阀门腐蚀防护

阀门防腐蚀

  腐蚀是导致阀门损坏的重要因素之一。因此，在使用阀门时，首先要考虑的是防腐蚀。

一、阀门腐蚀的形态
  金属阀门腐蚀有两种形式，即均匀腐蚀和局部腐蚀。均匀腐蚀速率可以用年平均腐蚀率来评估。金属材料，石墨，玻璃，陶瓷和混凝土，根据腐蚀速率，分为4个等级：腐蚀速率小于0.05mm/a的为优良；腐蚀速度在0.05~0.5mm/a的为良好； 腐蚀速度在0.5~1.5mm/a的尚可使用；腐蚀速度大于1.5mm/a的为不适用，阀门的密封面、阀杆、膜片、小弹簧等阀件一般用一级材料，阀体、阀盖等适用二级或三级材料，用于高压、剧毒、易燃、易爆、放射性介质的阀门，则选用腐蚀性很小的材料。

1.均匀腐蚀
  在金属的整个表面上进行均匀腐蚀。如在氧化环境中产生的不锈钢，铝，钛等保护膜，膜下的金属均匀腐蚀。还存在金属表面被腐蚀和剥落的现象，这是最危险的。

2. 局部腐蚀

局部腐蚀发生在金属的局部位置。其形态为点蚀，缝隙腐蚀，晶间腐蚀，分层腐蚀，应力腐蚀，疲劳腐蚀，选择性腐蚀，磨损腐蚀，空化腐蚀，振动腐蚀，氢等。

点腐蚀通常发生在钝化膜或保护膜的金属上。由于金属表面的缺陷，钝化膜的活性离子可能在溶液中被破坏，钝化膜被部分破坏并突出到金属中成为蚀刻孔。它是最具腐蚀性的金属破坏性和隐患之一。 缝隙腐蚀发生在诸如焊接，铆钉，垫圈或沉积物的环境中，并且是点腐蚀的特殊形式。预防方法是消除差距。

  晶间腐蚀沿着晶界从表面渗透到金属内部，导致晶界网状化。晶间腐蚀是由晶界中的杂质沉积引起的，主要是由于不适当的热处理和冷加工。两侧的奥氏体不锈钢焊缝易于形成贫铬区域并且易于腐蚀。奥氏体不锈钢的晶间腐蚀是一种常见且最危险的腐蚀形式。防止奥氏体不锈钢阀部件的晶间腐蚀的方法如下：“固溶硬化”处理，即使用含钛和铌的奥氏体不锈钢加热至约1100℃水淬，碳含量为0.03％或更少。减少碳化铬的产生。

  层状结构中发生分层腐蚀。腐蚀首先垂直向内发展，与表面平行的材料在腐蚀性材料的膨胀力下被腐蚀，使表面逐层剥离。
  应力腐蚀与腐蚀和拉伸应力同时发生。防止应力腐蚀的方法;消除或减少焊接，热处理冷加工产生的应力，改善不合理的阀门结构，避免应力集中，采用电化学保护，喷涂防腐涂层。添加缓蚀剂，施加压应力等措施。
  交变应力腐蚀的接头处发生腐蚀疲劳，导致金属破裂。热处理可用于消除或减少应力，表面喷丸和电镀锌，铬，镍等，但要注意电镀层不能有拉应力和氢扩散。
在具有不同组成和杂质的材料中发生选择性腐蚀。在某些环境中，一些元素被腐蚀蚀刻掉，留下未腐蚀的元素。通常，有黄铜脱锌，铜合金脱铝和铸铁石墨化。
  磨蚀是由流体对金属磨损和腐蚀的交替作用引起的腐蚀形式。这是在密封表面处发生的常见类型的阀腐蚀。预防方法：采用耐腐蚀，耐磨材料，改善结构设计，采用阴极保护。

  空化腐蚀，也称为空化和空化，是一种特殊的磨损和腐蚀形式。它是在流体中产生的气泡。破碎时产生的冲击波可达400个大气压，破坏金属保护膜，甚至撕裂金属颗粒。然后将其蚀刻成薄膜，重复该过程并腐蚀金属。对于防止空化腐蚀的方法，可以选择抗气蚀材料，高精度加工表面，弹性保护层和阴极保护。 摩擦腐蚀是两个部件彼此接触的同时接触，并且接触表面因振动和滑动而受损。   

