選擇合適的耐用金屬材料冷卻水中金屬材料主要有兩大類:輸水管道和用水設(shè)備。選擇時應(yīng)綜合考慮使用壽命、機械強度、導(dǎo)熱性能、施工因索和經(jīng)濟成本諸因素。實際上主要考慮換熱器為主的用水設(shè)備材料的選擇。換熱器使用的金屬與冷卻水接觸以外還要與高溫的工藝介質(zhì)直接相遇,因此必須全面了解工藝介質(zhì)的物理化學(xué)特性、使用濃度范圍、溫度變化程度、工作壓力大小,甚至還要了解工藝介質(zhì)存在的雜質(zhì)的性能。對很多化工事故的研究得出,工藝介質(zhì)中存在的其他微量成分有時會造成致命的腐蝕后果。
對于特殊行業(yè),冷卻水用的金屬材料應(yīng)嚴(yán)格按照行業(yè)規(guī)范要進行材料的選擇,如生物技術(shù)、微電子工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、超臨界發(fā)電設(shè)備和核電廠等。在材料選擇時,以確保運行安全為絕對條件,經(jīng)濟成本為安全服務(wù)。
根據(jù)可能形成的腐蝕類型結(jié)合設(shè)計在材料的選擇時要考慮到:(1)為了防止電偶腐蝕,應(yīng)盡鼠避免不同金屬在冷卻水中電連接,如果一定要把兩種以上金屬聯(lián)合使用時,應(yīng)該盡可能選電偶序中較接近的金屬;如果只能選擇電偶序離得較遠(yuǎn)的不間金域,應(yīng)當(dāng)在不同金屬間采取電絕緣措施。如碳鋼管和鋁管之間要用絕緣套來連接;螺栓連接法蘭時,不僅法蘭之間要用絕緣墊圈而且螺栓外也要用套管或絕緣樹脂;不銹鋼和銅管連接時,目前已經(jīng)可使用兩種材料成分逐漸變化的過渡合金。
(2)不銹鋼對點腐蝕和縫隙腐蝕比較敏感,應(yīng)使用耐蝕的奧氏體而不用馬氏體材料。
(3)碳鋼在某些水溶液介質(zhì)中雖然平均腐蝕速度較大,應(yīng)力腐蝕破裂相對不敏感,應(yīng)力腐蝕破裂成為材料選擇主要因素時,首先選擇碳鋼。當(dāng)然近年來卨純奧氏體鎳鉻鋼、高硅奧氏體鉻鋼、高鉻鐵素體和鐵素體與奧氏體雙相鋼等都有很好的耐應(yīng)力腐蝕破裂的性能。
(4)硅鐵、硅銅和含鎳30%、鉻20%、鉬2.05%、銅3.5%種不銹鋼都有較好的耐磨蝕性能,也常選用銅鎳合金作耐磨蝕的結(jié)構(gòu)材料。
(5)為防止黃銅脫鋅常在黃銅中加人少量砷。
必須指出,任何材料都不是萬能的,所謂耐蝕是相對的,因此在材料選擇時一定要根據(jù)實際情況,在分析論證的基礎(chǔ)上,配合其他控制腐蝕的措施,達到腐蝕控制的目標(biāo)。