バルブ腐食防止

バルブ防食

  腐食はバルブの損傷を引き起こす重要な要素の1つです。したがって、バルブの使用では、防食が最初の考慮事項です。

まず、バルブの腐食形状
  金属弁の腐食は２つの形態、すなわち均一腐食と局部腐食を有する。一様腐食速度は、年間平均腐食速度で評価できます。腐食速度によると、金属材料、グラファイト、ガラス、セラミックス、コンクリートは、4つのグレードに分類されます。腐食速度は0.05mm / a未満です。腐食速度は0.05〜0.5mm / aと良好です。腐食速度は0.5〜1.5 Mm / aですが、それでも使用できます。腐食速度が1.5mm / aを超える場合は適用されません。バルブシール面、バルブステム、ダイヤフラム、小スプリングなどのバルブ部品は、一般的に一級材料、弁本体、弁カバーなどでできています。高圧、高毒性、可燃性、爆発性、放射性のメディアバルブ用の材料は、腐食性の少ない材料を使用します。

1.均一腐食
  均一な腐食が金属の全面に行われます。ステンレス鋼、アルミニウム、チタンなどの酸化環境で作られた保護フィルムのように、フィルムの下の金属は均一に腐食されています。金属表面が腐食して剥がれる現象もあり、最も危険です。

2。 L顔面腐食

局部腐食は金属の局部位置で起こる。その形態は、孔食、隙間腐食、粒界腐食、層間腐食、応力腐食、疲労腐食、選択腐食、摩耗腐食、キャビテーション腐食、振動腐食、水素などです。

孔食は、通常、パッシベーション膜または保護膜の金属に発生する。金属表面の欠陥に起因して、パッシベーション膜の活性イオンは溶液中で破壊される可能性があり、パッシベーション膜は部分的に破壊されて金属中に突き出てエッチングされた穴となる。それは金属の破壊性と隠された危険性の最も腐食性の形態の一つです。 隙間腐食は、溶接部、リベット、ガスケット、または堆積物などの環境で発生し、ピッティング腐食の特別な形態です。防止方法は、ギャップをなくすことです。

  粒界腐食は、粒界に沿って表面から金属の内部に侵入し、粒界を網状にする。粒界腐食は、主に不適切な熱処理および冷間加工のために、粒界に不純物が析出することによって引き起こされる。両側のオーステナイト系ステンレス鋼溶接部は、クロムが欠乏した領域になりやすく、腐食を受けやすい。オーステナイト系ステンレス鋼の粒界腐食は、一般的で最も危険な形態の腐食です。オーステナイト系ステンレス鋼製バルブ部品の粒界腐食を防止する方法は、以下の通りである。チタンとニオブを含有し、０．０３％の炭素含有量を有​​するオーステナイト系ステンレス鋼を使用して、約１１００℃の水焼入れを行う。以下。炭化クロムの生産量を減らす。

  層間剥離腐食は層状構造中で起こる。腐食は最初に垂直方向内向きに進行し、そして表面に平行な材料は腐食性材料の膨張力の下で腐食されて表面を層状に剥離させる。
  応力腐食は腐食および引張応力と同時に起こります。応力腐食を防ぐ方法溶接、熱処理による冷間加工で発生する応力の除去または減少、無理弁構造の改善、応力集中の回避、電気化学的保護の使用、および防食コーティングのスプレー。腐食防止剤を添加し、圧縮応力および他の手段を適用する。
  交番応力腐食の接合部で腐食疲労が発生し、金属が破裂します。亜鉛、クロム、ニッケルなどの応力、表面ショットピーニングおよび電気めっきを除去または低減するために熱処理を使用することができるが、めっき層には引張応力および水素拡散があり得ないことに注意を払う。
選択腐食は、異なる組成と不純物を持つ材料で発生します。特定の環境では、一部の元素が腐食によってエッチングされ、腐食していない元素が海綿状になります。一般に、黄銅の脱亜鉛化、銅合金の脱アルミニウム化、および鋳鉄の黒鉛化があります。
  摩耗腐食は、金属の摩耗と腐食に対する流体の交互作用によって引き起こされる腐食の一種です。シール面で発生するのは、一般的な種類のバルブの腐食です。防止方法：耐食性、耐摩耗性の材料を使用し、構造設計を改善し、そして陰極防食を採用する。

