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閥門腐蝕形式

金屬的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕引起的，非金屬材料的腐蝕一般是直接的化學(xué)和物理作用引起的破壞。

1.化學(xué)腐蝕

周圍介質(zhì)在不產(chǎn)生電流條件下，直接與金屬起化學(xué)作用，而使其破壞，如高溫干燥氣體和非電解溶液對金屬的腐蝕。

2.電化學(xué)腐蝕

金屬與電解質(zhì)相接觸，產(chǎn)生電子流動，而使自身在電化學(xué)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、不銹鋼的點腐蝕和縫隙腐蝕等等，都是電化學(xué)腐蝕。

電化學(xué)腐蝕不僅發(fā)生于可以起化學(xué)作用的兩種物質(zhì)之間，而且還因為溶液的濃度差、周圍氧氣的濃度差、物質(zhì)結(jié)構(gòu)的微小差別等等原因，產(chǎn)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。

閥門腐蝕速度

腐蝕速度可分為六等：

? 完全耐蝕

? 腐蝕速度低于0.001毫米/年

? 極耐蝕

? 腐蝕速度0.001至0.01毫米/年

? 耐蝕

? 腐蝕速度0.01至0.1毫米/年

? 尚耐蝕

? 腐蝕速度0.1至1.0毫米/年

? 耐蝕性差

? 腐蝕速度1.0至10毫米/年

? 不耐蝕

? 腐蝕速度大于10毫米/年

九大防腐措施

1.根據(jù)腐蝕介質(zhì)選用耐蝕材料

在生產(chǎn)實際中,介質(zhì)的腐蝕是非常的復(fù)雜的,即使在用一介質(zhì)中使用的閥門材料一樣,介質(zhì)的濃度、溫度、壓力不同,介質(zhì)對材料腐蝕也不一樣.介質(zhì)溫度每升高10℃,腐蝕速度約增加1~3倍。

介質(zhì)濃度對閥門材料腐蝕影響很大,如鉛處在濃度小的硫酸中,腐蝕很小,當(dāng)濃度超過96%時,腐蝕急劇上升.而碳鋼相反,在硫酸濃度為50%左右時腐蝕最嚴重,當(dāng)濃度增加到6%以上時,腐蝕反而急劇下降。

有如鋁在濃度80%以上的濃硝酸中腐蝕性很強,但在中、低濃度的硝酸中腐蝕反而嚴重.不銹鋼雖說對稀硝酸耐蝕性很強,但在95%以上的濃硝酸中腐蝕反而加重。

從以上幾例可以看出,正確選用閥門材料應(yīng)根據(jù)具體情況,分析各種影響腐蝕因素,按有關(guān)防腐手冊選用材料。

2.采用非金屬材料

非金屬耐腐蝕性優(yōu)良,只要閥門使用溫度和壓力符合非金屬材料的要求,不但能解決腐蝕問題,而且可節(jié)省貴重金屬。

閥門的閥體、閥蓋、襯里、密封面等常用非金屬材料制作,至于墊片,填料主要死非金屬材料制作的。

用聚四氟乙稀、氯化聚醚等塑料、以及用天然橡膠、氯丁橡膠、丁晴橡膠等橡膠做閥門襯里,而閥體、閥蓋主體是一般鑄鐵、碳鋼制成。即保證了閥門強度,又保證了閥門不受腐蝕。

夾管閥也是根據(jù)橡膠的優(yōu)良耐腐蝕性能和優(yōu)異變性能而設(shè)計出來的.現(xiàn)在越來越對的用尼龍、聚四氟乙稀等塑料,用天然橡膠和合成橡膠做各種各樣的密封面,密封圈,用于各類閥門上。

這些用作密封面的非金屬材料,不但耐腐蝕性好,而且密封性能好,特別適于帶顆粒介質(zhì)中使用.當(dāng)然,它們的強度和耐熱性都較低,應(yīng)用的范圍受到限制。

柔性石墨的出現(xiàn),使非金屬進入了高溫領(lǐng)域,解決了長期難以解決的填料和墊片泄露問題,而且是很好的高溫潤滑劑。

常用非金屬材料適用工況

3.金屬表面處理

閥門連接處

閥門連接螺銓常用鍍鋅、鍍鉻、氧化(發(fā)藍)處理提高耐大氣、耐介質(zhì)腐蝕的能力.其他緊固件除采用上述方法處理外,還根據(jù)情況采用磷化等表面處理.

密封面以及口徑不大的關(guān)閉件?

常采用滲氮、滲硼等表面工藝,提高它的耐蝕性和耐磨性.38CrMoAlA制作的閥瓣,滲氮層≥0.4mm。

閥桿防腐?

