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永嘉豐茂閥門有限公司

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引起閥門損壞的重要因素--腐蝕

閱讀：396發(fā)布時(shí)間：2011-2-24

　　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(hù)是首先考慮的問(wèn)題。
　　
　　一、閥門腐蝕的形態(tài)
　　
　　金屬閥門腐蝕有兩種形態(tài)，即均勻腐蝕和局部腐蝕。均勻腐蝕的速度可用年平均腐蝕率來(lái)評(píng)價(jià)。
　　
　　1、均勻腐蝕
　　
　　均勻腐蝕是在金屬的全部表面上進(jìn)行。
　　
　　2、局部腐蝕
　　
　　局部腐蝕發(fā)生在金屬的局部位置上，它的形態(tài)有孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、脫層腐蝕、應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕、選擇性腐蝕、磨損腐蝕、空泡腐蝕、摩振腐蝕、氫蝕等。
　　
　　點(diǎn)蝕通常發(fā)生在鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上，是由于金屬表面存在缺陷，溶液中能破壞鈍化膜的活性離子，使鈍化膜局部破壞，伸入金屬內(nèi)部，成為蝕孔，它是金屬破壞性和隱患zui大的腐蝕形態(tài)之一。
　　
　　縫隙腐蝕發(fā)生在焊、鉚、墊片或沉淀物下面等環(huán)境，它是孔蝕的一種特殊形態(tài)。
　　
　　晶間腐蝕是從表面沿晶界深入金屬內(nèi)部，使晶界呈網(wǎng)狀腐蝕。產(chǎn)生晶間腐蝕除晶界沉淀積雜質(zhì)外，主要是熱處理和冷加工不當(dāng)所致。
　　
　　脫層腐蝕發(fā)生在層狀結(jié)構(gòu)中，腐蝕先垂直向內(nèi)發(fā)展，后腐蝕表面平行的物質(zhì)，在腐蝕物的脹力下，使表面呈層狀剝落。
　　
　　應(yīng)力腐蝕發(fā)生在腐蝕和拉應(yīng)力同時(shí)作用下產(chǎn)生的破裂。防止應(yīng)力腐蝕的方法;通過(guò)熱處理消除或減少焊接，冷加工中產(chǎn)生的應(yīng)力，改進(jìn)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(hù)、噴刷防蝕涂料。添加緩蝕劑、施加壓應(yīng)力等措施。
　　
　　腐蝕疲勞發(fā)生在交變應(yīng)力腐蝕的共同作用的部位，使金屬破裂?？蛇M(jìn)行熱處理消除或減少應(yīng)力，表面噴丸處理以及電鍍鋅、鉻、鎳等，但要注意鍍層不可有拉應(yīng)力和氫擴(kuò)散現(xiàn)象。
　　
　　選擇性腐蝕發(fā)生在不同成分和雜質(zhì)的材料中，在一定環(huán)境中，有一部分元素被腐蝕浸出，剩下未腐蝕的元素呈海綿狀。常見(jiàn)有黃銅脫鋅、銅合金脫鋁、鑄鐵石墨化等。
　　
　　磨損腐蝕是流體對(duì)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(jiàn)的一種腐蝕，這種腐蝕以發(fā)生在密封面為多。
　　
　　空泡腐蝕又稱空蝕和氣蝕，是磨損腐蝕的一種特殊形態(tài)。它是流體中產(chǎn)生的氣泡，在破滅時(shí)產(chǎn)生的沖擊波，壓力可高達(dá)400個(gè)大氣壓，使金屬保護(hù)膜破壞，甚至撕裂金屬粒子。然后再腐蝕成膜，這種過(guò)程不斷反復(fù)，使金屬腐蝕。防止空泡腐蝕的方法，可選用耐空泡腐蝕材料，光潔度高的加工面，彈性保護(hù)層和陰極保護(hù)等。
　　
　　摩振腐蝕是相互接觸的兩部件同時(shí)承受載荷，接觸面由于振動(dòng)和滑動(dòng)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?？梢圆捎猛繚?rùn)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(hù)。
　　
　　腐蝕是化學(xué)反映中產(chǎn)生的氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部引起的破壞，其形態(tài)有氫鼓泡、氫脆和氫蝕。
　　
　　強(qiáng)鋼和含有非金屬的鋼易容易發(fā)生氫鼓泡。石油中含有硫化物、氫化物時(shí)容易產(chǎn)生氫鼓泡。采用無(wú)空穴的鎮(zhèn)靜鋼代替有空穴的沸騰鋼，取用橡膠和塑料保護(hù)，加緩蝕劑等可防止鼓泡。
　　
　　3、非金屬腐蝕
　　
　　非金屬腐蝕與金屬腐蝕大小一樣，絕大多數(shù)非金屬材料是非電導(dǎo)體，一般不會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕，而是純粹的化學(xué)或物理作用的腐蝕，這是與金屬腐蝕的主要區(qū)別。非金屬腐蝕不一定失重而往往是增重，對(duì)金屬腐蝕來(lái)說(shuō)失重是主要的，非金屬腐蝕，許多是物理作用引起的，而金屬腐蝕物理作用極少見(jiàn);非金屬內(nèi)部腐蝕為常見(jiàn)現(xiàn)象，而金屬腐蝕則以表面腐蝕為主。
　　
