腐蝕是材料在(zai)各種環境的作(zuò)用下發生的破(pò)壞和變質。金屬(shu)的腐蝕主要是(shi)化學腐蝕和點(dian)化學腐蝕引起(qi)的,非金屬🏒材料(liào)的腐💁蝕一般是(shi)直接的化學和(he)物理作用引起(qǐ)的破壞。
一、閥門(men)腐蝕的形态
金(jin)屬閥門腐蝕有(you)兩種形态,即均(jun)勻腐蝕和局部(bu)腐蝕。均勻腐蝕(shi)🌈的速度可用年(nián)平均腐蝕率來(lai)評價。金屬材📱料(liào),石墨、玻璃、陶瓷(ci)和混凝土,按腐(fu)蝕率大小分4個(ge)等級:腐蝕速🔆度(dù)小于0.05mm/a的為優良(liáng);腐蝕🧑🏾🤝🧑🏼速度在0.05~0.5mm/a的(de)為良好;腐蝕🆚速(sù)度在0.5~1.5mm/a的尚可使(shi)用☎️;腐蝕速度大(dà)于1.5mm/a的為不适用(yòng),閥門的密封面(miàn)、閥⛱️杆、膜片、小彈(dàn)簧等閥件一般(ban)用一級材料,閥(fá)體、閥蓋等适用(yong)二級或三級材(cái)料♉,用于高壓、劇(ju)毒、易燃、易爆、放(fàng)射性介質的閥(fá)門,則選🌈用腐蝕(shí)性很小的材🐆料(liào)。
1、均勻腐蝕
均勻(yun)腐蝕是在金屬(shǔ)的全部表面上(shang)進行。如不鏽鋼(gāng)、鋁、钛👌等在氧化(huà)環境中産生的(de)一層保護膜,膜(mó)下金屬狀态腐(fu)蝕均勻。還有一(yi)種現象,金屬表(biǎo)面腐蝕剝落,這(zhe)種腐蝕zui危險的(de)。
局部(bu)腐蝕發生在金(jin)屬的局部位置(zhi)上,它的形态有(yǒu)孔蝕、縫隙腐蝕(shí)、晶間腐蝕、脫層(ceng)腐蝕、應力腐蝕(shi)、疲勞腐蝕、選擇(zé)性腐蝕、磨損腐(fu)蝕、空泡腐蝕、摩(mo)振腐蝕、氫🔞蝕等(deng)。
點蝕通常發生(sheng)在鈍化膜或保(bǎo)護膜的金屬上(shang),是由于金屬表(biǎo)面⚽存在缺陷,溶(róng)液中能破壞鈍(dun)化膜的活🔞性離(li)子,使鈍化膜局(jú)㊙️部破壞,伸入金(jin)屬内部,成為蝕(shí)孔,它是✂️金屬破(po)壞性和隐患zui大(dà)的腐蝕形态之(zhi)一。
縫隙腐蝕發(fā)生在焊、鉚、墊片(pian)或沉澱物下面(miàn)等環境,它是孔(kong)🔞蝕的一種特殊(shu)形态。防止方法(fa)是消除縫隙。
晶(jing)間腐蝕是從表(biao)面沿晶界深入(ru)金屬内部,使晶(jīng)界呈網狀腐蝕(shí)。産生晶間腐蝕(shi)除晶界沉澱積(jī)雜質外,主要是(shi)熱處理⛷️和冷加(jiā)工不當所緻。奧(ao)氏體不鏽鋼的(de)焊接🈲縫兩側⭐容(rong)易産🔞生貧鉻區(qu)而遭到腐蝕。奧(ao)氏體不鏽鋼✊晶(jing)間腐蝕是常見(jian)的和zui危險的腐(fǔ)蝕形态。防止奧(ao)氏體不鏽鋼閥(fa)件産生晶間腐(fu)蝕方法有:進行(háng)“固溶淬火”處理(lǐ),即加熱至1100℃左右(you)水淬,選用含💁有(you)钛和铌,而含碳(tàn)量在0.03%以下的奧(ào)氏體不鏽鋼,減(jiǎn)少碳化鉻的産(chan)生。
