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這些閥門防腐方法,絕對是你想知道的!

作者:卡卡  来源:www.dmaastore.com  更新时间:2020-02-21 13:07:47  点击次数:
  這些閥門防腐方法,絕對是你想知道的!
  腐蝕是引起閥門損壞的重要因素之一,因此,在閥門使用中,防腐保護是首先考慮的問題。今天和各位分享一下閥門防腐措施,內含常見工況閥門材料的選擇哦!
  閥門腐蝕原理
  金屬的腐蝕主要是化學腐蝕和點化學腐蝕引起的,非金屬材料的腐蝕一般是直接的化學和物理作用引起的破壞。
  1、化學腐蝕
  周圍介質在不産生電流條件下,直接與金屬起化學作用,而使其破壞,如高溫幹燥氣體和非電解溶液對金屬的腐蝕。
  2、電化學腐蝕
  金屬與電解質相接觸,産生電子流動,而使自身在電化學作用遭受破壞,這是腐蝕的主要形式。
  常見的酸堿鹽溶液腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕、微生物腐蝕、不鏽鋼的點腐蝕和縫隙腐蝕等等,都是電化學腐蝕。
  電化學腐蝕不僅發生于可以起化學作用的兩種物質之間,而且還因爲溶液的濃度差、周圍氧氣的濃度差、物質結構的微小差別等等原因,産生電位的差異,而獲得腐蝕的動力,使電位低、處于陽板地位的金屬受損失。
  閥門防腐一般措施
  1、根據介質選用耐蝕材料
  許多介質都有腐蝕性,其腐蝕原理非常複雜,即使在相同的介質中使用相同的閥門材料,如果介質的濃度、溫度和壓力不同則介質對材料的腐蝕也不同。
  介質溫度每升高10℃,腐蝕速度增加1~3倍。介質濃度對閥門材料的腐蝕影響也很大。
  不同工況閥門材料的選擇
  【硫酸介質】
  不同濃度和溫度的硫酸對材料的腐蝕差別較大,對于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸,碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性;
  但碳鋼和鑄鐵不適合高速流動的硫酸;
  普通不鏽鋼,如304(0Cr18Ni9)、316(0Cr18Ni12Mo2Ti)對硫酸介質也用途有限,因此輸送硫酸的泵閥通常采用高矽鑄鐵(鑄造及加工難度大)、高合金不鏽鋼(20號合金)制造;
  氟塑料具有較好的耐硫酸性能,采用襯氟泵閥(F46)是一種更爲經濟的選擇。如果壓力過大,溫度升高,塑料閥的用點就受到了沖擊,就只能選擇比它貴的多的陶瓷球閥了。
  【鹽酸介質】
  大多數金屬材料都不耐鹽酸腐蝕(包括各種不鏽鋼材料),含钼高矽鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸;
  和金屬材料相反,絕大多數非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性,所以內襯橡膠泵和塑料泵(如聚丙烯、氟塑料等)是輸送鹽酸的最好選擇;
  但這樣的介質如果溫度超過了150℃,或者壓力大于16公斤時,任何的塑料(包括聚丙烯、氟塑料甚至是聚四氟乙烯)將不能勝任了。
  【硝酸介質】
  一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞,不鏽鋼是應用最廣的耐硝酸材料,對常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性;
