摘 要：簡要敘述了苯酚生產過程中介質對調節閥節流件的腐蝕，分析了介質濃度、溫度對材料耐蝕性能的影響，通過耐蝕材料的正確選用，提高了調節閥的使用壽命，從而獲得較高的性能價格比。

關鍵字： 調節閥 耐蝕材料 性能價格比

1 引言

在化工生產過程中，經常會遇到一些腐蝕性較強的介質，如硫酸、鹽酸、硝酸、燒堿、各種鹽溶液及有機化合物等，這些介質有時是單一的，有時是混合的，有時是常溫，有時溫度又較高，它們對現場使用的儀表，如調節閥、變送器、測量元件、壓力表等造成腐蝕，使其性能降低、壽命縮短，不僅會影響生產的正常進行、新工藝流程的采用，還會影響工業自動化水平的提高，甚至造成安全事故。

眾所周知，同一種介質，隨其濃度、溫度不同，會表現出不同的腐蝕性。因此，根據生產過程中介質腐蝕性的不同，正確選用相應的耐蝕材料，不僅可以提高儀表的性能和使用壽命，而且可以降低生產成本，減少儀表的維護工作量。本文介紹了我廠苯酚生產過程中調節閥的使用情況，分析了調節閥節流件的腐蝕原因，并通過正確選擇節流件材料，從而大大提高了調節閥的使用壽命，得到了較高的性能價格比。

　　2 生產過程及介質

我廠苯酚生產是采用磺化-堿熔法，主要原料為純苯、硫酸、燒堿及少量的純堿，其生產工藝過程如下：

（1）先將苯汽化，以92.5%的硫酸在150～170℃溫度下磺化苯制得苯磺酸，然后用懸浮亞硫酸鈉堿液中心液制成苯磺酸鈉鹽溶液，并生成二氧化硫氣體。由于反應不完全，苯磺酸鈉鹽溶液中實際上含有少量的硫酸和苯磺酸。
　�。�2）將42%的工業燒堿在280～300℃溫度下濃縮為濃堿，然后在300～330℃溫度下與苯磺酸鈉鹽溶液進行堿熔反應，再經消化分離、減壓蒸餾制得結晶苯酚。

在該生產工藝過程中，堿熔反應的自動加料采用氣動薄膜調節閥進行控制，流經調節閥的介質分別為苯磺酸鈉鹽溶液和濃堿。

　　3 調節閥材料的選擇

原設計中自動加料采用的是DN32的單座調節閥，閥體材料為鑄鋼，節流件（閥芯、閥座）材料采用的是18-8型不銹鋼，由于介質溫度高（苯磺酸鈉鹽溶液150～170℃，濃堿300～330℃）、腐蝕性較強，閥芯、閥座使用不到一個月就腐蝕成“麻臉”，造成調節閥泄漏，3個月不到就完全不能使用，壽命非常短。

為分析節流件腐蝕的原因，我們查閱了有關資料[1，2]，得到18-8型不銹鋼在硫酸、苯磺酸、苯磺酸鈉鹽溶液和燒堿中的部分腐蝕數據如下：

（1）18-8型不銹鋼在常溫5%以下的稀硫酸或90%以上的濃硫酸中具有良好的耐蝕性，腐蝕率為0.05～0.5mm/年，但隨著溫度升高，腐蝕率會急劇增大。
　�。�2）18-8型不銹鋼在濃度較高（80%～100%）的苯磺酸中具有良好的耐蝕性，腐蝕率為0.05～0.5mm/年，在100%的苯磺酸中使用溫度可以達到100℃。
　�。�3）18-8型不銹鋼在20%的十二烷基苯磺酸鈉鹽溶液中具有優良的耐蝕性，腐蝕率小于0.05mm/年，且使用溫度可以達到100℃。
　�。�4）18-8型不銹鋼在濃度低于50%、溫度低于50℃的燒堿中具有優良的耐蝕性，腐蝕率小于0.05mm/年，溫度在50～80℃時，腐蝕較嚴重，腐蝕率為0.5～1.5mm/年，勉強可用，溫度達到100℃，腐蝕嚴重，腐蝕率大于1.5mm/年，不能使用。隨著燒堿濃度的增大，18-8型不銹鋼在其中的使用溫度也相應提高，當濃度達到100%時，可使用到316℃（腐蝕率達0.5～1.5mm/年），此外，在濃度70%～100%的燒堿中，18-8型不銹鋼可能發生應力腐蝕破裂，特別是在高溫環境中，由于受熱應力作用，很容易產生應力腐蝕破裂。

綜上所述可知，18-8型不銹鋼制作的節流件在苯磺酸鈉鹽溶液中腐蝕嚴重是因為該溶液中含有少量未完全反應的硫酸和苯磺酸（苯磺酸鈉鹽溶液本身腐蝕性并不強），且溫度較高的緣故，而在高溫濃堿中的損壞則是腐蝕和應力腐蝕破裂綜合作用的結果。

從資料[1，2]中還得知，鎳鉬鉻合金（哈氏合金）對上述介質具有比18-8型不銹鋼優越得多的耐蝕性，具體數據如下：

（1）可用于96%～100%以下一切濃度的硫酸，溫度可達70℃，酸濃度越低，適用溫度越高，25%以下的稀酸可用于沸點。
　�。�2）對所有濃度的苯磺酸都具有良好的耐蝕性，并且使用溫度可達150℃。
　�。�3）對濃度80%沸點以下的燒堿溶液具有優良的耐蝕性，濃度超過80%，使用溫度可達200℃。

綜合考慮了實際使用環境（如生產的周期性、溫度的變化、溶液中含有其它物質等）的影響后，我們對所使用調節閥進行了如下改進:閥體采用18-8型不銹鋼制作，而節流件采用哈氏C合金制作。改進后的調節閥從1998年初使用至今已達一年半，運行正常。

　　4 性能價格比較

　　原采用的DN32單座碳鋼調節閥，每臺單價大約為1400元，使用壽命*多只有3個月，經改進后的耐蝕調節閥，每臺單價大約7000元，是原調節閥的5倍。從目前的使用情況看，改進后的調節閥預計壽命可達3年以上，是原調節閥的12倍，僅從性能價格比來說，改進后的調節閥比原調節閥有顯著提高，因而大大降低了生產成本。此外，由于調節閥壽命大大提高，減小了因維修更換調節閥給生產造成的損失，也減輕了儀表工的勞動強度，給我廠帶來了一定的經濟和社會效益。

5 結論

（1）由于苯磺酸鈉鹽溶液中含有少量的硫酸和苯磺酸，且溫度較高，18-8型不銹鋼在該溶液中不具有耐蝕性。
　�。�2）在高溫濃堿中，18-8型不銹鋼腐蝕較重并容易發生應力腐蝕破裂。
　�。�3）哈氏C合金在上述兩種介質中具有比18-8型不銹鋼更優良的耐蝕性能，現場使用表明，用哈氏C合金制作的調節閥節流件壽命遠高于18-8型不銹鋼制作的節流件。
　�。�4）正確分析腐蝕原因，合理選擇耐腐蝕材料制作節流件，可以大大提高調節閥的使用壽命，獲得較高的性能價格比。

參考文獻

原創作者：上海艾迪爾自控儀表有限公司