選擇(ze)性腐蝕發生在(zai)不同成分和雜(za)質的材料中,在(zài)一定環境中,有(you)一部分元素被(bèi)腐蝕浸出,剩下(xia)未腐🏒蝕的元素(sù)✉️呈海🈲綿狀。常見(jiàn)有黃銅脫鋅、銅(tong)合金脫鋁、鑄鐵(tie)石💛墨化等。
空泡腐蝕又稱(chēng)空蝕和氣蝕,是(shi)磨損腐蝕的一(yī)種特殊😍形态。它(tā)是流體中産生(shēng)的氣泡,在破滅(miè)時産生的沖擊(jī)波,壓力可高達(da)400個大🐇氣壓,使金(jīn)屬保護膜破壞(huai),甚至撕裂金屬(shǔ)粒子。然後再腐(fǔ)蝕成膜,這種過(guò)程不斷反複,使(shi)金屬腐蝕☀️。防止(zhi)空泡腐蝕的方(fāng)法,可選用✂️耐空(kong)泡腐蝕材料,光(guang)潔度高的加工(gōng)面,彈性保護層(céng)和陰極保護等(děng)。
摩振腐蝕是相(xiàng)互接觸的兩部(bù)件同時承受載(zǎi)荷,接觸面🔴由于(yu)振動和滑動引(yin)起的破壞。摩振(zhen)腐蝕發生在螺(luo)栓連接處,閥杆(gan)與關閉件連接(jie)處、滾珠軸承與(yǔ)軸之間等部位(wei)上。可以采用塗(tú)潤滑油脂,減少(shao)摩擦🐕,表面磷化(hua),選用硬質合金(jin),以及用噴瓦處(chu)理或冷加❄️工提(tí)高表面硬度方(fang)法防護。
強(qiang)鋼和含有非金(jīn)屬的鋼易容易(yì)發生氫鼓泡。石(shi)油中含有硫化(hua)物、氫化物時容(róng)易産生氫鼓泡(pào)。采用無空穴的(de)鎮靜鋼代替有(yǒu)空穴的沸騰鋼(gang),取用橡膠和塑(su)料保護,加緩蝕(shí)劑等可防止鼓(gu)泡。
強鋼中晶格(ge)高度變性,氫原(yuán)子進入後,4晶格(gé)應變更大,引起(qi)金融💋脆化。應選(xuan)用含鎳和鉛的(de)合金鋼,避免選(xuǎn)用氫脆性大的(de)高強鋼,焊接、電(dian)鍍、酸洗中避免(mian)或減少氫脆現(xiàn)象。高溫、高壓下(xià)氫進入金屬内(nei),與一種組合會(huì)元素産生化學(xue)反應而破壞,稱(chēng)為氫蝕。奧氏體(tǐ)不鏽鋼完全耐(nài)高溫氫蝕。
3、非金(jin)屬腐蝕
金屬材料與介(jie)質接觸後,溶液(ye)或氣體會逐漸(jiàn)擴散👨❤️👨到📞材料的(de)内部,使非金屬(shǔ)發生一系列腐(fǔ)蝕變化,根據非(fēi)金屬材料🌈的種(zhong)類和品種的不(bu)同,其腐蝕的形(xing)态各有不同。腐(fǔ)蝕的形态有溶(róng)解、溶脹🐉、氣泡、軟(ruan)化、會有分解、變(biàn)色、變質、老化、硬(ying)化、斷裂等現象(xiàng)出現。但是,從全(quán)面觀點🏃🏻♂️來看,非(fei)金屬腐蝕性能(neng)大大地優于金(jīn)💯屬材料,而非金(jin)屬材料的強度(du),耐溫性能卻低(dī)于金屬材料。
二(er)、金屬閥門的防(fang)腐措施
