Terms used on this page
- PP
- Polypropylene
- PTFE
- Polytetrafluoroethylene
- ETFE
- Ethylene tetrafluoroethylene
- PI
- Proforma invoice or controlled order document
- NACE MR0175
- Legacy sour-service standard designation commonly paired with ISO 15156
- FGD
- Flue gas desulfurization
- RFQ
- Request for quotation
材料会同时影响寿命和成本。选择时应从工艺介质出发,不能从目录中默认的“304 不锈钢”出发;还要先判断零件会受到什么机理的破坏,不能只列合金名称。
除沫器细丝为什么不能照搬容器壁的腐蚀判断
这是除沫器过早失效的一个重要机理。若直接把压力容器壁的腐蚀经验搬到细丝上,很容易漏掉。
腐蚀数据常用穿透速率表示,但一个速率能否接受,取决于零件几何、所需强度、设计寿命、检查周期和是否另设腐蚀裕量。适用于承压壁厚的速率,不能直接套到细丝上。
针织除沫丝通常没有另设腐蚀裕量。HG/T 21586-1998 附录 A 所列圆丝直径为 0.19 mm 和 0.23 mm。只作尺度说明:0.23 mm 丝的半径约为 0.115 mm;如果发生每年 0.05 mm 的均匀径向减薄,按理想几何计算,约 2.3 年就会消耗这个半径。这只是算术示例,不是允许腐蚀速率,也不是寿命预测。局部腐蚀可能更早造成断丝,截面完全消失前,强度也可能已经不足。
因此,适合制造容器的合金,不一定适合制造其内部件。 如果容器材料的选择依赖腐蚀裕量,就不能未经核算直接复制给除沫垫。垫层加厚也不是腐蚀补救措施:增加的仍是同一丝径的细丝,腐蚀速率不会因此降低。
建议的选材顺序
- 列出温度、压力和完整化学组成,包括可信的异常工况和已知污染历史。
- 判断要防的失效机理:点蚀、应力腐蚀开裂、一般酸腐蚀、缝隙腐蚀、电偶腐蚀、热失效或冲蚀。不同机理的补救方法不同。
- 按丝径核对预期腐蚀速率,不能按板材腐蚀裕量判断。
- 用相容的腐蚀数据、实际使用经验或试验筛选候选材料,覆盖最坏可信工况和证据中的不确定性;然后比较成本,并同时确认格栅、金属附件和支撑材料。
- 在询盘中冻结决定,使其作为制造依据进入报价或 PI。
先看机理,不只看材料名称
氯化物点蚀和应力腐蚀开裂。 这是奥氏体不锈钢在含氯热蒸气或盐水雾中的典型风险。点蚀会很快穿透细丝;针织交叉点和夹紧边缘存在残余应力,可能出现开裂。在氯离子和温度超出 316L 的稳妥范围时,通常会考虑双相钢,同时承担更严格的制造控制。参见海水淡化除沫器和蒸发器除沫器。
一般酸腐蚀。 浓度和温度共同控制,而且关系不一定单调:某种合金可能耐高浓度介质,却在中间稀释浓度下失效。硫酸工况应单独判断,参见硫酸酸雾除沫器。
缝隙腐蚀。 针织垫中有大量丝与丝接触点,还有丝与格栅、丝与拉结丝的接触点。几何结构如果滞留静止、缺氧或浓缩的液膜,这些接触处就可能形成缝隙。只按一般腐蚀数据筛选的材料,仍可能局部失效。
电偶腐蚀。 不同材质的丝网、格栅、拉结丝和压紧件在导电液膜中电连接后,可能形成电偶。哪一方成为阳极,由两种材料在实际环境中的腐蚀电位决定;面积比不决定极性。但是,如果细丝已经是小阳极而与较大的阴极相连,面积比会显著加快细丝截面损失。应写清完整物料清单,并按实际工况核对相容性,不能假定细丝一定是牺牲件。
与时间有关的热变形。 聚合物内部件的温度能力还受持续载荷、暴露时间、化学介质和具名牌号影响。接近材料应用边界时可能更快失去几何形状,但 PP、PTFE 或 ETFE 作为材料家族,没有一个通用的单一“温度悬崖”。详见下文聚合物部分。
