Коррозия клапана морской воды: как выбрать материалы корпуса, диска, вала и седла
Инженерный объем: В этом руководстве рассматриваются характеристики материалов, подверженных коррозии, для дроссельных, обратных и задвижек в системах забора сырой морской воды, нагнетания насосов, систем предварительной очистки охлаждающей воды и опреснения воды. Информацию о типе клапана, месте установки, NPSH и выборе помпажа срабатывания насоса сначала прочтите. Клапаны насосной станции забора морской воды: выбор дисковых, обратных и задвижек. Вместо этого в настоящей статье основное внимание уделяется тому, как клапан может выйти из строя, даже если на его паспортной табличке написано «нержавеющая сталь» или его корпус полностью покрыт покрытием.
1. Начните с карты воздействия, а не с класса материала
Полноконцентрированная морская вода содержит значительное количество хлоридов и проводит электричество, что приводит к локальной и гальванической коррозии. Одна и та же конструкция клапана может работать в самых разных условиях во впускном коллекторе с непрерывной промывкой, в застойном резервном отводе, в возврате теплой охлаждающей воды или на узле предварительной обработки с химической обработкой.
| Ввод | Почему это меняет выбор материала | Вопрос о запросе цен |
|---|---|---|
| Хлорид / соленость | Способствует локализованной коррозии и влияет на скрининг сплавов. | Сырая морская вода, солоноватая вода или концентрированный рассол? Анализ поставок. |
| Нормальная/максимальная температура | Более высокая температура может увеличить риск точечной и щелевой коррозии. | Включите сезонные пики и температуру отключения. |
| Поток, песок и ил | Возможность удаления покрытий или защитных пленок на кромке диска и горловине клапана. | Укажите скорость, загрузку твердых частиц и рабочую частоту. |
| Застой и отложения | Расщелины и условия под отложениями могут быть более суровыми, чем текущая вода. | Как долго клапан может оставаться закрытым или неработающим? |
| Хлорирование/очистка | Окислительная обработка и химическая очистка могут изменить совместимость материалов. | Укажите химическую принадлежность, концентрацию, продолжительность и место дозирования. |
| Погружение и внешняя атмосфера | Погруженные в воду тела, оборудование зоны разбрызгивания и внутренние приводы подвергаются разной нагрузке. | Какие компоненты постоянно находятся в контакте с жидкостью или подвергаются внешнему воздействию? |
Также укажите давление, расчетный срок службы, интервалы технического обслуживания и катодную защиту. Общее утверждение, такое как «пригоден для морской воды», не является адекватной спецификацией материала.
2. Корпус: ковкий чугун с покрытием или коррозионностойкий сплав?
Ковкий чугун или углеродистая сталь с покрытием
Для системы впуска низкого давления, одобренной владельцем, экономичным может быть ковкий чугун с соответствующей внутренней футеровкой и внешним морским покрытием. Подкладка, а не голое железо, является барьером для морской воды. Подтвердите подготовку поверхности, минимальную и максимальную толщину сухой пленки, испытания в отпуске, если указано, защиту кромок, непрерывность покрытия вокруг отверстий и фланцев, процедуру ремонта и совместимость с седлом и внутренней облицовкой трубы. Повреждение покрытия может обнажить подложку и вызвать локальное разрушение.
Соответствующие конфигурации см. в разделе Vcore. Фланцевый дроссельный клапан с резиновой футеровкой и Клапан-бабочка с резиновой футеровкой. Их стандартные варианты материалов являются отправной точкой; проект все равно должен утвердить фактическую облицовку, защищающую от морской воды, и открытую отделку.
Никель-алюминиевая бронза, дуплекс и супердуплекс.
Никель-алюминиевая бронза (NAB) может использоваться для отдельных корпусов и внутренних частей морских клапанов с учетом загрязненной или содержащей сульфиды воды, скорости и границ раздела с разнородными металлами. Дуплекс 2205 и супердуплексные марки, такие как UNS S32750/S32760, могут рассматриваться там, где исследование коррозии требует более высокой стойкости к хлоридам и прочности. Они по-прежнему требуют изготовления, сварки и контроля щелей в зависимости от марки. Ни один сплав не одобрен автоматически для каждой температуры, режима хлорирования или эксплуатации в застойной морской воде.
Различие в закупках: «Корпус из нержавеющей стали» является неполным. Укажите точную марку деформируемого или литого сплава, стандарт на продукцию, термическую обработку, требования к сварке и в каких смачиваемых деталях используется этот сплав.