電化學(xué)腐蝕以各種形(xing)态腐蝕金屬,它(ta)不僅作用于兩(liang)種金💋屬之間,而(er)且由于溶液的(de)溶度差、氧氣的(de)溶度差、金屬🍉内(nèi)部♌組織微小的(de)差别,也會産生(shēng)電位差,使腐蝕(shi)📱加劇。有的金屬(shǔ)本身是不耐蝕(shi)的,但它腐蝕後(hou)能産生非常好(hao)的🏃🏻♂️保護膜,即鈍(dùn)化膜,可以阻止(zhi)介㊙️質的腐蝕。由(you)此可見,要達到(dao)金屬閥門防腐(fu)的目的⛹🏻♀️,一是要(yao)消除電化學腐(fu)蝕;二是當電化(huà)學腐蝕消除不(bu)了;要能使金屬(shǔ)表面産生鈍化(huà)膜;三是選用沒(mei)有電化學腐蝕(shí)的非金🐆屬材料(liao)代替金屬材料(liào)。下面介紹幾種(zhǒng)防腐方法。
1、根據(jù)介質選用耐蝕(shi)材料
從以上(shàng)幾例可以看出(chū),正确選用閥門(mén)材料應根據具(jù)♉體情況🎯,分析各(gè)種影響腐蝕因(yīn)素,按有關防腐(fǔ)手冊選用材✔️料(liào)。
非金屬耐腐(fu)蝕性優良,隻要(yào)閥門使用溫度(du)和壓力符合非(fēi)金屬材料的要(yao)求,不但能解決(jué)腐蝕問題,而且(qiě)可節省貴重金(jīn)屬。閥門的閥體(tǐ)、閥蓋、襯裡、密封(feng)面等常用非金(jīn)屬材料制作,至(zhì)于墊片,填🧑🏽🤝🧑🏻料主(zhu)要死非金屬材(cai)料制作的。用聚(jù)四氟乙稀、氯化(huà)聚醚等塑料💯、以(yi)及用天然橡膠(jiao)、氯丁橡♈膠、丁晴(qing)橡膠等橡膠做(zuò)閥門襯裡,而閥(fá)體、閥蓋主體是(shì)一般鑄鐵、碳鋼(gāng)制成。即✏️保證了(le)閥門強度,又保(bao)證了閥門不受(shòu)腐蝕。夾管閥也(yě)是根據橡膠的(de)優🧑🏽🤝🧑🏻良耐腐蝕性(xìng)能和優👄異變性(xing)能而設計出來(lái)的。現在越來越(yuè)對🈚的用尼龍、聚(ju)四氟乙稀等塑(su)料,用天然橡膠(jiāo)和🔅合成橡膠做(zuo)各種各樣的密(mi)封面,密封圈,用(yòng)于各類閥🍓門上(shàng),這些用作密封(feng)面的非✌️金屬材(cái)料,不但耐腐蝕(shí)性好,而且密封(feng)性能好,特别适(shi)于帶顆粒介質(zhì)中使用。當然,它(tā)們的強度和耐(nài)熱性都較低,應(ying)用的範圍受到(dào)限制。柔性石墨(mo)的👉出現,使非金(jīn)屬進入了高溫(wēn)領域,解決了長(zhang)期難以解決的(de)填料📱和墊片洩(xiè)露問題,而且是(shì)很☎️好的高溫潤(rùn)滑劑。
塗料是應用zui廣(guǎng)泛的一種防腐(fu)手段,在閥門産(chan)品上更是一🙇♀️種(zhong)不可缺少的防(fang)腐材料和識别(bié)标志。塗料也屬(shu)于非金屬材料(liao),它通💘常由合成(chéng)樹脂、橡膠漿液(ye)🤟、植物油、溶劑等(děng)配制成💃🏻,覆蓋在(zai)金屬表🌍面,隔絕(jué)介質和大氣,達(dá)✊到防腐目的。塗(tú)料主要用于水(shuǐ)🈚、鹽水、海水、大氣(qì)等腐蝕不太強(qiang)的環境中。閥門(mén)内💜腔常用防腐(fǔ)漆塗刷,防止水(shui)🔞、空氣等介質對(dui)閥門腐蝕。油漆(qī)内摻有不同顔(yá)📞色,來表示法恩(en)♋使用的材料。閥(fá)門噴刷塗🏃♀️料,一(yi)般在半年至一(yī)年一次。