  值得一提的是含钼的不鏽鋼(如316、316L)對硝酸的耐蝕性不如普通不鏽鋼(如304、321);
  對于高溫硝酸,通常采用钛及钛合金材料。
  【氯氣(液氯)介質】
  大多數金屬閥抗氯氣的腐蝕都是很有限的,尤其是氯氣帶水的情況,包括各種的合金閥門;
  對于氯氣四氟閥門是個不錯的選擇,但四氟閥用的時間稍微一長,扭矩力增大,四氟老化的問題就會凸顯出來了;
  用襯四氟陶瓷球芯替換原來的普通襯四氟閥門,利用陶瓷的自潤滑性和四氟的耐腐蝕會有比較好的效果。
  【氨(氫氧化氨)介質】
  大多數金屬和非金屬在液氨及氨水(氫氧化氨)中的腐蝕都很輕微,只有銅和銅合金不宜使用。
  【醇類、酮類、酯類、醚類介質】
  常見的醇類、酮類、酯類、醚類介質基本沒有腐蝕性,常用材料均可適用,具體選用時還應根據介質的屬性和相關要求做出合理選擇。
  另外值得注意的是酮、酯、醚對多種橡膠有溶解性,在選擇密封材料時避免出錯。
  2、采用非金屬材料
  非金屬材料耐腐蝕性優良,只要閥門使用溫度和壓力符合非金屬材料的要求,采用非金屬材料不但能解決耐蝕問題,而且可節省貴重金屬,降低閥門成本。
  現在越來越多的閥門采用尼龍、聚四氟乙烯等塑料以及天然橡膠和合成橡膠等橡膠制作各種各樣的密封面、密封圈,這些非金屬材料耐腐蝕性好,密封性能好,特別適于在帶顆粒的介質中使用。
  但因其強度和耐熱性都較低,應用範圍受到限制。柔性石墨使非金屬材料進入了高溫領域,解決了長期難以解決的填料和墊片泄漏問題,而且是很好的高溫潤滑劑。
  3、噴刷塗料
  塗料是應用最廣泛的一種防腐手段,在閥門産品上更是一種不可缺少的防腐材料和識別標志。
  塗料通常由合成樹脂、橡膠漿液、植物油、溶劑等配制成,覆蓋在金屬表面,隔絕介質和大氣,達到防腐目的。油漆內摻有不同顔色,來表示閥門的材料。
  塗料主要用于水、鹽水、海水或大氣等腐蝕不太強的環境中。
  4、添加腐蝕劑
  緩蝕劑控制腐蝕的機理是它促進了電池的極化,緩蝕劑主要用于介質和填料中,介質中添加緩蝕劑,可使設備和閥門的腐蝕減緩。
  ◎ 铬镍不锈钢在不含氧的硫酸中,在很大的浓度范围内成活化态,腐蚀较严重,但加入少量硫酸铜或硝酸等氧化剂后,可使不锈钢转变为钝态,表面生成一层保护膜,阻止介质的侵蚀。
  ◎ 在盐酸中,如果加入少量氧化剂,可降低对钛的腐蚀。阀门常用水作试压介质,容易引起阀门的腐蚀,在水中添加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,对阀杆腐蚀很大,采用蒸馏水洗涤方法可降低氯化物的含量,但这种方法在实施中困难很多,不宜普遍推广,只适于特殊的需要。
  爲了保護閥杆,防止石棉填料的腐蝕,在石棉填料中及閥杆上塗充緩蝕劑和犧牲金屬。
  緩蝕劑由亞硝酸鈉、鉻酸鈉等與溶劑組成。亞硝酸鈉、鉻酸鈉能使閥杆表面生成一層鈍化膜,提高閥杆的耐蝕能力。溶劑能使緩蝕劑慢慢溶解,並且起潤滑作用。
  在石棉中添加鋅粉作犧牲金屬,實質上,鋅也是一種緩蝕劑,它能首先與石棉中的氯化物結合,使氯化物與閥杆金屬接觸機會減少,從而達到防腐目的。
  ◎ 涂料中如果加入了红丹、铅酸钙等缓蚀剂,喷刷在阀门表面能防止大气的腐蚀。
  5、電化學保護
  電化學保護有陽極保護和陰極保護兩種。
  ◎ 阳极保护,就是以保护金属为阳极导入外加直电流,使阳极电位向正的方向增加,当增加到一定值时,金属阳极表面生成一层致密的保护膜,即为钝化膜,这时金属阴极的腐蚀急剧减少。阳极保护适于容易钝化的金属。
