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蒸汽祛水器為什麼會穿孔?!

已更新:2023年6月9日

蒸汽祛水器會出現穿孔(如下照片所示)洩漏,常見的原因是由於蒸汽祛水器的排氣閥或排水閥洩漏,外洩的高溫高壓蒸汽與冷凝水挾帶著管線鐵渣持續不斷的沖刷殼體造成異常快速的侵蝕現象。若蒸汽的冷凝水又屬於強酸性時,侵蝕的速度會更加劇導致蒸汽祛水器殼體可能在短時間內就發生穿孔的狀況。

蒸汽祛水器本體上的穿孔

從治金的角度來說,鑄件常會有俗稱 "砂孔" (Porosity)存在。 這些砂孔的專業名詞稱為"氣縮孔" 與 "鑄縮孔" 兩種。 氣縮孔(Gas Porosity)是鑄造時鐵融液中的氣體殘存,冷卻固化時形成的空洞。 這類型的孔洞常存在於鑄件的表面。

圖片擷取自 www.godfreywing.com

"鑄縮孔"則是在鐵熔液冷卻時收縮所形成,此類"砂孔" 的形狀為長條狀。

圖片擷取自 https://www.godfreywing.com

當蒸汽祛水器殼體內的"砂孔"比較多時,就比較容易發生串接貫穿。此類型的穿孔不一定會發生在閥門出口位置,而是會在祛水器殼體上的任何位置。比較常見的會是在流體流動比較激烈的地方像是折彎處等。如下方照片所示,蒸氣祛水器的出口轉折處已經被沖刷侵蝕至呈現開口狀況。

左下角已經侵蝕穿透

除了鑄件本身的穿孔與高壓蒸汽冷凝水的高穿透力,老舊管線內的鐵鏽硬渣也會加劇祛水器的穿孔與磨耗。如下照片所示,蒸汽祛水器內有大量囤積的管線鐵鏽硬渣 (有過濾器很重要!)。這些鐵渣在經過祛水器閥門時會向砂紙般磨損閥門,造成不斷加劇的蒸汽洩漏與沖刷問題。

蒸汽祛水器排水閥門侵蝕
蒸汽祛水器排氣閥門侵蝕

蒸汽冷凝水(純水)降溫時溶解入管線中的氧氣與二氧化碳或形成酸性 (需要水質化驗並作水質處理),或在某些製程(如酸洗,電鍍等)有使用酸液時,冷凝水可能會被酸液所污染變強酸性。


當侵蝕狀況加入了水質問題(過酸),侵蝕會比較全面性。不僅是閥門與閥門出口處受到影響,祛水器內部與水接觸的面都會有明顯的變薄,甚至連浮球本身與機構組都可能因侵蝕變薄而破裂或鬆脫。

自由浮球蒸汽祛水器 浮球與閥門機構

祛水器穿孔問題要怎麼防範呢?

  1. 鑄件的品質很重要: 選擇鑄造品質好的蒸汽祛水器 (有品牌)

  2. 祛水器要有防穿孔設計: 選用鑄鐵材質就要確認祛水器本身有無防穿孔設計! (參考下方說明)。

  3. 定期的檢測祛水器: 別讓小洩漏變成大問題

  4. 水處理不只是鍋爐水: 冷凝水的水質問題也需要監控

  5. 汰換舊管線

  6. 別忽略祛水器前要有過濾器或內建濾網

  7. 使用不鏽鋼材質的祛水器 (比鑄鐵耐用)

防穿孔設計的舉例介紹:

要避免蒸汽祛水器由於沖刷所造成的侵蝕問題,蒸汽祛水器閥門與出口流道的設計應有類似以下的設計(可以是多重而非單一)

  1. 閥門出口位置應有不鏽鋼材質的擋板避免排出的流體直接沖刷殼體

  2. 閥門出口位置的殼體加厚

  3. 採用更不容易洩漏的閥門結構

如下,此祛水器採用滾珠閥門避免密合面持續的摩擦同個面。 排氣閥採用雙金屬而非薄膜液囊式。與傳統的連桿浮球祛水器相比,此設計採用不鏽鋼T型流道,流體需經兩道轉折才會接觸本體,大幅降低沖刷侵蝕發生的機率。

Valsteam ADCA FLT25 內部構造

蒸汽祛水器內件濾網的好處:

當現場安裝空間有限時,過濾器常會被省略。內建濾網的祛水器可以避免管線鐵渣進入造成祛水器損壞。

FM SOFT31: 內建濾網的蒸汽祛水器
蒸汽祛水器內建濾網的刷清

以上的分享,希望有助於您了解蒸汽祛水器穿孔與沖刷侵蝕的原因與預防。


有任何疑問或建議,歡迎與我們聯繫!



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