4、添加緩(huan)蝕劑
在腐蝕介(jie)質和腐蝕物中(zhōng)加入少量其他(tā)特殊物質,能夠(gou)大大🐅地減緩金(jin)屬腐蝕的速度(du),這種特殊物質(zhì)稱為緩蝕劑。
緩(huan)蝕劑控制腐蝕(shi)的機理,是它促(cù)進了電池的極(ji)化。緩蝕劑主❌要(yao)用于介質和填(tian)料處。介質中添(tiān)加緩蝕劑,可使(shǐ)設備和閥門♍的(de)腐蝕減緩,如鉻(gè)鎳不鏽鋼在不(bu)含氧的硫酸中(zhōng),很大的溶度🚩範(fàn)圍内🥵成火化态(tài),腐蝕較嚴重,但(dàn)加入少量硫酸(suan)銅或硝酸等氧(yǎng)化劑,可⛹🏻♀️使不鏽(xiu)鋼轉變鈍态,表(biǎo)面生成一層保(bao)護膜,阻止介🌈質(zhì)的的浸蝕,在鹽(yán)酸中,如果加入(ru)少量氧化劑,可(kě)降低對钛的腐(fǔ)蝕。閥門試壓常(cháng)用水作試壓的(de)介質,容👌易引起(qǐ)閥門的腐蝕,在(zai)水中添加少量(liang)亞💘硝酸鈉可以(yǐ)防止水對閥門(mén)的腐蝕。石棉填(tian)料中含有氯化(hua)物,對閥杆腐蝕(shi)很大,如果采用(yong)蒸镏水洗滌方(fāng)法可降低氯化(hua)物的含量,但這(zhe)種方法在實施(shi)中困難很多,不(bu)可📧普通推廣,酯(zhǐ)适于特殊的需(xū)💘要。
5、電化(huà)學保護
電化學(xué)保護有陽極保(bǎo)護和陰極保護(hu)兩種。所謂陽極(ji)保護,就是以保(bǎo)護金屬為陽極(ji)導入外加直電(diàn)流,使陽極電位(wèi)向正的方向🚩增(zeng)加,當增加到一(yi)定值時,金屬陽(yáng)極表面生成一(yi)層緻密的保護(hu)膜,即為鈍化膜(mó),這時金屬陰極(ji)的腐蝕急劇減(jiǎn)少。陽極保護适(shì)于容易鈍化的(de)金屬。所謂陰極(jí)保護,就是👄将被(bèi)保護金屬作陰(yin)極,外加🤞直流電(diàn),使其電位向負(fù)的方向降低,為(wéi)其達到🔞一定電(dian)位值時,腐蝕電(dian)流✔️速度減少,金(jin)屬得🈲到保護。此(ci)外,陰極保護可(kě)用電極電位比(bǐ)被保護金屬更(geng)負的金屬來保(bǎo)護被保🚩護金屬(shǔ)。如用鋅保護鐵(tie),鋅被腐蝕,鋅叫(jiào)做犧牲💃🏻金屬。在(zai)生産實踐中,陽(yáng)極💋保護采用較(jiao)少,陰極保護應(ying)用較多。大型的(de)閥門和💜重要閥(fá)門采用這種陰(yin)極保護🔱法,是一(yi)種經濟簡便又(you)行之有效的方(fāng)法。石棉填料中(zhong)添加🍉鋅,保護閥(fá)杆也屬于陰極(jí)保護法。
6、金屬表(biǎo)面處理
閥(fa)門連接螺铨常(cháng)用鍍鋅、鍍鉻、氧(yang)化(發藍)處理提(tí)高耐🤟大氣🙇🏻、耐🥰介(jie)💜質腐蝕的能力(lì)。其他緊固件除(chu)采用上述方法(fa)處理外,還根據(jù)情況采用磷化(hua)等表面處理。
密(mi)封面以及口徑(jìng)不大的關閉件(jian),常采用滲氮、滲(shen)硼等表面工藝(yì),提高它的耐蝕(shi)性和耐磨性。38CrMoAlA制(zhi)作的閥🙇🏻瓣,滲氮(dan)層≥0.4mm。