  摩擦腐蚀发生在杆和闭合件之间，球轴承和轴之间的螺栓连接处。润滑脂可用于减少摩擦，表面磷化，硬质合金的使用，以及通过冷喷涂或冷加工进行表面处理的保护。

  腐蚀是由化学反应中产生的氢原子扩散到金属内部引起的破坏。形式是氢气鼓泡，氢脆和氢蚀刻。

  强钢和非金属钢易于氢气鼓泡。当油含有硫化物或氢化物时，很可能发生氢气鼓泡。使用无空隙镇静钢代替带孔的沸腾钢，橡胶和塑料保护，加上腐蚀抑制剂可以防止冒泡。

  在强钢中，晶格高度变性。氢原子进入后，4晶格应变较大，导致金融脆化。应使用含镍和铅的合金钢，以避免高强度氢脆钢的高强度钢，避免或减少焊接，电镀和酸洗中的氢脆。在高温和高压下，氢进入金属并通过与元素组合的化学反应被破坏，称为氢蚀刻。奥氏体不锈钢 钢 是 全然 耐 至 高 温度 氢 蚀刻。

3.非金属腐蚀

  非金属腐蚀与金属腐蚀相同。大多数非金属材料是非电导体。一般来说，它们不会产生电化学腐蚀，而是产生纯化学或物理腐蚀，这是与金属腐蚀的主要区别。非金属腐蚀不一定减轻体重，通常是体重增加。对于金属腐蚀，减重是主要的，非金属腐蚀，很多都是由物理效应引起的，而金属腐蚀的物理效应很少见;非金属内部腐蚀是一种常见现象。金属腐蚀主要是表面腐蚀。

  在金属材料与介质接触之后，溶液或气体将逐渐扩散到材料内部，导致非金属中的一系列腐蚀变化。腐蚀形式根据非金属材料的类型和种类而变化。腐蚀形式包括溶解，溶胀，气泡，软化，分解，变色，变质，老化，硬化和断裂。然而，从综合的观点来看，非金属腐蚀性能比金属材料好得多，并且金属材料的强度低于金属材料的强度。

二、金属阀门的腐蚀
  电化学腐蚀以各种形式腐蚀金属。它不仅在两种金属之间起作用，而且由于溶液的溶解性差，氧的溶解性差以及金属内部结构的微小差异。 。有些金属不耐腐蚀，但它们可以产生非常好的保护膜，即钝化膜，可以防止介质的腐蚀。可以看出，为了达到金属阀门防腐的目的，一个是消除电化学腐蚀;另一种是消除电化学腐蚀;在金属表面上制作钝化膜;第三是使用非金属材料而不会发生电化学腐蚀。而不是金属材料。下面描述了几种防腐方法。

1.根据介质选用耐腐蚀材料
  在“阀门的选择”部分中，我们介绍了应用阀门常用材料的介质。这只是一般性的介绍。在实际生产中，即使在介质中使用，介质的腐蚀也非常复杂。与阀门材料一样，介质的浓度，温度和压力也不同，介质不会腐蚀材料。对于介质温度每增加10℃，腐蚀速率增加约1至3倍。介质的浓度对阀门材料的腐蚀有很大影响。例如，如果铅在浓度小的硫酸中，则腐蚀很小，当浓度超过96％时，腐蚀急剧上升。相反，当硫酸浓度约为50％时，碳钢是最严重的。当浓度增加到6％以上时，腐蚀急剧下降。例如，铝在浓硝酸中具有高度腐蚀性，浓度为80％或更高，但在中等和低浓度的硝酸中会严重腐蚀。虽然不锈钢对稀硝酸具有很强的耐受性，但在95％以上的浓硝酸中腐蚀更为严重。
  从上面的例子可以看出，阀门材料的正确选择应根据具体情况，分析各种腐蚀因素，并根据相关的防腐手册选择材料。

2.使用非金属材料
  非金属耐腐蚀性极佳，只要阀门温度和压力符合非金属材料的要求，它不仅可以解决腐蚀问题，还可以节省贵金属。使用阀体，阀盖，衬里，密封表面和其他常见的非金属材料。至于垫圈，填料主要由非金属材料制成。阀门内衬塑料，如聚四氟乙烯或氯化聚醚，橡胶，如天然橡胶，氯丁橡胶或丁腈橡胶，阀体和阀盖的主体由普通铸铁和碳钢制成。这是为了确保阀门的强度，并确保阀门不被腐蚀。夹管阀的设计也基于优异的耐腐蚀性和橡胶的优异性能。如今，越来越多地使用尼龙和聚四氟乙烯等塑料，各种密封面由天然橡胶和合成橡胶制成。密封环用于各种类型的阀门。它们用作非金属密封表面。该材料不仅具有良好的耐腐蚀性，而且具有良好的密封性能，特别适用于颗粒介质。当然，它们的强度和耐热性低，应用范围有限。柔性石墨的出现使非金属进入高温领域，解决了填料和垫片泄漏的长期问题，是一种良好的高温润滑剂。