冲蚀和机械疲劳。 高气速、液击、振动和反复热循环可以在化学腐蚀之外造成断丝。某些设计中,粗丝或较疏构造可能提高机械耐受性,但仍要同时检查完整丝网几何、支撑和要求的分离任务。旋转设备上游的液击工况就是一例,参见压缩机入口洗涤器除沫器。
常见金属材料
| 材料 | 常见用途 | 注意事项 |
|---|---|---|
| SS304、304L | 洁净蒸汽、温和烃类 | 氯离子、酸 |
| SS316、316L | 化工和炼油中常见的初选材料,仍需核对化学和异常工况 | 强还原酸、高氯离子、热氯化物应力腐蚀开裂 |
| SS321 | 钛稳定化奥氏体钢,用于关注高温暴露后抗敏化相关晶间腐蚀的场合 | 不是通用抗氧化升级,也不能解决氯化物点蚀或应力腐蚀开裂 |
| 双相钢 2205 | 含氯水、海水淡化 | 制造控制要求高,还要核对温度范围 |
| Monel 400 | 部分 HF、碱和还原性环境的候选材料 | 不是所有 HF 工况都适用;浓度、含水量、温度和氧化剂必须逐案确认 |
| 钛,须明确牌号 | 氧化性氯化物工况和海水,须按牌号及工况核对 | 工业纯钛在不少非氧化性还原酸中可能不适用;钯稳定化或其他钛牌号须按具体工况复核。干氯气须另行进行专业安全和材料评估;成本和交期较高 |
| 镍基合金,例如 C-276 | 严苛混酸和氧化性工况 | 成本高、货源有限,仍需按具体工况核对 |
镀锌丝和涂层丝需要单独提醒:涂层可能在针织、搬运和安装中受损,涂层破口会把腐蚀集中在裸露的小区域。是否适用,取决于成型后的涂层连续性和实际介质。
聚合物和含氟聚合物
聚合物内部件不是简单的廉价替代品。在明确工况下,合适的具名牌号和支撑布置可能比不锈钢耐用;持续载荷或超出既定设计范围的异常工况,也可能使其永久变形并失去分离几何。
- PP(聚丙烯):湿式洗涤器和烟气脱硫工况中常见的候选材料。不能把材料家族的熔点、维卡软化温度或热变形温度直接写成除沫器连续使用上限。应以具名原料牌号的应用指导为起点,并核对持续载荷、时间、化学介质、紫外线、氧化剂以及异常或清洗温度。
- PTFE:用于 PP 和常见不锈钢不适用的苛刻化学介质。成本较高,格栅和压紧结构必须按其机械性能设计,包括蠕变。
- ETFE:可用于特种单丝和按图更换;在有用温度范围内,其机械性能优于 PTFE。
- 金属与纤维共织:在纤维、装填量和运行点合适时,与指定的纯金属构造相比,可以提高细雾截留。纤维本身必须单独满足耐温和耐化学要求,也不能自动等同于纤维床元件。参见共织高效除沫器。
对于单丝产品,聚合物种类只是材料家族,不是完整规格。必须写明聚合物种类、原料生产商、商业牌号和适用温度边界,并同时写明单丝直径、支撑格栅材料和要求的追溯记录。单丝生产商或单丝产品另有独立标识时,也应分别记录。三类材料的具体说明见PP、PTFE 和 ETFE 塑料除沫器。
先看腐蚀形貌,再决定升级
更换失效垫时,应先拍清失效形貌。不同图样对应不同补救方向;机理判断错误,升级材料也可能白花钱:
- 局部点坑或穿孔,周围金属仍完整:属于局部腐蚀,可能与氯化物、沉积物、缝隙或其他工况条件有关。确定原因后,再决定是否采用更高合金、双相钢或工艺控制方案。
- 整根丝均匀减薄:属于一般腐蚀。关键是速率是否曾适合该丝径。
- 开裂,尤其集中在针织交叉点或夹紧边缘:应调查应力腐蚀开裂、疲劳和脆化;更换合金或夹紧方式前先完成诊断。
- 格栅接触点和拉结丝附近腐蚀集中:应调查缝隙和电偶效应,并核对完整物料清单,不能只升级丝网。
- 沉积物很厚,露出的丝似乎完整:可以确认存在结垢,但不能排除垢下腐蚀或缝隙腐蚀。受控清洗后再次检查;剩余截面或合金不确定时,应采用检测。参见除沫器结垢与堵塞。
更多升级路径见除沫器腐蚀升级,证据采集方法见没有图纸时如何更换除沫器。
HF 和含硫化氢工况
不能只凭“HF”三个字母选择材料。浓度、含水量、温度、氧化性杂质和异常工况都可能改变合金结论;选错材料时,HF 工况会很快造成失效。
