小议金属阀门的防腐措施

概述:分析了金属阀门腐蚀的缘由,并针对性地从工艺方面和资料方面提出了金属阀门的防腐方法,为金属阀门的防腐研讨提供一些实际参考。

中心词汇:阀门防腐、电化学腐、蚀缓蚀剂

腐蚀是惹起金属阀门损坏的主要缘由之一,金属阀门的腐蚀是以电化学腐蚀为主。阀门运用中,防腐蚀维护首先思考的效果是消弭电化学腐蚀。当电化学腐蚀消弭不了时,应使金属外表发生钝化膜,或选用非金属资料替代金属资料等方法,控制腐蚀的发作。

1消弭电化学腐蚀

1.1资料选择许多介质都有腐蚀性,其腐蚀原理十分复杂,即使在相反的介质中运用相反的阀门资料,假设介质的浓度、温度和压力不同,则介质对资料的腐蚀也不同。介质温度每降低10oC,腐蚀速度添加1～3倍。介质浓度对阀门资料的腐蚀影响也很大,如铅处在低浓度的硫酸中,腐蚀很小,当浓度超越96%时,腐蚀急剧上升,而碳钢在硫酸浓度约为50%时腐蚀最严重,当浓度添加到60%以上时,腐蚀减缓。铝在浓度80%以上的浓硝酸中耐蚀性很强,但在中、低浓度的硝酸中腐蚀严重,不锈钢虽说对稀硝酸耐蚀性很强,但在95%以上的浓硝酸中腐蚀减轻,因此应依据具体状况,分析各种影响腐蚀的要素,正确选用阀门资料。

1.2改良工艺和结构阀门的防腐维护应从设计末尾思考,假设阀门的结构合理,加工工艺方法正确,可以大大减缓阀门的腐蚀,因此,应对阀门中轻易惹起腐蚀的部件停止改良,使之适宜各种不同工况条件下的要求[1]。如阀门衔接处的缝隙能发生氧浓差电池腐蚀,因此,阀杆与封锁件衔接处,尽量不采用螺纹衔接方式。点焊和搭接焊轻易发生腐蚀。阀门焊接应采用双面对焊并延续焊接。阀门螺纹衔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,阀门中介质不易活动的中央,轻易遭到腐蚀,除在装置阀门时不倒装和运用阀门时留意排放堆积介质外,在制造阀门零件时,应尽量防止凹陷结构,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,选用资料时,应留意防止金属电位差大而又不能发生钝化膜的金属接触。在加工进程中,特殊是焊接和热处置时会发生应力腐蚀,应留意改善加工方法,焊接后要尽量采用退火处置等相应防护措施,提高阀杆及其他阀件加工外表光亮度等级,外表光亮度好,抗蚀才干强。改良填料和垫片的加工工艺和结构,运用柔性石墨、塑料资料、柔性石墨贴粘垫片和聚四氟乙烯垫片,既改善密封功用,又增加对阀杆和法兰密封面的腐蚀。

1.3阴极维护阴极维护是将被维护金属作阴极,外加直流电,使其电位向负的方向降低,当其到达一定电位时,腐蚀电流迅速减小,金属失掉维护,此外,阴极维护可用电极电位比被维护金属更低的金属维护被维护金属。假设锌维护铁,锌被腐蚀,锌叫牺牲金属,大型的阀门和重要阀门采用阴极维护法,是一种经济简便又行之有效的方法。石棉填料中添加锌维护阀杆属于阴极维护法。

2外表钝化膜处置

2.1添加缓蚀剂在腐蚀介质和腐蚀物中参与其他特殊物质,可以大大减缓金属腐蚀的速度,这种特殊物质称为缓蚀剂,缓蚀剂主要用于介质和填料中。介质中添加缓蚀剂,可使设备和阀门的腐蚀减缓,如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,但参与大批硫酸铜或硝酸等氧化剂后,可使不锈钢转变为钝态,外表熟成一层维护膜,阻止介质的腐蚀。在盐酸中,假设参与大批氧化剂,可降低对钛的腐蚀,阀门常用水作试压介质,轻易惹起阀门的腐蚀,在水中添加大批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,采用蒸馏水洗濯方法可降低氯化物的含量,但这种方法在实施中困难很多,不宜普遍推行,只适于特殊的需求,为了维护阀杆,防止石棉填料的腐蚀,在石棉填料中及阀杆上涂充缓蚀剂和牺牲金属。缓蚀剂由亚硝酸钠、铬酸钠等与溶剂组成。亚硝酸钠、铬酸钠能使阀杆外表熟成一层钝化膜,提高阀杆的耐蚀才干。溶剂能缓蚀剂能渐渐溶解,并且起作用,在石棉中添加锌粉作牺牲金属,实质上,锌也是一种缓蚀剂,它能首先与石棉中的氯化物结合,使氯化物与阀杆金属接触时机增加,从而到达防腐目的。涂料中假设参与了红丹、铅酸钙等缓蚀剂,喷刷在阀门外表能防止大气的腐蚀。

