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阀门腐蚀的基本知识及预防措施

腐蚀是导致阀门损害。因此,阀门防护方面,阀门防腐是需要考虑的一个重要问题。

阀门腐蚀形态
金属的腐蚀主要由化学腐蚀和电化学腐蚀引起,非金属材料的腐蚀一般由直接的化学和物理作用引起。
1.化学腐蚀
在没有电流产生的情况下,周围介质直接与金属发生反应而使金属破坏,如高温干气体、非电解质溶液对金属的腐蚀。
2. 电偶腐蚀
金属与电解质接触,产生电子的流动,使自身因电化学作用而受到损坏,这是腐蚀的主要形式。
常见的酸碱盐溶液腐蚀、大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀、不锈钢的点腐蚀和缝隙腐蚀等,都属于电化学腐蚀。电化学腐蚀不仅发生在两种能起化学作用的物质之间,而且由于溶液的浓度差、周围氧的浓度差、物质结构的细微差别等因素,使物质之间产生电位差,获得腐蚀的力量,使电位低的金属失去作用,失去干日光板的位置。

阀门腐蚀率
腐蚀速度可分为六个等级:
(1)完全耐腐蚀:腐蚀速度小于0.001毫米/年
(2)极耐腐蚀:腐蚀速度0.001至0.01毫米/年
(3)耐腐蚀:腐蚀速度0.01~0.1毫米/年
(4)仍然耐腐蚀:腐蚀速度0.1至1.0毫米/年
(5)耐腐蚀性差:腐蚀速度1.0~10mm/年
(6)不耐腐蚀:腐蚀速度大于10毫米/年