廣泛采用滲氮、滲硼、鍍鉻、鍍鎳等表面處理工藝,提高它的耐蝕性,耐蝕性和耐磨擦傷性能。

不同表面處理應(yīng)適于不同的閥桿材質(zhì)和工作環(huán)境,在大氣、水蒸氣介質(zhì)與石棉填料接觸的閥桿,可采用鍍硬鉻、氣體氮化工藝(不銹鋼不宜采用離子氮化工藝);

在硫化氫大氣環(huán)境中的閥采用電鍍高磷鎳鍍層有較好的防護性能;

38CrMoAlA采用離子和氣體氮化也可耐蝕,但不宜采用硬鉻鍍層;

2Cr13經(jīng)過調(diào)質(zhì)后能耐氨氣腐蝕,采用氣體氮化的碳鋼也能耐氨的腐蝕,而所有磷鎳鍍層不耐氨腐蝕;

經(jīng)過氣體氮化38CrMoAlA材料具有優(yōu)良的耐蝕性能和綜合性能,用它制作閥桿為多.

小口徑的閥體和手輪?

也常鍍鉻處理,提高其耐蝕性能,裝飾閥門。

4.熱噴涂

熱噴涂是制備涂層的一類工藝方塊,已成為材料表面防護的新技術(shù)之一。

它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后,以霧化形式噴射到經(jīng)預(yù)處理的基本表面,形成噴涂層,或同時對基本表面加熱,使涂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(shù)金屬及其合金、金屬氧化物陶瓷、金屬陶瓷復(fù)合物以及硬的金屬化合物都可以用一種或幾種熱噴涂方法,在金屬或非金屬基體上形成涂層。

熱噴涂能提高其表面耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等性能,延長使用壽命。熱噴涂特殊功能涂層,具備隔熱、絕緣(或異電)、可磨密封、自潤滑、熱輻射、電磁屏蔽等特殊的性能;利用熱噴涂可修復(fù)零部件。

5.噴刷涂料

涂料是應(yīng)用最廣泛的一種防腐手段,在閥門產(chǎn)品上更是一種不可缺少的防腐材料和識別標志。

涂料也屬于非金屬材料,它通常由合成樹脂、橡膠漿液、植物油、溶劑等配制成,覆蓋在金屬表面,隔絕介質(zhì)和大氣,達到防腐目的。

涂料主要用于水、鹽水、海水、大氣等腐蝕不太強的環(huán)境中。閥門內(nèi)腔常用防腐漆涂刷,防止水、空氣等介質(zhì)對閥門腐蝕。油漆內(nèi)摻有不同顏色,來表示法恩使用的材料.閥門噴刷涂料,一般在半年至一年一次。

6.添加緩蝕劑

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(zhì)和填料處。介質(zhì)中添加緩蝕劑,可使設(shè)備和閥門的腐蝕減緩,如鉻鎳不銹鋼在不含氧的硫酸中,很大的溶度范圍內(nèi)成火化態(tài),腐蝕較嚴重,但加入少量硫酸銅或硝酸等氧化劑,可使不銹鋼轉(zhuǎn)變鈍態(tài),表面生成一層保護膜,阻止介質(zhì)的的浸蝕,在鹽酸中,如果加入少量氧化劑,可降低對鈦的腐蝕。

閥門試壓常用水作試壓的介質(zhì),容易引起閥門的腐蝕,在水中添加少量亞硝酸鈉可以防止水對閥門的腐蝕。

石棉填料中含有氯化物,對閥桿腐蝕很大,如果采用蒸鎦水洗滌方法可降低氯化物的含量,但這種方法在實施中困難很多,不可普通推廣,酯適于特殊的需要。

為了保護閥桿,防止石棉填料的腐蝕,在石棉填料中,在閥桿上涂充緩蝕劑和犧牲金屬.緩蝕劑由亞硝酸鈉、鉻酸鈉能使閥桿表面生成一層鈍化膜,提高閥桿的耐蝕能力;溶劑能使緩蝕劑慢慢地溶解,而且能起潤滑作用;

在石棉中添加鋅粉作犧牲金屬,實際上,鋅也是一種緩蝕劑,它能首先與石棉中的氯化物結(jié)合,使氯化物與閥桿金屬接觸機會大為減少,從而達到防腐目的.涂料中如果加入了紅丹、鉛酸鈣等緩蝕劑,噴刷在閥門表面能防止大氣的腐蝕。

7.電化學(xué)保護

電化學(xué)保護有陽極保護和陰極保護兩種。

如用鋅保護鐵,鋅被腐蝕,鋅叫做犧牲金屬.在生產(chǎn)實踐中,陽極保護采用較少,陰極保護應(yīng)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(jīng)濟簡便又行之有效的方法.石棉填料中添加鋅,保護閥桿也屬于陰極保護法.