閥杆防腐問(wen)題是被人們所(suǒ)重視的問題,積(jī)累了豐富☔的生(shēng)🈲産經驗,常采用(yòng)滲氮、滲硼、鍍鉻(gè)、鍍鎳等表面🏃♂️處(chù)理工藝💁,提高它(ta)的耐蝕性,耐蝕(shi)性和耐磨擦傷(shāng)性能。不同額表(biao)面處理應适于(yú)不同的閥杆材(cái)質和工作環境(jing),在大氣、水蒸氣(qì)介質與💜石棉填(tián)料接觸的閥杆(gǎn),可采用鍍硬鉻(gè)、氣體氮化工藝(yi)(不鏽鋼不宜采(cǎi)用離子氮化工(gong)藝);在硫化氫大(dà)氣環境中的閥(fá)采用電鍍高磷(lín)鎳鍍層有較好(hǎo)的🧡防護性能;38CrMoAlA采(cai)用離子和氣體(tǐ)氮化也可耐蝕(shi),但不宜采用硬(yìng)鉻鍍♈層;2Cr13經過調(diao)質✂️後能耐氨氣(qì)腐蝕,采用氣體(ti)氮化的碳鋼也(yě)能耐氨💚的腐蝕(shí),而所有磷鎳鍍(du)層不耐氨腐蝕(shí);經過氣體氮化(huà)38CrMoAlA材料具有🏒優良(liang)的耐蝕性😍能和(he)綜合性能,用它(ta)制作閥杆為多(duo)。
小口徑的閥體(tǐ)和手輪也常鍍(dù)鉻處理,提高其(qi)耐蝕性能,裝飾(shì)閥門。
7、熱噴塗
熱(rè)噴塗是制備塗(tu)層的一類工藝(yì)方塊,已成為材(cái)料表💰面防🈚護的(de)新技術之一。是(shì)國家重點推廣(guǎng)項目。它是利用(yòng)高能源密度熱(re)源(氣體燃燒火(huo)焰、電弧、等離子(zǐ)弧、電熱、氣體燃(rán)爆等)将金屬或(huo)非金屬材料加(jiā)熱熔融後,以霧(wu)化形式噴射到(dao)經預處理的基(jī)本表面,形成噴(pēn)塗層,或同時對(duì)基本表面加熱(rè),使塗層在基體(tǐ)表面再次熔❄️融(rong),形成噴焊層的(de)表面強化工藝(yì)方法。大多數金(jin)屬及其合金、金(jīn)屬氧化物陶瓷(ci)、金屬陶瓷🔞複合(hé)物以及硬的金(jīn)屬化合物都可(ke)以㊙️用一種或幾(ji)種熱噴🈚塗方法(fǎ),在金⛷️屬或非金(jin)屬基體上形成(chéng)塗層。
熱噴塗能(néng)提高其表面耐(nai)腐蝕、耐磨損、耐(nài)高溫等性能,延(yan)長使用🤞壽命。熱(rè)噴塗特殊功能(neng)塗層,具備隔熱(re)👄、絕緣(或異電)、可(ke)磨密👅封、自潤滑(huá)、熱輻射、電磁屏(píng)蔽等特殊的性(xìng)能;利用熱噴塗(tu)可修複零部件(jian)。
8、控制腐蝕環境(jìng)
所謂環境,有廣(guang)義和狹義兩種(zhǒng),廣義的環境系(xì)指閥門安🌈裝處(chù)四🌐周的環境和(hé)它内部流通介(jie)質;狹義的🔆環境(jing)系指閥門安裝(zhuang)處四♻️周的條件(jiàn)。大多數環境無(wú)✍️法控制,生産流(liú)程也不可任意(yi)變動。隻有在不(bu)會對産品、工藝(yi)等造成有損害(hai)的情況下,可以(yi)采用控制☂️環境(jìng)的方法♌,如鍋爐(lú)水去氧、煉油工(gong)藝🔅中家堿調節(jiē)PH值等。從這個觀(guān)點出發,上述添(tiān)加緩蝕劑、電化(huà)學保護等也屬(shǔ)控制腐蝕環境(jìng)。
