陶瓷閥門：強(qiáng)腐蝕高磨損等極端管道輸送環(huán)境下的Ji佳選擇

“閥”作為用來(lái)控制流體的方向、壓力、流量的裝置在各項(xiàng)工程領(lǐng)域中必不可少。

閥門的基本功能是：截?cái)嘟油ń橘|(zhì)，調(diào)節(jié)流量，改變流向。閥門在管道輸送中主要對(duì)被輸送的介質(zhì)起到控制和調(diào)節(jié)的作用。

金屬閥門的使用已有上百年的歷史，期間雖然也經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)及材料的改進(jìn)，但受金屬材料自身?xiàng)l件的限制，愈發(fā)不能適應(yīng)特殊環(huán)境下高磨損、強(qiáng)腐蝕等惡劣工況的需要，使用壽命短、密封性差造成泄漏現(xiàn)象頻發(fā)等現(xiàn)象，都一定程度上影響了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

伴隨著化工產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，各種強(qiáng)腐蝕、高溫高壓、劇毒等特殊工程的不斷增多，這對(duì)化工管路中常用的部件——閥門提出了更高的要求。而具有良好的強(qiáng)度、硬度、絕緣性、熱傳導(dǎo)、耐高溫、耐氧化、耐磨蝕、耐磨耗、高溫強(qiáng)度等特點(diǎn)，在非常嚴(yán)苛的環(huán)境或工程應(yīng)用條件下，表現(xiàn)了高穩(wěn)定性和優(yōu)良的機(jī)械性能的新型陶瓷閥門應(yīng)運(yùn)而生。

1. 新型陶瓷閥門的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

（1）使用壽命長(zhǎng)。相比其他材質(zhì)的閥門，陶瓷閥門在高溫強(qiáng)壓的工作環(huán)境下，表現(xiàn)出了超長(zhǎng)的有Xiao使用壽命，這不僅在一定程度上保證了化工運(yùn)輸業(yè)的正常運(yùn)行，也降低了化工生產(chǎn)的成本，提高了閥門的工作效率。

（2）適用范圍廣。陶瓷閥門適用的范圍較廣，比如電力生產(chǎn)、化工、冶金及采礦等，除此之外，還包括污水的處理等工業(yè)領(lǐng)域。

（3）制備工藝成熟。隨著科技的不斷革新與發(fā)展，陶瓷的制備工藝及流程愈發(fā)成熟和完善，比如陶瓷的產(chǎn)品配料比、陶瓷的加工與成型等重要的工藝環(huán)節(jié)通過(guò)新技術(shù)的應(yīng)用更加成熟。

（4）原料來(lái)源廣。陶瓷閥門的制備原料來(lái)源較為廣泛，利用含有鋁和硅等元素的原料，經(jīng)過(guò)加工處理，可以用來(lái)制備陶瓷。

（5）性能良好。陶瓷閥門耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等性能相對(duì)于其它類型的閥門來(lái)說(shuō)較為良好，除此之外，它還具有良好的密閉性和導(dǎo)熱性能。

（6）制造成本低廉。由于制備陶瓷的原料選擇較為普遍，節(jié)約了大量稀有的金屬資源，而且陶瓷閥門的應(yīng)用可以有Xiao地減小工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，系統(tǒng)運(yùn)行也比較平穩(wěn)，整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)和閥門的更替等產(chǎn)生的費(fèi)用相對(duì)較低，有Xiao地節(jié)約了使用成本。

陶瓷閥密封面及流體接觸的部分硬度很高（洛氏HRA≥88以上）相當(dāng)于洛氏HRC≥70以上，陶瓷閥性能穩(wěn)定，且陶瓷件具有良好的自潤(rùn)滑性，故陶瓷閥扭矩很小，便于遠(yuǎn)程控制。

2. 陶瓷閥門的常用組成和閥門類型

陶瓷材質(zhì)在閥門具體組成中，通過(guò)陶瓷鑲嵌或粘結(jié)的方式在金屬表面設(shè)置一層陶瓷保護(hù)膜，以金屬作為陶瓷的支撐骨架體系。

其優(yōu)點(diǎn)是：金屬部分的骨架具有較強(qiáng)的硬度和延展性，可以有Xiao地克服陶瓷脆性大但強(qiáng)度較低的特點(diǎn)，也可以發(fā)揮陶瓷保護(hù)的作用。

第二種是以整體實(shí)心式的陶瓷結(jié)構(gòu)為主，經(jīng)過(guò)多層工藝處理，比如靜壓成型、熱壓下燒結(jié)等工藝，大程度避免了陶瓷閥門的局限帶來(lái)的技術(shù)工藝上的難題。

在陶瓷的應(yīng)用過(guò)程中，閥門的連接方式需要根據(jù)陶瓷的屬性來(lái)選擇，比如陶瓷球閥和陶瓷蝶閥的設(shè)計(jì)和制造時(shí)，由于蝶閥和球閥結(jié)構(gòu)比較特殊，所以不宜考慮鑲嵌或者粘結(jié)的方式，且球閥與蝶閥陶瓷的主要化學(xué)成分是ZrO2，陶瓷的燒制與處理過(guò)程和Al2O3型陶瓷也存在一定的差異。

3. 陶瓷閥門在工程領(lǐng)域的應(yīng)用

目前陶瓷閥門已廣泛應(yīng)用于電廠的煙氣脫硫（FGD）裝置、飛灰、除渣以及燃燒（噴煤）系統(tǒng)，鋼鐵廠的燒結(jié)機(jī)脫硫（EPC）工程，垃圾焚燒的煙氣凈化以及氯堿工業(yè)及廢水和固體廢物處理等行業(yè)中。

面對(duì)惡劣的工作環(huán)境，相比其他材質(zhì)屬性的閥門，陶瓷閥門在化工管道中的應(yīng)用具有別樣的優(yōu)勢(shì)和良好的性能。例如可以：

（1）有Xiao避免石灰石、石膏漿液與氯離子等雜質(zhì)的磨損與腐蝕；

（2）有Xiao防止具腐蝕性的工業(yè)粉塵及鋼粉、鐵粉的磨損；

（3）有Xiao地處理固體廢物；

（4）滿足氯堿制造行業(yè)的生產(chǎn)需求。

伴隨社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)、性能等要求越來(lái)越高、技術(shù)的不斷革新，使得陶瓷閥門使用范圍越來(lái)越廣、機(jī)械性能越來(lái)越穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)價(jià)值越來(lái)越高（在腐蝕性強(qiáng)、沖刷嚴(yán)重的工況條件下，其使用壽命是鈦、鎳等稀有金屬閥的2~5倍）。