8.控制腐蝕環(huán)境

所謂環(huán)境,有廣義和狹義兩種,廣義的環(huán)境系指閥門安裝處四周的環(huán)境和它內(nèi)部流通介質(zhì);狹義的環(huán)境系指閥門安裝處四周的條件。大多數(shù)環(huán)境無法控制,生產(chǎn)流程也不可任意變動。只有在不會對產(chǎn)品、工藝等造成有損害的情況下,可以采用控制環(huán)境的方法,如鍋爐水去氧、煉油工藝中家堿調(diào)節(jié)PH值等。從這個觀點出發(fā),上述添加緩蝕劑、電化學(xué)保護等也屬控制腐蝕環(huán)境。大氣中充滿了灰塵、水蒸氣、煙霧,特別在生產(chǎn)環(huán)境中,如煙鹵、設(shè)備散發(fā)出的有毒氣體和微粉,都會對閥門產(chǎn)生不同程度的腐蝕。操作人員應(yīng)按操作規(guī)程中的規(guī)定,定期清洗、吹掃閥門,定期加油,這是控制環(huán)境腐蝕有效措施。閥桿安裝保護罩、地閥設(shè)置地井、閥門表面噴刷油漆等,這都是防止含有腐蝕的物質(zhì)侵蝕閥門的方法。環(huán)境溫度升高和空氣污染,特別對封閉的環(huán)境下的設(shè)備和閥門,會加速其腐蝕.應(yīng)盡量采用敞開式廠房或采用通風(fēng)、降溫措施,減緩環(huán)境腐蝕。

9.改進加工工藝和閥門結(jié)構(gòu)形式

閥門的防腐保護是從設(shè)計就開始考慮的問題,一個結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、工藝方法正確的閥門產(chǎn)品，無疑地對減緩閥門的腐蝕是有好的效果的。因此,設(shè)計和制造部門應(yīng)對那些結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,工藝方法不正確,容易引起腐蝕的部件,應(yīng)進行改進,使之適合各種不同工況條件下的要求。

針對不同的閥門部件腐蝕類型：

防止奧氏體不銹鋼閥件產(chǎn)生晶間腐蝕方法有:

1.進行"固溶淬火"處理,即加熱至1100℃左右水淬,選用含有鈦和鈮,而含碳量在0.03%以下的奧氏體不銹鋼,減少碳化鉻的產(chǎn)生。

2.應(yīng)力腐蝕發(fā)生在腐蝕和拉應(yīng)力同時作用下產(chǎn)生的破裂。

防止應(yīng)力腐蝕的方法：通過熱處理消除或減少焊接,冷加工中產(chǎn)生的應(yīng)力,改進不可理的閥門結(jié)構(gòu),避免應(yīng)力集中,采用電化學(xué)保護、噴刷防蝕涂料.添加緩蝕劑、施加壓應(yīng)力等措施。

3.磨損腐蝕是流體對金屬磨損和腐蝕交替作用所產(chǎn)生的一種腐蝕形態(tài),是閥門常見的一種腐蝕,這種腐蝕以發(fā)生在密封面為多。

防止方法:選用耐腐蝕、耐磨損的材料,改進結(jié)構(gòu)設(shè)計,采用陰極保護等.

4.摩振腐蝕是相互接觸的兩部件同時承受載荷,接觸面由于振動和滑動引起的破壞。摩振腐蝕發(fā)生在螺栓連接處,閥桿與關(guān)閉件連接處、滾珠軸承與軸之間等部位上。

防止方法：可以采用涂潤滑油脂,減少摩擦,表面磷化,選用硬質(zhì)合金,以及用噴瓦處理或冷加工提高表面硬度方法防護.

5.焊接后要盡量采用退火處理等相應(yīng)防護措施。提高閥桿加工表面粗糙度以及其他閥件表面粗糙度,表面粗糙度級別越高,抗蝕能力越強。

防止方法：改進填料和墊片的加工工藝和結(jié)構(gòu),使用柔性石墨和塑料填料,以及柔性石墨貼粘墊片和用聚四氟乙稀包墊片,都能改善密封性能,減少地閥桿和法蘭密封面的腐蝕。