  キャビテーション腐食は、キャビテーションおよびキャビテーションとも呼ばれ、特殊な形態の摩耗と腐食です。流体の中で発生する泡です。破壊されたときに発生する衝撃波は最大400気圧になる可能性があり、それが金属保護膜を破壊し、さらに金属粒子を引き裂くことさえあります。それからそれはフィルムにエッチングされ、そしてこのプロセスが繰り返されそして金属が腐食される。耐キャビテーション腐食防止方法としては、耐キャビテーション性材料、高精度加工面、弾性保護層、陰極防食を選択することができる。 摩擦腐食は、互いに接触している2つの部分の同時接触であり、接触面は振動と滑りによって損傷を受けます。   

  摩擦腐食は、ステムとクロージャの間、ボールベアリングとシャフトの間のボルト締結部で発生します。潤滑グリースを使用して、摩擦、表面リン酸塩処理、硬質合金の使用、およびコールドスプレーまたは冷間加工による表面処理による保護を行うことができます。

  腐食は、化学反応で発生した水素原子が金属内部に拡散することによって引き起こされる破壊です。その形態は、水素バブリング、水素脆化および水素エッチングである。

  強い鋼鉄および非金属鋼鉄は水素の泡立ちがちです。油に硫化物または水素化物が含まれていると、水素の泡立ちが起こりやすくなります。穴あき鋼を沸騰させる代わりにボイドフリーキルド鋼を使用すること、ゴムおよびプラスチックによる保護、さらに腐食防止剤を使用すると、泡立ちを防ぐことができます。

  強い鋼では、格子は高度に変性しています。水素原子が入ると、4格子ひずみが大きくなり、経済的な脆化を引き起こします。ニッケル、鉛を含む合金鋼は、水素脆化の大きい高強度鋼を避け、溶接、電気メッキ、酸洗の際の水素脆化を避けるか、減らすために使われるべきです。高温高圧では、水素が金属に侵入し、水素エッチングと呼ばれる元素の組み合わせとの化学反応によって破壊されます。オーステナイト系ステンレス 鋼 です 完全に 抵抗力がある に 高い 温度 水素 エッチング。

3.非金属腐食

  非金属腐食は金属腐食と同じです。ほとんどの非金属材料は非電気導体です。一般的に、それらは電気化学的腐食を引き起こさず、純粋な化学的または物理的腐食を生じます。それは金属腐食との主な違いです。非金属腐食は必ずしも減量するわけではなく、多くの場合増量です。金属腐食の場合、減量が主な非金属腐食であり、その多くは物理的影響によって引き起こされ、金属腐食の物理的影響はまれです。非金属内部腐食は一般的な現象です。金属腐食は表面腐食によって支配されます。

  金属材料が媒体と接触した後、溶液またはガスは徐々に材料の内部に拡散し、非金属に一連の腐食変化を引き起こす。腐食形態は、非金属材料の種類と種類によって異なります。腐食性の形態には、溶解、膨張、気泡、軟化、分解、変色、劣化、老化、硬化、および破砕が含まれます。しかしながら、総合的な観点から、非金属腐食性能は金属材料のそれよりはるかに優れており、金属材料の強度は金属材料のそれよりも低い。

第二に、金属製バルブの腐食
  電気化学的腐食はさまざまな形で金属を腐食します。それは２つの金属間だけでなく、溶液の溶解性が乏しいこと、酸素の溶解性が乏しいこと、および金属の内部構造のわずかな違いのためにも作用する。 。いくつかの金属は耐腐食性ではないが、それらは媒体の腐食を防止することができる非常に良好な保護膜、すなわち不動態化膜を生成することができる。金属弁の防食の目的を達成するためには、電気化学的腐食を排除することが一つであることが分かる。もう一つは電気化学的腐食を除去することです。金属表面にパッシベーション膜を形成する。 3つ目は、電気化学的腐食を起こさずに非金属材料を使用することです。金属材料の代わりに。いくつかの防食方法が以下に記載されている。