大氣中充滿了(le)灰塵、水蒸氣、煙(yān)霧,特别在生産(chǎn)環境🏃♂️中,如煙🈲鹵(lu)、設✍️備散發出的(de)有毒氣體和微(wēi)粉,都會對閥門(mén)産生不同程度(dù)的腐蝕。操作人(ren)員應按操作規(guī)程中的規定,定(ding)期清洗♻️、吹掃閥(fa)門,定期加油,這(zhe)是控☁️制環境腐(fu)蝕有效措施。閥(fa)杆安裝保護罩(zhao)💜、地閥設置地井(jing)、閥門表面噴刷(shua)油漆等,這都是(shi)防止含有腐蝕(shi)🧡的物質侵蝕⭐閥(fá)門的方法。環境(jing)溫度升高和空(kong)氣污染,特别對(dui)封閉的🌈環境下(xià)的設備和閥門(mén),會加速其腐蝕(shí)。應盡量采用敞(chǎng)開式廠房或采(cǎi)用通風、降溫措(cuo)施,減緩環✏️境腐(fu)蝕。
閥門的防(fáng)腐保護是從設(shè)計就開始考慮(lü)的問題,一✏️個🥰結(jié)構設計合理、工(gōng)藝方法正确的(de)閥門産品。無疑(yí)地對減緩閥門(men)⭕的腐🍉蝕是有好(hǎo)的效果的。
因此(cǐ),設計和制造部(bù)門應對那些結(jie)構設計不合理(li),工藝方🙇🏻法不😍正(zhèng)确,容易引起腐(fǔ)蝕的部件,應進(jìn)行改進,使❌之适(shì)合各種不同工(gong)況條件下的要(yào)求。
因此,閥(fá)杆與關閉件連(lian)接處,盡量不采(cǎi)用裡、螺紋連🔞接(jiē)形式;閥門焊接(jie)應用雙面對焊(hàn)并連續焊接好(hǎo),點焊和☂️搭焊容(rong)易産生腐蝕,閥(fa)門螺紋連接處(chu),采用聚四氟乙(yi)稀生膠帶和墊(niàn)。不但能有良好(hǎo)的密封,而且🛀能(néng)腐蝕。死💯角不易(yi)流動的介質,容(rong)易腐蝕閥門,除(chu)在🧡使用閥門時(shí)不倒裝和注意(yì)排放沉積介質(zhi)外,在制造閥門(men)零件時,應盡量(liàng)避免免🌈凹陷結(jié)構,閥門盡量設(shè)置排洩孔。
不同(tóng)金屬接觸會構(gou)成點偶,促進陽(yang)極金屬腐蝕,選(xuǎn)用材🈚料時,應🏒不(bu)免金屬電位差(cha)距大而又不能(neng)産生☁️鈍化膜的(de)金屬接觸。在制(zhì)作和加工過程(chéng),特備是焊👉接和(hé)熱處理中産生(sheng)應力腐蝕,應注(zhù)意改善加工方(fāng)法,焊接後🐉要盡(jin)量采用退火處(chù)理等相應⚽防護(hu)措施。提高閥杆(gan)加工表面粗糙(cāo)⚽度以及其他閥(fá)件表面粗糙度(dù),表面粗糙度級(jí)别越高,抗蝕能(neng)力越強。改進填(tián)💔料和墊片的加(jia)工工藝和🏃🏻結構(gou),使用柔性石墨(mo)和塑♍料填料,以(yǐ)及柔性石墨貼(tie)粘墊片和用💋聚(jù)四氟乙稀💜包墊(niàn)片,都能改善密(mi)封性能,減少地(di)閥杆和法🈲蘭密(mì)♉封面的腐蝕。


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