閥門部件防腐注意事項

1.閥桿腐蝕與防護

閥桿腐蝕主要原因：

閥體的腐蝕損壞主要是腐蝕介質(zhì)引起的，而閥桿腐蝕問題主要是填料。

不但腐蝕介質(zhì)使閥桿腐蝕損壞，而蒸氣和水也能使閥桿與填料接觸處產(chǎn)生斑點。尤其保存在倉庫里的閥門，也會發(fā)生閥桿點腐蝕。這就是填料對閥桿的電化學(xué)腐蝕。現(xiàn)在使用最廣的填料是以石棉為基體的盤根，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。

閥桿防腐注意事項：

閥門保存期間不要加填料。不裝填料，失去了閥桿電化學(xué)腐蝕的因素，可以長期保存而不致被腐蝕。

對閥桿進行表面處理。如鍍鉻、鍍鎳、滲氮、滲硼、參鋅等。

減少石棉雜質(zhì)。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。這就是一種比閥桿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(fā)生，從而保護閥桿。可作為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(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)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然后裝入填料函。

提高加工光潔度，也能減輕電化學(xué)腐蝕。

2.關(guān)閉件腐蝕與防護

關(guān)閉件腐蝕主要原因：

關(guān)閉件經(jīng)常受到流體的沖刷，使得腐蝕加快發(fā)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(guān)閉件與閥桿、閥座常用螺紋連接，連接處比一般部位缺氧，容易構(gòu)成氧濃差電池，使其腐蝕損壞。有的關(guān)閉件密封面采用壓入形式，由于配合不緊，稍有縫隙，也會發(fā)生氧濃差電池腐蝕。

關(guān)閉件防腐注意事項：

盡量采用耐腐蝕材料。關(guān)閉件重量很小，但在閥門中起關(guān)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(guān)閉件結(jié)構(gòu)，使其少受流體沖蝕。

改進連接結(jié)構(gòu)，避免產(chǎn)生氧濃差電池。

在200℃以下的閥門中，關(guān)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(guān)閉件材料的抗沖蝕性。要使用抗沖蝕性強的材料作關(guān)閉件。

耐腐蝕閥門選用要點：

在腐蝕性介質(zhì)工況下的閥門，防腐蝕就是化工設(shè)備最關(guān)鍵的地方，如果不能正確地選擇化工閥門的金屬材料，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚至引發(fā)災(zāi)難。針對一些常用化工介質(zhì)耐腐蝕閥門到底應(yīng)該如何選用?

1.硫酸介質(zhì)

作為強腐蝕介質(zhì)之一，硫酸是用途非常廣泛的重要工業(yè)原料。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，但它不適合高速流動的硫酸，不適用作閥門的材料。普通不銹鋼如304（0Cr18Ni9）、316（0Cr18Ni12Mo2Ti）對硫酸介質(zhì)也用途有限。因此輸送硫酸的閥門通常采用高硅鑄鐵（鑄造及加工難度大）、高合金不銹鋼（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）是一種更為經(jīng)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。

2.鹽酸介質(zhì)

決大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕（包括各種不銹鋼材料），含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內(nèi)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(zhì)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，而目前市面上尚未有很理想的閥門。不過可以試試現(xiàn)在新興的陶瓷球閥，這種閥門的優(yōu)點是自潤滑性，扭矩力小，不老化，壽命比一般的閥門要長得多，它的缺點就是，價格比塑料閥門高的多。

3.硝酸介質(zhì)

一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，不銹鋼是應(yīng)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，值得一提的是含鉬的不銹鋼（如316、316L）對硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼（如304、321），有時甚至不如。而對于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。

4.醋酸介質(zhì)

它是有機酸中腐蝕性最強的物質(zhì)之一，普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會嚴重腐蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。對于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時，可選用高合金不銹鋼或氟塑料閥門。

5.堿（氫氧化鈉）

鋼鐵廣泛應(yīng)用于80℃以下、30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液，也有許多石化工廠在100℃、75%以下時仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經(jīng)濟性好。普通不銹鋼對堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有明顯優(yōu)點，只要介質(zhì)中容許少量鐵份摻入，不推薦采用不銹鋼。對于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。

6.氨（氫氧化氨）

大多數(shù)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。

7.氯氣（液氯）

大多數(shù)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，這種情況下，四氟閥門是個很不錯的選擇，但是生產(chǎn)氯堿的化工廠會發(fā)現(xiàn)：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，這種情況下發(fā)生的泄露就是致命的了?？梢钥紤]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完美的效果。

8.鹽水（海水）

普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護。

各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用316不銹鋼較好。

9.醇類、酮類、酯類、醚類

常見的醇類介質(zhì)有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮類介質(zhì)有丙酮、丁酮等，酯類介質(zhì)有各種甲酯、乙酯等，醚類介質(zhì)有甲醚、乙醚、丁醚等，它們基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的屬性和相關(guān)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。