1.中選択された耐食性材料によると
  「バルブの選択」セクションでは、バルブに一般的に使用される材料が適用される媒体を紹介します。それは単なる一般的な紹介です。実際の製造では、媒体中で使用した場合でも媒体の腐食は非常に複雑です。バルブ材料のように、媒体の濃度、温度および圧力は異なり、媒体は材料に腐食されない。媒体の温度が10℃上昇するごとに、腐食速度は約1〜3倍増加します。媒体の濃度はバルブ材料の腐食に大きな影響を与えます。例えば、鉛が濃度の低い硫酸中にある場合、腐食は小さく、濃度が９６％を超えると、腐食は急激に上昇する。それどころか、炭素鋼は硫酸濃度が約50％のときに最も過酷です。濃度が６％を超えるまで増加すると、腐食は急激に低下する。例えば、アルミニウムは８０％以上の濃度の濃硝酸中で非常に腐食性であるが、中濃度および低濃度の硝酸中で激しく腐食される。ステンレス鋼は希硝酸に対して非常に耐性がありますが、95％以上の濃硝酸では腐食がより深刻になります。
  上記の例から分かるように、バルブ材料の正しい選択は特定の条件に基づいており、さまざまな腐食要因を分析し、関連する耐食マニュアルに従って材料を選択してください。

2.非金属材料を使う
  バルブの温度と圧力が非金属材料の要件を満たしている限り、非金属耐食性は優れています。腐食問題を解決できるだけでなく、貴金属を節約することもできます。バルブ本体、バルブカバー、ライニング、シール面、その他の一般的な非金属材料が使用されています。ガスケットに関しては、充填剤は主に非金属材料でできている。バルブはポリテトラフルオロエチレンや塩素化ポリエーテルなどのプラスチック、天然ゴム、ネオプレン、ニトリルゴムなどのゴムが並んでいて、バルブ本体とボンネット本体は一般的な鋳鉄と炭素鋼でできています。それは、バルブの強度を確保し、バルブが腐食しないようにするためです。ピンチバルブも優れた耐食性とゴムの優れた特性に基づいて設計されています。今日では、ナイロンやポリテトラフルオロエチレンなどのプラスチックがますます使用されており、さまざまなシール面が天然ゴムや合成ゴムでできています。シールリングはさまざまな種類のバルブに使用されています。これらは非金属シール面として使用されます。この材料は、良好な耐食性を有するだけでなく、良好なシール性能も有し、そして粒状媒体中での使用に特に適している。もちろん、その強度と耐熱性は低く、用途は限られています。フレキシブルグラファイトの出現は、非金属が高温分野に参入することを可能にし、フィラーおよびガスケットの漏れの長期的問題を解決し、そして良好な高温潤滑剤である。

3.スプレー塗装
  コーティングは最も広く使用されている防食方法であり、バルブ製品には欠かせない防食材料と識別マークです。コーティングも非金属材料です。それらは通常、合成樹脂、ゴムスラリー、植物油、溶剤などでできていて、金属表面を覆い、媒体と大気を絶縁して防食目的を達成します。コーティングは主に水、塩水、海水、そして大気が腐食性ではない環境で使用されます。バルブの内腔は通常、水、空気、その他の媒体がバルブを腐食するのを防ぐために防錆塗料で塗装されています。ペンキはFaineによって使用される材料を表すために異なった色と混合される。バルブスプレー式塗料、通常半年から1年に1回。

4.防錆剤を加える
  腐食性の媒体や腐食性物質に少量の他の特殊物質を添加すると、金属の腐食速度が大幅に遅くなる可能性があります。この特別な物質は腐食防止剤と呼ばれます。腐食防止剤が腐食を制御するメカニズムは、それが電池の分極を促進するということです。腐食防止剤は主に媒体および包装に使用されます。媒体に腐食防止剤を添加すると、機器やバルブの腐食を遅らせることができます。例えば、クロム - ニッケルステンレス鋼は、無酸素硫酸中で広範囲の溶解度で発火する。腐食は深刻ですが、少量の硫酸銅または硝酸が加えられます。酸化剤を用いると、ステンレス鋼を不動態化することができ、媒体のエッチングを防止するために表面に保護膜が形成される。塩酸中に少量の酸化剤を添加すれば、チタンの腐食を少なくすることができる。バルブ圧力試験では、一般に圧力試験用の媒体として水が使用されます。これはバルブの腐食を引き起こしやすいです。水中に少量の亜硝酸ナトリウムを添加すると、水がバルブを腐食するのを防ぐことができます。アスベストフィラーには塩化物が含まれており、これはバルブステムを非常に腐食します。水蒸気水洗法が塩化物含有量を減少させることができるならば、この方法は実際に実施するのが困難であり、そしてエステルは特別な必要性に適している。アスベスト充填材の腐食からバルブステムを保護するために、アスベスト充填材にお​​いて、バルブステムは腐食防止剤および犠牲金属で被覆されている。腐食防止剤は、バルブステムの耐食性を向上させるためにバルブステムの表面に不動態皮膜を形成するための亜硝酸ナトリウムおよびクロム酸ナトリウムからなる。溶剤は腐食防止剤をゆっくり溶解して潤滑を提供することができる。石綿中に亜鉛粉末が犠牲金属として添加される。事実、亜鉛も腐食防止剤です。それは最初にアスベスト中の塩化物と組み合わされることができます、それで塩化物とステム金属の間の接触の可能性は非常に減らされて、それで防食目的を達成します。赤ダン、カルシウム鉛などの腐食防止剤をコーティングに添加すると、バルブの表面が大気の腐食を防ぐことができます。