3.喷刷涂料
  涂层是最广泛使用的防腐方法，是阀门产品中不可缺少的防腐材料和识别标记。涂层也是非金属材料。它们通常由合成树脂，橡胶浆，植物油，溶剂等制成，覆盖金属表面，绝缘介质和大气，达到防腐目的。涂料主要用于水，盐水，海水和大气无腐蚀性的环境中。阀门的内腔通常涂有防腐蚀涂料，以防止水，空气和其他介质腐蚀阀门。油漆混合了不同的颜色，以代表Faine使用的材料。阀门喷漆，通常在半年到一年一次。

4.添加缓蚀剂
  在腐蚀性介质和腐蚀性物质中加入少量其他特殊物质可大大减缓金属腐蚀速度。这种特殊物质称为缓蚀剂。腐蚀抑制剂控制腐蚀的机理是它促进电池的极化。腐蚀抑制剂主要用于介质和包装。在介质中添加缓蚀剂可以减缓设备和阀门的腐蚀。例如，铬 - 镍不锈钢在无氧硫酸中的大范围溶解度中被点燃。腐蚀严重，但加入少量硫酸铜或硝酸。当使用氧化剂时，不锈钢可以转变为钝化状态，并且在表面上形成保护膜以防止介质的蚀刻。在盐酸中，如果加入少量氧化剂，则可以降低钛的腐蚀。阀门压力试验通常以水为压力试验介质，容易引起阀门腐蚀。在水中加入少量亚硝酸钠可以防止水腐蚀阀门。石棉填料含有氯化物，对阀杆具有很强的腐蚀性。如果蒸汽水洗方法可以降低氯化物含量，则该方法在实践中难以实施，并且酯适合于特殊需要。为了保护阀杆免受石棉填料的腐蚀，在石棉填料中，阀杆涂有腐蚀抑制剂和牺牲金属。腐蚀抑制剂由亚硝酸钠和铬酸钠组成，在阀杆表面形成钝化膜，以提高阀杆的耐腐蚀性。溶剂可缓慢溶解缓蚀剂，并可提供润滑;在石棉中加入锌粉作为牺牲金属。事实上，锌也是一种缓蚀剂。它可以首先与石棉中的氯化物结合，从而大大降低氯化物和茎金属之间的接触机会，从而实现防腐目的。如果在涂层中加入腐蚀抑制剂如红丹或钙铅，则阀门表面可以防止大气腐蚀。

5.电化学保护
  电话保护包括阳极和阴极保护。所谓的阳极保护是用保护金属将直流电引入阳极，使阳极电位沿正方向增加。当增加到一定值时，在金属阳极的表面上形成致密的保护膜，其是钝化膜。金属阴极的腐蚀急剧减少。阳极保护金属适合于易于钝化。所谓的阴极保护意味着受保护的金属用作阴极，并且施加直流电以降低负方向的电势。当达到一定的电位值时，腐蚀电流速度降低，金属受到保护。此外，阴极保护可以用具有比受保护金属更高的电极电位的金属来保护受保护的金属。如果锌用于保护铁，锌会被腐蚀，锌被称为牺牲金属。在生产实践中，阳极保护使用较少，阴极保护应用较多。大型阀门和重要阀门使用这种阴极保护方法，这是一种经济，简单和有效的方法。锌被添加到石棉填料中，保护杆也是阴极保护方法。

6.金属表面处理
  金属表面处理工艺优于睡眠涂层，表面渗透，表面氧化钝化等。其目的是提高金属的耐腐蚀性，提高金属的机械能。表面处理的阀门被广泛使用。
  阀门连接螺钉通常镀锌，镀铬和氧化（蓝色），以提高耐大气和中等腐蚀性。除了上述方法之外，其他紧固件也用表面处理如磷化处理。
  密封面和小直径的封闭构件通常采用氮化和渗硼等表面处理，以提高其耐腐蚀性和耐磨性。由38CrMoAlA制成的阀盘具有≥0.4mm的氮化层。
  阀杆防腐问题是人们关注的问题，并积累了丰富的生产经验。它经常使用表面处理工艺，如氮化，渗硼，镀铬和镀镍，以提高其耐腐蚀性，耐腐蚀性和耐磨性。伤害表现。不同的表面处理应适用于不同的阀杆材料和工作环境。阀门与大气，水蒸气介质接触，石棉填料可以镀硬铬和气体氮化（不锈钢不适合离子氮化）;通过电镀高磷镍电镀，硫化氢气氛中的阀门具有更好的保护性能; 38CrMoAlA也可以通过离子和气体氮化来抵抗腐蚀，但不适合使用硬铬电镀; 2Cr13淬火回火后可以抵抗氨腐蚀，气体渗氮碳钢也能抵抗氨腐蚀，所有的磷镍涂层都不耐氨腐蚀;气体氮化38CrMoAlA材料具有优异的耐腐蚀性和综合性能，可用于制造阀杆。
  小直径阀体和手轮也经常镀铬，以提高其耐腐蚀性和装饰阀门。