　　金屬材料與介質(zhì)接觸后，溶液或氣體會(huì)逐漸擴(kuò)散到材料的內(nèi)部，使非金屬發(fā)生一系列腐蝕變化，根據(jù)非金屬材料的種類和品種的不同，其腐蝕的形態(tài)各有不同。腐蝕的形態(tài)有溶解、溶脹、氣泡、軟化、會(huì)有分解、變色、變質(zhì)、老化、硬化、斷裂等現(xiàn)象出現(xiàn)。但是，從全面觀點(diǎn)來(lái)看，非金屬腐蝕性能大大地優(yōu)于金屬材料，而非金屬材料的強(qiáng)度，耐溫性能卻低于金屬材料。
　　
　　二、金屬閥門的防腐
　　
　　電化學(xué)腐蝕以各種形態(tài)腐蝕金屬，它不僅作用于兩種金屬之間，而且由于溶液的溶度差、氧氣的溶度差、金屬內(nèi)部組織微小的差別，也會(huì)產(chǎn)生電位差，使腐蝕加劇。有的金屬本身是不耐蝕的，但它腐蝕后能產(chǎn)生非常好的保護(hù)膜，即鈍化膜，可以阻止介質(zhì)的腐蝕。由此可見(jiàn)，要達(dá)到金屬閥門防腐的目的，一是要消除電化學(xué)腐蝕;二是當(dāng)電化學(xué)腐蝕消除不了;要能使金屬表面產(chǎn)生鈍化膜;三是選用沒(méi)有電化學(xué)腐蝕的非金屬材料代替金屬材料。下面介紹幾種防腐方法。
　　
　　1、根據(jù)介質(zhì)選用耐蝕材料
　　
　　在“閥門的選用”一節(jié)中，我們介紹了閥門常用材料所適用的介質(zhì)，只不過(guò)是一般的介紹，在生產(chǎn)實(shí)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(duì)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(duì)閥門材料腐蝕影響很大。有如鋁在濃度80%以上的濃硝酸中腐蝕性很強(qiáng)，但在中、低濃度的硝酸中腐蝕反而嚴(yán)重。不銹鋼雖說(shuō)對(duì)稀硝酸耐蝕性很強(qiáng)，但在95%以上的濃硝酸中腐蝕反而加重。
　　
　　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(wèn)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(qiáng)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(jì)出來(lái)的?，F(xiàn)在越來(lái)越對(duì)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(qiáng)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(jìn)入了高溫領(lǐng)域，解決了長(zhǎng)期難以解決的填料和墊片泄露問(wèn)題，而且是很好的高溫潤(rùn)滑劑。
　　
　　3、噴刷涂料
　　
　　涂料是應(yīng)用zui廣泛的一種防腐手段，在閥門產(chǎn)品上更是一種*的防腐材料和識(shí)別標(biāo)志。涂料也屬于非金屬材料，它通常由合成樹(shù)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(dá)到防腐目的。涂料主要用于水、鹽水、海水、大氣等腐蝕不太強(qiáng)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(duì)閥門腐蝕。油漆內(nèi)摻有不同顏色，來(lái)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。
　　
　　4、添加緩蝕劑
　　
　　在腐蝕介質(zhì)和腐蝕物中加入少量其他特殊物質(zhì)，能夠大大地減緩金屬腐蝕的速度，這種特殊物質(zhì)稱為緩蝕劑。緩蝕劑控制腐蝕的機(jī)理，是它促進(jìn)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，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*可以防止水對(duì)閥門的腐蝕。石棉填料中含有氯化物，對(duì)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(shí)施中困難很多，不可普通推廣，酯適于特殊的需要。為了保護(hù)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*、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(rùn)滑作用;在石棉中添加鋅粉作犧牲金屬，實(shí)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(jī)會(huì)大為減少，從而達(dá)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。
　　
　　5、電化學(xué)保護(hù)
　　