2.2外表涂层金属外表处置工艺有外表镀层、外表浸透、外表氧化钝化等。其目的是提高金属耐蚀才干,改善金属机械功用。外表处置在阀门上运用普遍。阀门衔接螺栓常用镀锌、镀铬和氧化(发蓝)处置提高耐大气或耐介质腐蚀的才干。其他紧固件除采用上述方法处置外,还可依据状况采用磷化钝化等外表处置工艺,密封面以及口径不大的封锁件,常采用渗氮或渗硼等外表处置工艺,提高它的耐蚀功用和耐磨性。假设38CrMoAlA制造的阀,渗氮层厚度≥0.4mm。

阀杆常采用渗氮、渗硼、镀铬和镀镍等外表处置工艺,提高它的耐蚀性,耐磨性和耐擦伤功用。不同的外表处置适于不同的阀杆材质和任务环境,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功用。38CrMoAlA采用离子和气体氮化可提高耐蚀功用,但不宜采用硬铬镀层。2Crl3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,但一切磷镍镀层均不耐氨气腐蚀。经过气体氮化的38CrMoAlA资料具有优秀的耐蚀功用和综合功用,常用来制造阀杆。小口径的阀体和手轮也常采用镀铬处置,来提高其耐蚀功用,装饰阀门。

2.3阳极维护阳极维护是以被维护金属为阳极导入外加直流电,使阳极电位向正的方向添加,当添加到一定值时,金属阳极外表熟成一层致密的维护膜,即为钝化膜,这时金属阳极的腐蚀急剧增加。阳极维护适于轻易钝化的金属。在消费实际中,阳极维护采用较少,阴极维护运用较多。

3替代资料

3.1非金属资料非金属资料耐腐蚀性优秀,只需阀门运用温度和压力契合非金属资料的要求,采用非金属资料不但能处置耐蚀效果,而且可节省珍贵金属,降低阀门本钱。阀门的阀体和阀盖主体普通是铸铁或碳钢制成,用聚四氟乙烯、氯化聚醚、自然橡胶、氯丁橡胶、丁腊橡胶等作阀门的衬里,既保证了阀门强度,又保证了阀门不受腐蚀。垫片和填料主要是非金属资料制造的。夹管阀也依据橡胶的优秀耐腐蚀功用采用尼龙、聚四氟乙烯等塑料以及自然橡胶和分解橡胶等橡胶制造各种各样的密封面、密封圈,这些非金属资料耐腐蚀性好,密封功用好,特殊适于在带颗粒的介质中运用。但因其强度和耐热性都较低,运用范围遭到限制。柔性石墨使非金属资料进入了高温范围,处置了临时难以处置的填料和垫片走漏效果,而且是很好的高温剂。

3.2喷刷涂料涂料是运用最普遍的一种防腐手腕,在阀门产品上更是一种不可缺少的防腐资料和识别标志,涂料通常由分解树脂、橡胶浆液、植物油、溶剂等配制成,掩盖在金属外表,隔绝介质和大气,到达防腐目的。涂料主要用于水、盐水、海水或大气等腐蚀不太强的环境中。阀门内腔常用防腐漆涂刷,防止水和空气等介质对阀门腐蚀,油漆内掺有不同颜色,来表示阀门的资料。

4其他措施

4.1热喷涂热喷涂是制备涂层的一种工艺方法,已成为资料外表防护与强化的新技术之一。热喷涂是应用高动力密度热源(气体熄灭火焰、电弧、等离子弧、电热、气体燃爆等)将金属或非金属资料加热熔融后,以雾化方式放射到经预处置的基体外表,构成喷涂层,或同时对基体外表加热,使涂层在基休外表再次熔融,构成喷焊的外表强化工艺方法。大少数金属及其合金、金属氧化物陶瓷、金属陶瓷复合物以及硬的金属化合物都可以用一种或几种热喷涂方法,在金属或非金属基体上构成涂层。热喷涂能提高其外表耐腐蚀、耐磨损、耐高温等功用,延伸运用寿命。热喷涂特殊功用涂层,具有隔热、绝缘(或导电)、密封、自、热辐射和电磁屏蔽等特殊功用。应用热喷涂还可修复零部件。

4.2环境控制大气中充溢了灰尘、水蒸气和烟雾,特殊在消费环境中,从烟囱和设备等分收回的有毒气体和粉尘,都会对阀门发生不同水平的腐蚀,应按操作规程中的规则,活期清洗和吹扫阀门,并活期加油,这是控制环境腐蚀的有效措施。阀杆装置维护罩、地阀设置地井和阀门外表喷刷油漆等也是防止含有腐蚀的物质腐蚀阀门的有效方法。环境温度降低和空气污染,会减速封锁环境中的设备和阀门的腐蚀,应尽量采用关闭式厂房或采用通风降温措施,减缓环境腐蚀。

5结论

金属阀门的防腐是一个系统工程,从阀门的设计、制造、管理及运用,每个环节都触及到这一效果,只要仔细处置,才干完成金属阀门防腐的最优化。