7.热喷涂
  热喷涂是一种用于制备涂料的工艺块，已成为材料表面保护的新技术之一。这是一个国家重点推广项目。它使用高能量密度热源（气体燃烧火焰，电弧，等离子弧，电热，气体爆炸等）来加热和熔化金属或非金属材料，然后将其喷射到预处理的基本表面上。雾化形式形成喷涂层。或者同时加热基础表面以重新熔化基板表面上的涂层，以形成喷焊层的表面强化过程。大多数金属及其合金，金属氧化物陶瓷，金属陶瓷复合材料和硬金属化合物可以使用一种或多种热喷涂方法涂覆在金属或非金属基底上。
  热喷涂可以提高表面耐腐蚀性，耐磨性，耐高温性等性能，并延长使用寿命。热喷涂特殊功能涂层，具有隔热，绝缘（或等电），可研磨密封，自润滑，热辐射，电磁屏蔽等特殊性能;零件可以通过热喷涂修复。

8.控制腐蚀性环境
  所谓环境，有两种广义和狭义，广义环境是指阀门安装周围的环境及其内部循环介质;狭窄的环境是指阀门安装周围的条件。大多数环境都是无法控制的，生产过程不会发生变化。只有当产品或工艺没有损坏时，才能使用控制环境的方法，例如锅炉水脱氧和精炼过程中的碱的pH。从这个观点来看，上述腐蚀抑制剂的添加，电化学保护等也是受控的腐蚀环境。
  大气中充满了灰尘，水蒸气和烟雾。特别是在生产环境中，如烟雾，卤素，有毒气体和设备排出的细粉，都会对阀门造成不同程度的腐蚀。操作人员应定期清洁和清洗阀门，并按照操作规程中的规定定期加油。这是控制环境腐蚀的有效措施。阀杆安装有保护盖，接地阀设有井，阀门表面涂有油漆等，这是防止腐蚀性物质腐蚀阀门的方法。环境温度升高和空气污染，尤其是在封闭环境中，会加速腐蚀。应尽可能使用地板或采用通风和降温措施以减少环境腐蚀。

9.改进加工技术和阀门结构形式
  阀门的防腐保护是设计中考虑的问题，阀门产品具有合理的结构设计和正确的工艺方法。毫无疑问，它对减缓阀门的腐蚀有很好的效果。因此，设计和制造部门应改进结构设计不合理，工艺方法不正确，易腐蚀的部件，并应根据各种工况要求进行改进。阀连接处的间隙是氧浓度电池腐蚀的良好环境。因此，阀杆和关闭件之间的连接应尽可能不使用内螺纹和螺纹连接;阀门焊接应采用双面对接焊接，连续焊接，点焊和搭接焊接易腐蚀，阀门螺纹连接采用聚四氟乙烯制成。薄带和垫。它不仅具有良好的密封性，而且还可以腐蚀。死角不易流动的介质容易腐蚀阀门。除非使用阀门，否则不需要翻转并排出介质。在制造阀门零件时，应尽可能避免凹陷结构，阀门应尽可能设置排水孔。不同的金属触点将构成点对，其促进阳极金属的腐蚀。在选择材料时，金属电位差不可避免地很大，并且不能产生钝化膜的金属接触。在生产和加工过程中，在焊接和热处理过程中会产生特殊的应力腐蚀。应注意改进加工方法。焊接后，应使用适当的保护措施，如退火处理。改善阀杆的表面粗糙度和其他阀门零件的表面粗糙度。表面粗糙度越高，耐腐蚀性越强。改善填料和垫圈的加工和结构，使用柔性石墨和塑料填料，以及柔性石墨粘合剂垫圈和PTFE垫圈，以提高密封性能，减少地面阀杆和法兰密封件表面的腐蚀。