　　學(xué)保護(hù)有陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)兩種。所謂陽(yáng)極保護(hù)，就是以保護(hù)金屬為陽(yáng)極導(dǎo)入外加直電流，使陽(yáng)極電位向正的方向增加，當(dāng)增加到一定值時(shí)，金屬陽(yáng)極表面生成一層致密的保護(hù)膜，即為鈍化膜，這時(shí)金屬陰極的腐蝕急劇減少。陽(yáng)極保護(hù)適于容易鈍化的金屬。所謂陰極保護(hù)，就是將被保護(hù)金屬作陰極，外加直流電，使其電位向負(fù)的方向降低，為其達(dá)到一定電位值時(shí)，腐蝕電流速度減少，金屬得到保護(hù)。此外，陰極保護(hù)可用電極電位比被保護(hù)金屬更負(fù)的金屬來(lái)保護(hù)被保護(hù)金屬。如用鋅保護(hù)鐵，鋅被腐蝕，鋅叫做犧牲金屬。在生產(chǎn)實(shí)踐中，陽(yáng)極保護(hù)采用較少，陰極保護(hù)應(yīng)用較多。大型的閥門和重要閥門采用這種陰極保護(hù)法，是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便又行之有效的方法。
　　
　　6、金屬表面處理
　　
　　金屬表面處理工藝比安眠鍍層、表面滲透、表面氧化鈍化等。其目的提高金屬耐蝕能力，改善金屬的機(jī)械能能。表面處理的閥門上應(yīng)用廣泛。
　　
　　閥門連接螺銓常用鍍鋅、鍍鉻、氧化（發(fā)藍(lán)）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。
　　
　　閥桿防腐問(wèn)題是被人們所重視的問(wèn)題，積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，常采用滲氮、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。不同額表面處理應(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(hù)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
　　
　　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。
　　
　　7、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(hù)的新技術(shù)之一。是國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。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(shí)對(duì)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(qiáng)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(zhǎng)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(rùn)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。
　　
　　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(wú)法控制，生產(chǎn)流程也不可任意變動(dòng)。只有在不會(huì)對(duì)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(gè)觀點(diǎn)出發(fā)，上述添加緩蝕劑、電化學(xué)保護(hù)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(huì)對(duì)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(hù)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(duì)封閉的環(huán)境下的設(shè)備和閥門，會(huì)加速其腐蝕。應(yīng)盡量采用敞開(kāi)式廠房或采用通風(fēng)、降溫措施，減緩環(huán)境腐蝕。
　　
　　9、改進(jìn)加工工藝和閥門結(jié)構(gòu)形式
　　
　　閥門的防腐保護(hù)是從設(shè)計(jì)就開(kāi)始考慮的問(wèn)題，一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工藝方法正確的閥門產(chǎn)品。無(wú)疑地對(duì)減緩閥門的腐蝕是有好的效果的。因此，閥桿與關(guān)閉件連接處，盡量不采用里、螺紋連接形式;閥門焊接應(yīng)用雙面對(duì)焊并連續(xù)焊接好，點(diǎn)焊和搭焊容易產(chǎn)生腐蝕，閥門螺紋連接處，采用聚四氟乙稀生膠帶和墊。不但能有良好的密封，而且能腐蝕。死角不易流動(dòng)的介質(zhì)，容易腐蝕閥門，除在使用閥門時(shí)不倒裝和注意排放沉積介質(zhì)外，在制造閥門零件時(shí)，應(yīng)盡量避免免凹陷結(jié)構(gòu)，閥門盡量設(shè)置排泄孔。不同金屬接觸會(huì)構(gòu)成點(diǎn)偶，促進(jìn)陽(yáng)極金屬腐蝕，選用材料時(shí)，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(jí)別越高，抗蝕能力越強(qiáng)。改進(jìn)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

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