海水工况阀门材质选型对比分析

在海水利用工程，阀门材料问题较多出现在过流部件上。目前常用过流部件材料主要有镍铝青铜、不锈钢、双相不锈钢、钛材金属衬氟等。

1、镍铝青铜

　　镍铝青铜(Al8Ni2Cu) 具有优异的耐应力开裂腐蚀、耐疲劳腐蚀、耐空泡腐蚀、耐冲刷和抗海生物污损等性能。在含3% NaCl 的海水中，与不锈钢相比，镍铝青铜合金具有优异的抗汽蚀破坏性。镍铝青铜在海水中的腐蚀为点蚀和缝隙腐蚀。镍铝青铜对海水流速敏感，超过临界流速时，腐蚀速度急剧增加。可用于低流速工况，镍铝青铜铸造工艺不稳定，铸造的合格率偏低，作为阀门铸件时，需深入研究，目前使用用于铸造结构简单的蝶阀阀板。

2、不锈钢

不锈钢的耐腐蚀性随材料化学成分不同而异。304 不锈钢在含1 × 10 -4氯化物的水环境下，具有耐点腐蚀和耐裂隙腐蚀性，在海水中不能作为过流部件。316L 是含钼奥氏体不锈钢，具有更好的抗一般腐蚀、点腐蚀和裂隙腐蚀性。316L 在含氯化物< 2× 10 - 3的亚海水环境下，具有耐点腐蚀和耐裂隙腐蚀性。但在常规海水的氯离子含量约1.83 × 10 -2的工况下使用时间只有2-3个月，显然不适合。

2205双相不锈钢含有22%Cr元素，随着铬、钼和氮含量增加，可以提高不锈钢在氯化物或其他卤素离子环境下的耐点腐蚀和缝隙腐蚀性，因此氯离子浓度小于2 × 10 -2 时，可选用2205双相不锈钢。氯离子浓度小于4 × 10 -2 的工况，可选用超级双相不锈钢。可用于低、中、高压海水工况，由于其昂贵的价格，作为低压和大口径阀门选材不是很合适的选择。

3、铜合金

阀门选材中常用的铜合金主要有黄铜、锡青铜和铝青铜，这些铜合金在海洋环境中能生成一层腐蚀产物膜，这层薄膜阻碍了氧向金属表面的扩散，在海水中具有较好的耐点蚀和耐缝隙腐蚀性能。但与双相不锈钢一样，铜合金的价格也较高且铸造工艺性要求较高，对于大口径的海水阀也不是较为合适的选择。

4、钛材

钛材在海水等氯化物的水环境下，具有优异的耐腐蚀性，在不同浓度海水工况下都能使用，但是造价极其昂贵，不适合推广使用。

5、为了降低工程造价，阀体采用铸钢或不锈钢衬氟（F40）、衬胶

铸钢和常规不锈钢本身不耐海水腐蚀，因此采用过流部件衬氟或衬胶，很好地实现了过流部件与海水的隔离，由于F40在氟塑料材质内硬度高，耐海流速冲击，同时氟塑料耐腐蚀性非常优异，耐老化，因此衬氟（F40）在1.6MPa压力下，使用寿命超过10年，具有很高的使用效益。衬胶易老化，同时硬度不高，实际工况可能会发生局部脱落、变形的现象，而一旦产生橡胶脱落或变形，碳钢基体的腐蚀也随之发生。

钢衬氟阀门适用于低压海水工况，不适用于中高压，如含有泥沙海水在泵进口处设置钢衬氟筒体，双相不锈钢滤芯的过滤器，确保泵后方阀门使用寿命。

4、结语

用于低压（1.6MPa以下）、海水阀门可采用铸钢或不锈钢衬氟（F40）采既能满足海水腐蚀工况需求且成本低廉，制造工艺较为简单且寿命较长，可推广使用。

结合多种材质优缺点对比分析下，在中、高压海水工况，双相不锈钢材质较为合适。