  ◎ 阴极保护,就是将被保护金属作阴极,外加直流电,使其电位向负的方向降低,为其达到一定电位值时,腐蚀电流速度减少,金属得到保护。此外,阴极保护可用电极电位比被保护金属更负的金属来保护被保护金属。如用锌保护铁,锌被腐蚀,锌叫做牺牲金属。
  在生産實踐中,陽極保護采用較少,陰極保護應用較多。大型的閥門和重要閥門采用這種陰極保護法,是一種經濟簡便又行之有效的方法。
  6、表面塗層處理
  金屬表面處理工藝有表面鍍層、表面滲透、表面氧化鈍化等。其目的是提高金屬耐蝕能力,改善金屬的機械性能,表面處理在閥門上應用廣泛。
  ◎ 阀门连接螺栓常用镀锌、镀铬和氧化(发蓝)处理提高耐大气或耐介质腐蚀的能力。
  ◎ 其他紧固件除采用上述方法处理外,还可根据情况采用磷化钝化等表面处理工艺。
  ◎ 密封面以及口径不大的关闭件,常采用渗氮或渗硼等表面处理工艺,提高它的耐蚀性能和耐磨性。如用38CrMoAlA制作的阀瓣,渗氮层厚度≥014mm。
  ◎ 阀杆常采用渗氮、渗硼、镀铬和镀镍等表面处理工艺,提高它的耐蚀性、耐磨性和耐擦伤性能。
  ◎ 不同的表面处理适于不同的阀杆材质和工作环境,在大气或水蒸气介质中与石棉填料接触的阀杆,可采用镀硬铬及气体氮化工艺(不锈钢不宜采用离子氮化工艺)。
  ◎ 在硫化氢气体环境中的阀杆,采用电镀高磷镍镀层有较好的防护性能。
  ◎ 38CrMoAlA采用离子和气体氮化可提高耐蚀性能,但不宜采用硬铬镀层。2Cr13经过调质后能耐氨气腐蚀,气体氮化的碳钢也能耐氨气的腐蚀,但所有磷镍镀层均不耐氨气腐蚀。
  ◎ 经过气体氮化的38CrMoAlA材料具有优良的耐蚀性能和综合性能,常用来制作阀杆。小口径的阀体和手轮也常采用镀铬处理,来提高其耐蚀性能,装饰阀门。
  7、熱噴塗
  熱噴塗是制備塗層的一種工藝方法,已成爲材料表面防護與強化的新技術之一。
  熱噴塗是利用高能源密度熱源(氣體燃燒火焰、電弧、等離子弧、電熱、氣體燃爆等)將金屬或非金屬材料加熱熔融後,以霧化形式噴射到經預處理的基體表面,形成噴塗層,或同時對基體表面加熱,使塗層在基體表面再次熔融,形成噴焊層的表面強化工藝方法。
  大多數金屬及其合金、金屬氧化物陶瓷、金屬陶瓷複合物以及硬的金屬化合物都可以用一種或幾種熱噴塗方法,在金屬或非金屬基體上形成塗層。
  熱噴塗能提高其表面耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等性能,延長使用壽命。
  熱噴塗特殊功能塗層,具備隔熱、絕緣(或導電)、密封、自潤滑、熱輻射和電磁屏蔽等特殊的性能。利用熱噴塗還可修複零部件。
  8、環境控制
  大氣中充滿了灰塵、水蒸氣和煙霧,特別在生産環境中,從煙囪和設備等散發出的有毒氣體和粉塵,都會對閥門産生不同程度的腐蝕。
  應按操作規程中的規定,定期清洗和吹掃閥門,並定期加油,這是控制環境腐蝕的有效措施。
  閥杆安裝保護罩、地閥設置地井和閥門表面噴刷油漆等也是防止含有腐蝕的物質侵蝕閥門的有效辦法。
  環境溫度升高和空氣汙染,會加速封閉環境中的設備和閥門的腐蝕,應盡量采用敞開式廠房或采用通風降溫措施,減緩環境腐蝕。
  9、改進工藝和結構
  閥門的防腐保護應從設計開始考慮,如果閥門的結構設計合理,加工工藝方法正確,可以大大減緩閥門的腐蝕。
  因此,應對閥門中容易引起腐蝕的部件進行改進,使之適合各種不同工況條件下的要求。