3. Диск: открытая поверхность может контролировать срок службы клапана.
В дроссельной заслонке с упругим седлом диск часто представляет собой металл, подвергающийся наиболее непосредственному воздействию. Сиденье может защитить большую часть тела, оставляя поверхности и края диска в контакте с морской водой. В обратных клапанах диск или створка также могут испытывать локальную турбулентность, повторяющиеся движения и удары.
| Вариант диска | Где это может подойти | Ключевой риск/проверка одобрения |
|---|---|---|
| Ковкий чугун с покрытием | Системы низкого давления, одобренные владельцем | Повреждения кромок, износ покрытия, удары и ремонтопригодность |
| нержавеющая сталь 316/CF8M | Только тогда, когда это позволяет конкретная оценка коррозии. | Питтинговая и щелевая коррозия в насыщенной или стоячей морской воде. |
| Дуплекс или супердуплекс. | Повышенные требования к устойчивости к хлоридам | Точная марка, термообработка, качество сварного шва и геометрия контакта седла. |
| Никель-алюминиевая бронза | Избранные морские конструкции | Загрязнение воды, эрозия, гальваническое сопряжение и качество литья |
| Полностью инкапсулированный диск с футеровкой | Совместимые футерованные системы низкого давления | Целостность уплотнения, наличие точечных отверстий, истирание и пределы давления/температуры. |
Не копируйте спецификацию дроссельного клапана для пресной воды, в которой указано «диск SS316», в проект водозабора без проверки. Vcore Дроссельный клапан с футеровкой EPDM для очистки воды определяет несколько вариантов дисков и отмечает, что работа с высоким содержанием хлоридов требует дополнительной оценки диска и вала.
4. Вал и шток: скрытые щели имеют значение
Вал может быть частично закрыт седлом, но при этом открыт для подшипников, набивки, уплотнений, стопорных штифтов и соединения диска. Вода, богатая хлоридами, попавшая в эти узкие пространства, может вызвать серьёзную локальную атаку, даже если видимый диск выглядит здоровым.
Укажите материал вала независимо от диска. Обычные мартенситные марки нержавеющей стали 410/420, используемые в других клапанах, по умолчанию не должны допускаться к прямому воздействию морской воды. Вал 316 также требует оценки с учетом особенностей эксплуатации; Может потребоваться дуплекс, супердуплекс или соответствующим образом спроектированное изолирующее устройство. Проверьте соединение вала с диском, материал шпонки/штифта, совместимость подшипников и втулок, целостность уплотнения и возможность замены.
5. Сиденье: EPDM часто бывает полезен, но не является средством защиты от коррозии.
EPDM часто рассматривается для совместимости с морской водой и водоочисткой, особенно для дроссельных и обратных клапанов с эластичным седлом. Точный состав должен быть проверен на рабочую температуру, давление, хлорирование, воздействие озона/очистки, набухание, остаточную деформацию при сжатии и циклическое использование. NBR может быть выбран для некоторых нефтесодержащих применений, но необходимо проверить его пригодность для реальных химикатов для очистки морской воды. Если этого требуют химические процессы или температура проекта, можно рассмотреть возможность использования ПТФЭ или других систем сидений.
Резиновое сиденье делает нет защитить каждую металлическую поверхность. Убедитесь, что вкладыш полностью изолирует корпус, остаются ли отверстия вала смоченными и контактируют ли кромка диска и крепеж с морской водой. Более широкие материальные компромиссы см. Антикоррозионные материалы клапанов для химической обработки.
6. Три примера на уровне сборки
| Обязанность | Иллюстративная материальная стратегия | Не упускайте из виду |
|---|---|---|
| Изолирующий дроссельный клапан низкого давления для сырой морской воды | Утвержденный корпус из ковкого чугуна с футеровкой/покрытием; сертифицированный диск и вал для морской воды; совместимое сиденье из EPDM | Выход кромки диска, отпуска гильзы, размеры фланцев, наружное покрытие |
| Обратный клапан нагнетания насоса | Одобренная владельцем защита корпуса, а также запорный элемент, петля/штифт и седло, устойчивые к коррозии. | Шарнирные щели, ударные нагрузки, твердые тела и анализ переходных процессов |
| Критическая изоляция морской воды или воды под высоким давлением | Корпус/отделка из сплава, одобренного коррозионными исследованиями, или конструкция с футеровкой | Точная марка, номинальное давление, гальваническая связь, сварка и проверка. |
Это примеры проверки запросов предложений, а не фиксированные спецификации материалов. Информацию о месте нагнетания насоса и управлении обратным потоком см. Обратные клапаны для нагнетания насоса и Поворотный обратный клапан с резиновой футеровкой страница продукта. Тип клапана и динамика закрытия должны выбираться отдельно от коррозионностойких материалов.