如果项目指定 NACE MR0175 或 ISO 15156,应在询盘中写明适用版次和范围,才能据此匹配丝网、格栅、金属附件和文件。ISO 15156 针对油气生产和天然气脱硫中的含 H₂S 环境,不一定适用于炼油或其他下游工况。容器采用的要求,不会自动成为内部件的合同要求,除非订单文件明确写入。
现在确定规格,出货时提供证明
这两项保护发生在不同阶段。
确定规格在询盘阶段完成:金属丝和金属附件写合金牌号;单丝产品写聚合物种类、原料生产商、商业牌号和温度边界。随后在报价或 PI 中冻结为制造依据。
提供证明发生在出货阶段:交付 PI 中列明并计入供货范围的普通材料或批次追溯记录,用来证明前述制造依据。
金属产品的 EN 10204 Type 3.1 或 Type 3.2 文件、材料牌号鉴别和额外试验属于可选升级项目。必须在材料采购和生产前提出,才能预先确认追溯条件、钢厂可得性、成本和交期。不能假定完工后仍可补办:所需原始记录或检验参与条件可能已经无法取得,麦什姆不承诺事后补办证书。
常见错误
- 直接复制容器合金,不按细丝直径重新核对腐蚀速率。
- 把加厚或加密当作腐蚀补救。
- 只规定丝网合金,把格栅、拉结丝和压紧件留给加工方决定。
- 只看一般腐蚀数据,实际机理却是缝隙腐蚀或电偶腐蚀。
- 只按正常温度选择聚合物,不核对异常工况。
- 只写“PTFE”或“ETFE”等材料家族名称,就认为规格已经完整。
- 生产完成后才决定文件要求。
如果金属垫在洗涤塔内数周就发生腐蚀,应先提供化学组成和温度,不能直接改成“加厚 316L”。更换失效垫时,还应提供腐蚀形貌照片;点蚀、均匀减薄和开裂对应的升级路径不同。
Frequently asked questions
Is SS316L always enough for demister pads?
No. SS316L is a common chemical-service baseline, but chloride, HF, strong acids, oxidants and high temperature can require duplex, Monel, titanium, nickel alloys, PP, PTFE or ETFE after duty-specific review.
What document proves the wire material?
Two different things protect you. First, specify the material itself in the RFQ — the alloy grade for metal wire and hardware, or, for monofilament products such as PP, PTFE or ETFE, the polymer type together with the raw material producer, its commercial designation and the applicable temperature limits — so it is frozen in the PI before production. Second, each shipment then carries the ordinary material or batch traceability record listed in the PI to prove that basis. EN 10204 Type 3.1 or Type 3.2 documentation is an optional upgrade: request it before material procurement and production so traceability, cost and lead time are confirmed upfront.