電気化学的保護
  電話保護は、陽極保護と陰極保護の両方で利用可能です。いわゆるアノード保護は、保護金属と共にアノードに直流電流を導入することであるので、アノード電位は正方向に増加する。ある程度まで増加させると、不動態化膜である金属陽極の表面に緻密な保護膜が形成される。金属陰極の腐食は劇的に減少します。陽極は容易な不動態化に適した金属を保護する。いわゆる陰極防食とは、保護された金属を陰極として用い、直流を印加して負方向に電位を下げることを意味する。それが特定の電位値に達すると、腐食電流速度は低下し、金属は保護されます。さらに、陰極防食は、保護金属よりも高い電極電位を有する金属で保護金属を保護することができる。鉄を保護するために亜鉛が使用されると、亜鉛は腐食され、亜鉛は犠牲金属と呼ばれます。製造方法では、アノード保護の使用量が少なく、カソード保護の用途が多くなります。大規模な弁および重要な弁はこの陰極防食方法を使用し、それは経済的で、簡単でそして効果的な方法である。亜鉛はアスベスト充填剤に添加され、保護ステムも陰極防食方法です。

6.金属表面処理
  金属表面処理方法は、スリーピングコーティング、表面浸透、表面酸化不動態化などよりも優れている。その目的は、金属の耐食性を向上させ、金属の機械的エネルギーを向上させることです。表面処理弁が広く使用されています。
  バルブ接続ネジは通常、大気中および中程度の腐食に対する耐性を向上させるために、亜鉛メッキ、クロムメッキ、および酸化（青）されています。上記の方法に加えて、他の締結具はリン酸塩処理のような表面処理剤で処理される。
  シール面および小径の閉塞部材は、耐腐食性および耐摩耗性を向上させるために窒化処理およびホウ素処理処理などの表面処理が施されることが多い。 38CrMoAlA製のバルブディスクは、0.4mm以上の窒化層があります。
  バルブステム防食の問題は人々が注意を払う問題であり、そしてそれは豊富な生産経験を蓄積してきた。それは、その耐食性、耐食性および耐摩耗性を改善するために、窒化、ホウ素化、クロムめっきおよびニッケルめっきなどの表面処理プロセスをしばしば使用する。傷害のパフォーマンス異なる表面処理は、異なる弁棒材料および作業環境に適しているはずです。バルブステムは大気中の水蒸気媒体と接触しており、アスベストパッキンは硬質クロムメッキとガス窒化が可能です（ステンレス鋼はイオン窒化には適していません）。硫化水素雰囲気のバルブは、高リンニッケルメッキを電気メッキすることにより、より優れた保護性能を発揮します。 38CrMoAlAはイオンおよびガス窒化による腐食にも耐えることができますが、硬質クロムメッキを使用するのは適切ではありません。 2Cr13は焼入れ焼戻し後のアンモニア腐食に耐えることができます、ガス窒化炭素鋼もアンモニア腐食に耐えることができます、そしてすべての燐ニッケルコーティングはアンモニア腐食に耐性がありません。ガス窒化38CrMoAlA材料は、優れた耐食性と包括的な性能を備えており、バルブステムの製造に使用されています。
  小径のバルブ本体とハンドホイールは、耐食性を向上させ、バルブを装飾するためにクロムメッキされていることもあります。