7. Проверка и документация: проверьте всю сборку.
- Отслеживаемость материалов: MTR для корпуса, диска, вала, штифтов и других указанных металлических деталей, находящихся под давлением или смачиваемых средой; положительная идентификация материала, где это необходимо.
- Изготовление сплава: термообработка в зависимости от марки, процедура сварки, очистка поверхности и дополнительные испытания на коррозию, если этого требует спецификация проекта.
- Покрытие и подкладка: утвержденная процедура, подготовка поверхности, толщина сухой пленки, праздничный осмотр, если указано, критерии адгезии/ремонта и записи для недоступных поверхностей.
- Эластомер: одобренный состав, отслеживаемость партий и документированная совместимость с морской водой и химикатами для обработки.
- Функциональные проверки: испытания корпуса и седла, работа привода, перемещение диска/вала, проверка крутящего момента и размеров в соответствии с применимыми стандартами конструкции клапана и испытаниями.
- Обзор интерфейса: ответные фланцы, материалы прокладок, внешние крепления, материалы труб и устройство катодной защиты.
Используйте спецификацию тестирования для конкретного проекта; успешные гидростатические испытания не демонстрируют долговременную стойкость к коррозии в морской воде. См. Vcore Методы испытания клапанов давлением для различия между испытанием под давлением и квалификацией обслуживания.
8. Шаблон запроса предложения: укажите каждый компонент, а не только «класс морской воды».
Запросите покомпонентную ведомость материалов вместе с ценовым предложением. Если поставщик предлагает альтернативу, требуйте список отмеченных отклонений, а не безоговорочное заявление об «эквивалентном материале».
9. Пять вопросов перед одобрением клапана для морской воды
- Какие именно металлические поверхности будут соприкасаться с морской водой, когда клапан открыт, закрыт и находится в режиме ожидания?
- Является ли предлагаемая защита корпуса непрерывной через отверстие, кромки фланцев и отверстия валов?
- Диск, вал, штифты, шарниры и крепежные детали независимо сертифицированы для работы в условиях хлоридов и щелей?
- Проверен ли эластомер на хлорирование, чистящую химию и циклическое использование?
- Соответствуют ли сертификаты материалов, отчеты о покрытиях и испытаниях сборки указанной конфигурации?
Итог: Для клапанов для морской воды правильный вопрос не «Корпус из нержавеющей стали?» но «Каждый ли контактирующий с измеряемой средой компонент, уплотнение и интерфейс подходят для такого конкретного воздействия морской воды?» Для выбора на уровне приложения вернитесь к Клапаны насосной станции забора морской воды; для расценок на проекты и конфигураций на основе чертежей, свяжитесь с Vcore Valve с заполненными данными запроса предложения.
Часто задаваемые вопросы
Подходит ли SS316 для дисков и валов дроссельных заслонок для морской воды?
Не в качестве общей спецификации. 316/CF8M может подвергаться точечной и щелевой коррозии в морской воде, особенно в застойных или более теплых условиях. Получите одобрение на коррозию для конкретной эксплуатации для фактической геометрии и воздействия.
Можно ли использовать корпус клапана из ковкого чугуна с покрытием в морской воде?
Его можно использовать в целях, одобренных владельцем, если внутренняя обшивка, внешнее покрытие, открытая отделка и план проверки подходят. Голый ковкий чугун не следует рассматривать как устойчивый к морской воде.
Делает ли седло из EPDM клапан коррозионностойким?
Нет. EPDM может подходить для указанной жидкости, но диск, вал, края корпуса, штифты и другие смачиваемые металлические детали по-прежнему требуют независимой защиты от коррозии или выбора сплава.
Должен ли каждый клапан для морской воды использовать супердуплекс?
Нет. Выбор материала зависит от температуры, химического состава, геометрии щели, давления, расчетного срока службы, изготовления, гальванической совместимости и требований проекта. Для некоторых задач может подойти соответствующая конструкция с футеровкой или морской медный сплав.
