海水温度“磨”阀门?青铜内螺纹球阀选对就能稳!
跟几位朋友喝茶,谈到船用阀门相关之事。有位从事海工装备工作的兄弟猛地拍了一下大腿说:“别提了,去年给南海项目供应的一批青铜材质内螺纹球阀,安装后不到半年就出现‘发涩’情况,关不严密。”众人仔细思考,觉得这事不寻常。海水这种东西,看上去都是水,然而冷水和热水、近岸水与深海大洋水,对阀门内部那些部件的影响,差别非常大。如今咱们就详细说说,不同的海水温度,是怎样“共同作用”来折磨阀门的金属部分以及里面至关重要的橡胶密封圈的。
不同温度的海水为啥对阀门是双杀
海水并非单纯的盐水,一旦温度发生变化,它的特性便全然改变。在温度较高时,海水中的氧气逸散速度加快,腐蚀现象愈发显著。当温度降低,尽管腐蚀速度减缓,然而材料的脆性却随之增加。这尚未结束,温度改变后,阀体金属与内部的橡胶密封圈,热胀冷缩的程度并不相同。就如同两个人被绑在一起跑步,一个步伐大,一个步伐小,时间久了,要么拉伤要么摔倒。阀门内部正是如此情形,金属与橡胶的膨胀系数存有差异,温度反复变化,配合间隙便会时而宽松时而紧密,直接影响密封效果与开关手感。
我们曾开展模拟实验,将一批规格相同的青铜球阀,分别置于5℃的冷海水中,以及35℃的热海水中。实验的结果表明,在热海水环境下,阀体表面的腐蚀产物生长得更快且更为厚实,与此同时,橡胶密封圈明显变软,弹性有所下降。这充分说明,高温海水是以“双管齐下”的方式,既对金属造成侵蚀破坏,又使橡胶浸泡变软收缩,致使阀门在内外两方面都陷入困境之中 。
青铜材质在冷水里真的更安全吗
许多人持有这样的看法,海水温度处于较低状态时,腐蚀的速度就会较为缓慢,青铜阀放置在冷水当中必定会更加耐用。这种说法是正确的部分,但又并非完全正确。冷水的腐蚀速率确实是减缓了,奈何却引发了另外一个问题,即材料脆性的问题。特别是针对一些牌号并非足够“正统”的青铜物品,亦或是内部存在微小铸造缺陷的阀门,在长时间处于低温的环境之下,其韧性有所下降,极有可能在突发而来的压力冲击或者频繁进行操作的情况之下,产生肉眼很难察觉到的微裂纹。
这些呈现出微小形态的裂纹,便是如同“定时炸弹”一般的存在,一旦它们得以形成,便摇身一变成为了促使腐蚀加速的好似“高速公路”的通道状物体,腐蚀介质会顺着这些裂纹朝着内部钻进,然后造成比同等环境下均匀腐蚀更为严重得多的破坏情况,所以,千万别仅仅因为看到在冷水环境下有着腐蚀速度较为缓慢的现象,就自认为可以高枕无忧了,事实上阀体材料的低温韧性以及铸造质量,在这样的冷水环境当中反而要去经受更为苛刻严格的考验,在进行采购这个行为的时候,需要多留一份心思,去询问一下关于材质报告以及低温冲击试验得到的数据如何 。
弹性密封件在热水里如何快速老化
橡胶制成的密封圈,堪称阀门的“咽喉要道”,一旦它损坏,阀门便等同于报废。处于热水环境之中,橡胶老化呈现加速态势。温度上升,会使橡胶内部分子链的断裂与交联反应加剧,致使其变硬、丧失弹性,或者出现相反状况,变得过于软塌塌。我们曾解剖过在热海水里浸泡半年从而失效的阀门,其中的氟橡胶密封圈,表面已然发粘,如同糖稀一样,已然完全丧失密封能力。
麻烦程度更甚的是,热水会致使海水中某些化学物质,像是近海或污染海域常见的硫化氢,更易于和橡胶发生反应。这已不只是物理老化,而是化学攻击。所以,挑选用于热水环境的阀门密封件时,不能仅依据其标称耐温度数,还得弄明白它耐受哪种介质的热,是纯粹的热水,还是含有化学物质的热海水。这里面的门道,稍有差异,使用寿命差距就极大。
温差循环对螺纹连接有什么隐藏危害
处于海上的工作状况下,温差出现变化,这属于常态,白天的时候会受到暴晒使得温度升高,到了晚上又会变得凉爽,或者在不同的季节里,不同航区的水温也都并非是相同的,呈现为不一样的情形。对于青铜内螺纹球阀而言,这样的冷热交替现象,在螺纹连接这块部分,是暗藏着夺命隐患的一种存在。螺纹连接所依靠的是精密的配备,然而金属出现膨胀收缩的情况,会致使螺纹之间的预紧力发生改变。此种反复周而复始的循环之后,就极有可能产生所谓的“蠕变松弛”这种状况,简单来讲,也就是螺丝自行缓缓进行“松劲儿”的行为了。
一旦螺纹连接处出现松动状况,轻微的情况会致使介质发生渗漏现象,严重的情形在高压状态下有可能直接出现崩开状况。我们在实验过程中发现了这样的情况,当经历了上千次的温差循环之后,纵然阀门并没有明显的泄漏情况,然而使用扭矩扳手进行测量时,部分螺纹连接的紧固力矩已然下降了超过15%。这对于要求具备绝对可靠性的管路系统来讲,是一个不容被忽视的风险。在安装的时候要依照标准扭矩进行上紧操作,并且要考虑使用合适的螺纹锁固剂,在温差较大的环境当中这一点特别重要。
怎么从外观判断阀门受过哪种海水折腾
具备高超技艺的师傅,得到一个已然使用过的阀门,查看其外观状况,便能推测出它大致经历过怎样的情形。假如阀体的表面,特别是其中螺纹端口的临近区域,存在一层质地紧密、分布均匀的暗绿色或者灰白色覆盖物质(主要成分是碱式氯化铜等),触摸起来相对坚固,这一般而言是低温或者常温状态下海水历经长时间均匀腐蚀所导致的后果,情形还算得上“温和”。
要是瞧见阀体之上存在显著且局部加深的坑蚀状况,又或者伴有裂纹,再若密封槽附近的橡胶圈出现严重变形、黏连或者硬化开裂的情况,那么极有可能是历经了高温海水的侵蚀,甚或是处于冷热交替极为频繁的恶劣环境之中。尤其是当青铜表面呈现出脱锌腐蚀的迹象(其表面展现为多孔的紫铜色)时,那就基本上能够判定,此阀门的材质或许并不达标,又兴许是环境温度偏高致使这种选择性腐蚀的情况加剧了。这些外观方面的痕迹,便是阀门的“病历”,它能够告知我们诸多的故事 。
采购时如何针对水温选对阀门配置
了解到温度所产生的影响后,进行采购之际,就绝不能够再一概而论地讲“我需要一个海水阀”了。首先,必须询问工况:长期处于工作状态下的海水温度范围究竟是多少呢?是否存在短期内快速的温差变动情况呢?问得明晰了,才能够依据具体情况采取相应措施。对于常年于低温海域(像是北方港口、深海区域)加以使用的阀门而言,需要着重留意阀体材料的低温冲击性能以及铸造质量,密封件应当选用耐低温性能优良的材料,例如经过改进的乙丙橡胶(EPDM)。
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