7.サーマルスプレー
  溶射は、コーティングを調製するための一種のプロセスブロックであり、材料の表面保護のための新しい技術の一つとなっています。それは国家的な重要な推進プロジェクトです。それは高エネルギー密度の熱源（ガス燃焼炎、アーク、プラズマアーク、電熱、ガス爆発など）を使用して金属または非金属材料を加熱および溶融し、次にそれを前処理された基本表面上にスプレーする。噴霧層を形成するための噴霧形態。あるいは、同時に基材表面を加熱して基材の表面上のコーティングを再溶融して溶射層の表面強化プロセスを形成する。ほとんどの金属およびそれらの合金、金属酸化物セラミック、サーメット複合材料、ならびに硬質金属化合物は、１つまたは複数の溶射法を用いて金属または非金属基材上に被覆することができる。
  溶射は、表面の耐食性、耐摩耗性、耐高温性および他の特性を改善し、そして寿命を延ばすことができる。断熱、絶縁（または等電点）、研削シール、自己潤滑、放熱、電磁波シールドなどの特殊な特性を持つ溶射特殊機能コーティング。部品は溶射によって修理することができます。

8.腐食環境を管理する
  いわゆる環境、2つの広義と狭義があります、一般化された環境は、バルブの設置とその内部循環媒体の周りの環境を指します。狭い環境とは、バルブ設置周辺の状況を指します。ほとんどの環境は制御不能であり、製造プロセスは変更されません。生成物またはプロセスに損傷がない場合にのみ、ボイラー水の脱酸および精製プロセスにおけるアルカリのｐＨなどの環境を制御する方法を使用することができる。この観点から、上述の腐食防止剤の添加、電気化学的保護などもまた、制御された腐食環境である。
  大気はほこり、水蒸気、そして煙で一杯です。特に煙やハロゲン、装置から放出される有毒ガスや微粉末などの製造環境では、バルブの腐食度が異なります。オペレータは定期的にバルブを掃除してパージし、操作手順の規定に従って定期的に給油する必要があります。これは環境腐食を抑制するための有効な手段です。バルブステムには保護カバーが取り付けられ、接地バルブにはウェルが設けられ、バルブの表面には塗料などが塗られています。これは腐食性物質によるバルブの腐食を防ぐ方法です。特に密閉された環境での周囲温度の上昇と大気汚染は腐食を加速させる可能性があります。床をできるだけ使用するか、換気と冷却の対策を講じて環境腐食を減らす必要があります。

9.改善処理技術およびバルブ構造
  弁の防食保護は、設計、および合理的な構造設計および正しい処理方法を有する弁製品から考慮されてきた問題である。間違いなく、それはバルブの腐食を遅らせることに良い効果をもたらします。したがって、設計製造部門は、構造設計に不合理で、加工方法に不備があり、腐食しやすい部品を改良し、さまざまな作業条件の要件に合うように改良する必要があります。バルブ接続部の隙間は、酸素濃縮セルの腐食に適した環境です。したがって、バルブステムと閉鎖部材との間の接続は、内側接続およびねじ接続を使用せずに可能な限り遠くにすべきである。バルブの溶接は、両面突合せ溶接と連続溶接、スポット溶接とラップ溶接は腐食しやすく、バルブねじ接続部はポリテトラフルオロエチレン製です。薄いテープとパッド。それは良いシールを持つことができるだけでなく、それはまた腐食することができます。死角が流れにくい媒体はバルブを腐食しやすい。弁が使用されるときを除いて、それはひっくり返される必要はなく、排出媒体は排出される。バルブ部品を製造する際には、陥凹構造は可能な限り避けるべきであり、バルブにはできる限り排水孔を設けるべきである。異なる金属接点が点対を構成し、それが陽極金属の腐食を促進する。材料を選択する際には、金属電位差が大きく、パッシベーション膜の金属コンタクトを形成できないことが避けられない。製造および加工工程では、溶接および熱処理中に特殊な応力腐食が発生します。加工方法の改善に注意を払うべきである。溶接後は、焼きなまし処理などの適切な保護手段を使用する必要があります。バルブステムの表面粗さと他のバルブ部品の表面粗さを改善します。表面粗さレベルが高いほど、耐食性は強い。フィラーとガスケットの処理と構造を改善し、フレキシブルグラファイトとプラスチックフィラー、ならびにフレキシブルグラファイト接着ガスケットとPTFEガスケットを使用してシール性能を向上させ、グランドステムとフランジシールを減らします表面の腐食。