九大防腐措施
1、根据腐蚀介质选择耐腐蚀材料
在实际生产中,介质的腐蚀非常复杂,即使同一种介质所采用的阀门材料相同,由于介质的浓度、温度、压力不同,介质对材料的腐蚀也不尽相同。介质温度每升高10℃,腐蚀速度约增大1~3倍。
介质浓度对阀门材料的腐蚀影响很大,例如铅在浓度较小的硫酸中,腐蚀很小,当浓度超过96%时,腐蚀急剧上升。碳钢则相反,在硫酸浓度为50%左右时腐蚀最严重,浓度升高到60%以上时,腐蚀急剧下降。又例如铝在浓度80%以上的浓硝酸中腐蚀性很强,但在中、低浓度的硝酸中腐蚀严重,不锈钢对稀硝酸的耐腐蚀性很强,但在95%以上的浓硝酸中腐蚀加剧。
从以上实例可以看出,正确选择阀门材料应根据具体情况,分析影响腐蚀的各种因素,并按照有关防腐手册进行材料选择。
2.使用非金属材料
非金属耐腐蚀性能优良,只要阀门的使用温度、压力满足非金属材料的要求,既能解决腐蚀问题,又能节省贵重金属。阀体、阀盖、衬里、密封面等常用非金属材料制造。
阀门内衬采用聚四氟乙烯、氯化聚醚等塑料以及天然橡胶、氯丁橡胶、丁腈橡胶等橡胶,阀体阀盖主体采用铸铁、碳钢等材料制造,既保证了阀门的强度,又保证了阀门不受腐蚀。
如今,越来越多地使用尼龙、聚四氟乙烯等塑料,以及天然橡胶、合成橡胶来制作各种密封面和密封圈,用于各种阀门上。这些用作密封面的非金属材料不仅耐腐蚀性能好,而且密封性能也很好,特别适合在带颗粒的介质中使用。当然,它们的强度和耐热性较差,应用范围受到限制。
3.金属表面处理
(1)阀门连接:阀门连接螺套常用镀锌、镀铬、氧化(发蓝)等处理,以提高抵抗大气和介质腐蚀的能力。其他紧固件除上述方法外,还根据情况采用磷化等表面处理。
(2)密封面和直径较小的封闭件:采用渗氮、渗硼等表面工艺,提高其耐腐蚀、耐磨性能。
(3)阀杆防腐:广泛采用渗氮、渗硼、镀铬、镀镍等表面处理工艺,提高其耐蚀性、耐腐蚀性和耐磨性。
不同的阀杆材料和工作环境应适用不同的表面处理,在大气、水蒸气介质及与石棉填料接触的阀杆中,可采用镀硬铬、气体氮化工艺(不锈钢不宜采用离子氮化工艺):在硫化氢大气环境中采用电镀高磷镍镀层具有较好的防护性能;38CrMOAIA采用离子、气体氮化也能耐腐蚀,但不宜采用硬铬镀层;2Cr13经调质处理后能耐氨腐蚀,碳钢采用气体氮化也能耐氨腐蚀,而所有磷镍镀层均不耐氨腐蚀,气体氮化的38CrMOAIA材料具有优良的耐腐蚀性能和综合性能,多用于制造阀杆。
(4)小口径阀体、手轮:也常进行镀铬处理,以提高其耐腐蚀性能,并起装饰阀门的作用。
4.热喷涂
热喷涂是一种制备涂层的工艺方法,已成为材料表面防护的新技术之一。它是利用高能量密度热源(气体燃烧火焰、电弧、等离子弧、电加热、气体爆炸等)将金属或非金属材料加热熔化,以雾化形式喷射到已预处理好的基体表面形成喷涂层,或同时加热基体表面,使涂层再次熔化在基体表面形成喷焊层的表面强化工艺方法。
通过一种或几种热喷涂方法,可以在金属或非金属基体上涂覆大多数金属及其合金、金属氧化物陶瓷、金属陶瓷复合材料以及硬质金属化合物等涂层,提高其表面耐腐蚀、耐磨、耐高温等性能,延长使用寿命。热喷涂特种功能涂层,具有隔热、绝缘(或异常电)、可磨密封、自润滑、热辐射、电磁屏蔽等特殊性能,利用热喷涂可以修复零件。
5.喷漆
涂层是广泛应用的防腐手段,是阀门产品上不可缺少的防腐材料和识别标志。涂层也是一种非金属材料,通常由合成树脂、橡胶浆、植物油、溶剂等制成,覆盖在金属表面,隔绝介质与大气,达到防腐的目的。
涂层主要用于水、盐水、海水、大气等腐蚀性不太强的环境。阀门内腔常涂刷防腐漆,防止水、空气等介质对阀门的腐蚀。
6.添加缓蚀剂
缓蚀剂控制腐蚀的机理是促进电池的极化。缓蚀剂主要用于介质和填料中。在介质中加入缓蚀剂,可以减缓设备和阀门的腐蚀,如铬镍不锈钢在无氧硫酸中,溶解度范围较大时变成火化状态,腐蚀较为严重,但加入少量的硫酸铜或硝酸等氧化剂,可使不锈钢变成钝化状态,表面形成一层保护膜,阻止介质的侵蚀;在盐酸中,若加入少量氧化剂,可减轻钛的腐蚀。
阀门试压常采用介质为试压介质,易造成阀门的腐蚀阀门在水中加入少量亚硝酸钠,可以防止水对阀门的腐蚀。石棉填料中含有氯化物,对阀杆的腐蚀较大,如果采用蒸水冲洗的方法,可以降低氯化物含量,但此方法实施难度很大,不能普遍推广,只适用于特殊需要。
为了保护阀杆,防止石棉填料的腐蚀,在石棉填料中,阀杆上涂有缓蚀剂和牺牲金属,缓蚀剂由亚硝酸钠和铬酸钠组成,能在阀杆表面生成一层钝化膜,提高阀杆的耐腐蚀性能,而溶剂能使缓蚀剂慢慢溶解,起到润滑作用;其实锌也是一种缓蚀剂,它能首先与石棉中的氯化物结合,使氯化物与阀杆金属的接触机会大大减少,从而达到防腐的目的。
7.电化学保护
电化学保护有阳极保护和阴极保护两种。如用锌来保护铁时,锌会被腐蚀,锌被称为牺牲金属。在生产实践中,阳极保护较少采用,阴极保护较多采用。这种阴极保护方法用于大型阀门和重要阀门,是一种经济、简便、有效的方法,在石棉填料中添加锌,可以保护阀杆。
8.控制腐蚀环境
所谓环境有广义和狭义两种,广义的环境是指阀门安装处周围的环境及其内部流通介质,狭义的环境是指阀门安装处周围的条件。
大多数环境是不可控的,生产工艺也不能随意改变。只有在不损害产品和工艺的情况下,才可以采取控制环境的方法,例如锅炉水除氧、炼油过程中加碱调节PH值等。从这个角度来看,前文提到的添加缓蚀剂、电化学保护也是一种控制腐蚀环境的方法。
大气中充满了粉尘、水汽和烟雾,尤其是在生产环境中,设备排出的烟卤、有毒气体和细小粉末等,都会对阀门造成不同程度的腐蚀。操作人员应定期对阀门进行清洗、吹扫,并按照操作规程的规定定期加油,这是控制环境腐蚀的有效措施。在阀杆上安装防护罩、在地阀上设置接地井、在阀门表面喷涂油漆等都是防止腐蚀性物质侵蚀阀门的方法。阀门.
环境温度的升高和空气污染,特别是对于处于封闭环境中的设备和阀门,会加速其腐蚀,应尽可能采用开放式车间或采取通风降温措施,减缓环境腐蚀。
9.改进加工工艺和阀门结构
防腐蚀保护阀门是从设计开始就考虑的问题,而结构设计合理、工艺方法正确的阀门产品无疑对减缓阀门的腐蚀起到良好的作用。因此,设计制造部门应对结构设计不合理、工艺方法不正确、易引起腐蚀的部位进行改进,使之适应各种工况的要求。


发布时间:2025年1月22日