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，而且由于溶液的濃度差、氧氣的濃度差、金屬內(nèi)部組織微小的差別，也會產(chǎn)生電位差，使腐蝕加�。械慕饘俦旧硎遣荒臀g的，但它腐蝕后能產(chǎn)生非常好的保護膜，即鈍化膜�？梢宰柚菇橘|(zhì)的腐蝕．由此可見，要達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)生飩化膜；三是選用沒有電化學(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
在生產(chǎn)實際中，介質(zhì)的腐蝕是非常復(fù)雜的，即使在同一介質(zhì)中使用的閥門材抖一樣，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l~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(yán)重，．當(dāng)濃度增加到60％以上時，腐蝕反而急劇下降。又如鋁在濃度80%以上的濃硝酸中耐蝕性很強。但在中、低濃度的硝酸中腐蝕反而嚴(yán)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，正確選用閥門材質(zhì)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．采用非全屬材料
非金屬材料耐腐蝕性優(yōu)良，只要閥門使用溫度和壓力符合非金屬材料的要求，不但能解決耐蝕問題，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，只有墊片、填料主要是非金屬材料制作的。用聚四氟乙烯、氯化聚醚等塑料．以及用天然橡膠、氯丁橡膠、丁晴橡膠等橡膠作閥門的襯里，而閥體、閥蓋主體是一般鑄鐵、碳鋼制成，既保證了閥門強度，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)異變形性能而設(shè)計出來的�，F(xiàn)在越來越多的用尼龍、聚四氟乙烯等塑料，用天然橡膠和合成橡膠作各種各樣的密封面，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)，使非金屬材料進人了高溫領(lǐng)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(biāo)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)摻有不同頗色，來表示閥門使用的材料．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，很大的濃度范圍內(nèi)成活化態(tài)，腐蝕較嚴(yán)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，如果采用蒸餾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，不可普遍推廣。只適于特殊的需要。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。緩蝕劑由亞硝艘納、鉻酸鈉等與溶劑組成，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，實質(zhì)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，噴劇在閥門表面能防止大氣的腐蝕．
5．電化學(xué)保護
電化學(xué)保護有陽極保護和陰極保護兩種。所謂陽極保護，就是以保護金屬為陽極導(dǎo)入外加直電流，使陽極電位向正的方向增加，當(dāng)增加到一定值時，金屬陽極表面全成一層致密的保護膜，即為鈍化膜，這時金屬陰極的腐蝕急劇減少。陽極保護適于容易鈍化的金屬。所謂陰極保護，就是將被保護金屬作陰極，外加直流電，使其電位向負(fù)的方向降低，為其達到一定電位值時，腐蝕電流迅速減少，金屬得到保護。此外，陰極保護可用電極電位比被保護金屬更負(fù)的金屬來保護被保護金屬。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。
6．金屬表面處理
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(yīng)用廣泛。
閥門連接螺栓常用鍍鋅、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)情況采用磷化飩化等表面處理。
密封面以及口徑不大的關(guān)閉件，常采用滲氮、滲硼等表面處理工藝，提高它的耐蝕性和耐磨性。38CrMoAIA制作的閥瓣，滲氮層≥0.4mm。
閥桿防腐問題是被人們所重視的問題，積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗，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，耐磨性和耐擦傷性能。不同的表面處理應(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)中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)境中的閥桿采用電鍍高磷鎳鍍層有較好的防護性能；8CrMoAIA采用離子和氣體氮化也可耐蝕，但不宜采用硬鉻鍍層。2Crl3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)過氣體氮化的38CrMoAIA材料其有優(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。
7．熱噴涂
熱噴涂是制備涂層的一類工藝方法，已成為材料表面防護與強化的新技術(shù)之一，是國家重點推廣項目。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、氣體爆燃等）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)處理的基體表面，形成噴徐層，或同時對基休表面加熱，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。大多教金屬及其合金、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，在金屬或非金屬基休上形成涂層。
熱噴涂能提高其表面耐腐蝕、耐磨報、耐高渴等性能，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．利用熱噴涂還可修復(fù)零部件。
8．控制腐蝕環(huán)凌
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、工藝等造成有報害的情況下，可以采用控制環(huán)境的方法，如鍋護水去氧、煉油工藝中加堿調(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，從煙囪、設(shè)備散發(fā)出的有毒氣體和灰塵，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)侵蝕閥門的辦法。環(huán)境溫度升高和空中污染，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)盡最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)計就開始考慮的間題．一個結(jié)構(gòu)設(shè)計合理、工藝方法正確的閥門產(chǎn)品，無疑她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)什不合理，工藝方法不正確，容易引起腐蝕的部件，應(yīng)進行改進，使之適合各種不銅工況條件下的要求。閥門連接處的縫隙是氧濃差電池腐蝕的好環(huán)境。因此，閥桿與關(guān)閉件連接處，盡量不采用螺紋連接形式，閥門焊接應(yīng)用雙面對焊并連續(xù)焊接好，點焊和搭焊容易產(chǎn)生腐蝕，閥門螺紋連接處，采用聚四氟乙烯生膠帶和墊。不但能有良好的密封，而且能防腐蝕，死角不易流動的介質(zhì)，容易腐蝕閥門，除在使用閥門時不倒裝和注意排放沉積介質(zhì)外，在制造閥門零件時，應(yīng)盡里避免凹陷結(jié)構(gòu)，閥門盡璧設(shè)置排泄孔。不同金屬接觸會構(gòu)成電偶，促進陽極金屬腐蝕，選用材料時，應(yīng)避免金屬電位差距大而又不能產(chǎn)生鈍化膜的金屬接觸。在制作和加工過程，特別是焊接和熱處理中會產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕，應(yīng)注意改善加工方法，焊接后要盡量采用退火處理等相應(yīng)防護潛施。提高閥桿加工表面粗?jǐn)偠纫约捌渌y件表面粗糙度，表面粗糙度級別越高，抗蝕能力越強。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烯包墊片，都能改善密封性能，減少對閥桿和法蘭密封面的腐蝕。
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