  ◎ 阀门连接处的缝隙能产生氧浓差电池腐蚀,因此,阀杆与关闭件连接处,尽量不采用螺纹连接形式。
  ◎ 点焊和搭接焊容易产生腐蚀,阀门焊接应采用双面对焊并连续焊接。
  ◎ 阀门螺纹连接处宜采用聚四氟乙烯生料带,不但有良好的密封,而且能防腐蚀。
  ◎ 阀门中介质不易流动的地方,容易受到腐蚀,除在安装阀门时不倒装和使用阀门时注意排放沉积介质外,在制造阀门零件时,应尽量避免凹陷结构,阀门尽量设置排泄孔。
  ◎ 不同金属接触会构成电偶,促进阳极金属腐蚀,选用材料时,应注意避免金属电位差大而又不能产生钝化膜的金属接触。
  ◎ 在加工过程中,特别是焊接和热处理时会产生应力腐蚀,应注意改善加工方法,焊接后要尽量采用退火处理等相应防护措施。
  ◎ 提高阀杆及其他阀件加工表面光洁度等级,表面光洁度好,抗蚀能力强。
  ◎ 改进填料和垫片的加工工艺和结构,使用柔性石墨、塑料填料、柔性石墨贴粘垫片和聚四氟乙烯垫片,既改善密封性能,又减少对阀杆和法兰密封面的腐蚀。
  閥門部件防腐注意事項
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  閥杆腐蝕與防護
  閥杆腐蝕主要原因:
  閥體的腐蝕損壞主要是腐蝕介質引起的,而閥杆腐蝕問題主要是填料。
  不但腐蝕介質使閥杆腐蝕損壞,而蒸氣和水也能使閥杆與填料接觸處産生斑點。尤其保存在倉庫裏的閥門,也會發生閥杆點腐蝕。這就是填料對閥杆的電化學腐蝕。
  現在使用最廣的填料是以石棉爲基體的盤根,石棉材料中含有一定時的氯離子,此外還有鉀、鈉、鎂等離子,這些都是腐蝕的因素。
  閥杆防腐注意事項:
  閥門保存期間不要加填料。不裝填料,失去了閥杆電化學腐蝕的因素,可以長期保存而不致被腐蝕。
  對閥杆進行表面處理。如鍍鉻、鍍鎳、滲氮、滲硼、參鋅等。
  減少石棉雜質。用蒸餾水洗滌的辦法,可以降低石棉中的氯含量,從而降低其腐蝕性。
  在石棉盤根中加緩蝕劑。這種緩蝕劑能抑制氯離子的腐蝕性。如亞硝酸鈉。
  在石棉中加犧牲金屬。這就是一種比閥杆電位更低的金屬來作犧牲品。這樣氯離子的腐蝕就首先對犧牲金屬發生,從而保護閥杆。可作爲犧牲金屬的有鋅粉等。
  采用聚四氟乙烯保護。聚四氟乙烯有優良的化學穩定性和介電性能,電流不能通過,如將石棉盤根浸漬聚四氟乙烯,腐蝕便將減小。也可用聚四氟乙烯生料帶包裹石棉盤根然後裝入填料函。
  提高加工光潔度,也能減輕電化學腐蝕。
  關閉件腐蝕與防護
  關閉件腐蝕主要原因:
  關閉件經常受到流體的沖刷,使得腐蝕加快發展。有些閥瓣,雖然采用較好材料,但腐蝕損壞仍比閥體快。
  上下關閉件與閥杆、閥座常用螺紋連接,連接處比一般部位缺氧,容易構成氧濃差電池使其腐蝕損壞。有的關閉件密封面采用壓入形式,由于配合不緊,稍有縫隙,也會發生氧濃差電池腐蝕。
  關閉件防腐注意事項:
  盡量采用耐腐蝕材料。關閉件重量很小,但在閥門中起關鍵作用,只要能夠耐腐蝕,即使采用一點貴重材料也無妨。
  改進關閉件結構,使其少受流體沖蝕。
  改進連接結構,避免産生氧濃差電池。
  在200℃以下的閥門中,關閉件連接處和密封面連接處,使用聚四氟乙烯生料帶作填料,可以減輕這些部位的腐蝕。
  在考慮耐腐蝕的同時,還要注意關閉件材料的抗沖蝕性。要使用抗沖蝕性強的材料作關閉件。
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