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閥腐蝕嘅基本知識同預防措施

腐蝕係其中一個最重要嘅因素損壞。所以,喺保護,閥門防腐係一個要考慮嘅重要問題。

閥門腐蝕形式
金屬嘅腐蝕主要係由化學腐蝕同電化學腐蝕引起,而非金屬材料嘅腐蝕一般係由直接嘅化學同物理作用引起。
1. 化學腐蝕
喺唔產生電流嘅條件下,周圍嘅介質會直接同金屬反應,將佢破壞,例如高溫乾氣體同非電解溶液對金屬嘅腐蝕。
2. 電流腐蝕
金屬同電解質接觸,導致電子流動,令到自己受到電化學作用嘅損傷,呢個係腐蝕嘅主要形式。
常見嘅酸鹼鹽溶液腐蝕、大氣腐蝕、土壤腐蝕、海水腐蝕、微生物腐蝕、點腐蝕同不鏽鋼嘅裂縫腐蝕等等,都係電化學腐蝕。電化學腐蝕唔單止發生喺兩種可以發揮化學作用嘅物質之間,仲會因為溶液嘅濃度差異、周圍氧氣嘅濃度差異、物質結構嘅細微差異等等而產生電位差,而得到腐蝕嘅力量,令到電位低嘅金屬同乾太陽板嘅位置失去。

閥嘅腐蝕率
腐蝕速率可以分為六個等級:
(1)完全耐腐蝕:腐蝕速率小於0.001毫米/年
(2)極耐腐蝕:腐蝕速率0.001~0.01毫米 / 年
(3)耐腐蝕性:腐蝕速率0.01~0.1毫米/年
(4)仍然耐腐蝕:腐蝕速率0.1~1.0毫米 / 年
(5)耐腐蝕性差:腐蝕速率1.0~10毫米 / 年
(6)唔耐腐蝕:腐蝕速率大於10毫米/年

九個防腐措施
1. 根據腐蝕介質選擇耐腐蝕材料
喺實際生產中,介質嘅腐蝕係好複雜嘅,就算同一種介質所用嘅閥材料係一樣,介質嘅濃度、溫度同壓力都唔同,介質對材料嘅腐蝕亦唔一樣。介質溫度每升高10℃,腐蝕速率約增加1~3倍。
介質濃度對閥材料嘅腐蝕影響好大,例如鉛係喺硫酸中濃度小,腐蝕係好小,而當濃度超過96 % 時,腐蝕就急劇上升。碳鋼則相反,當硫酸濃度約為 50 % 時,腐蝕最嚴重,而當濃度增加到超過 60 % 時,腐蝕會急劇下降。例如,鋁喺濃度超過80 % 嘅濃硝酸中係非常腐蝕性嘅,但係喺中低濃度嘅硝酸中係嚴重嘅腐蝕性,而唔鏽鋼對稀硝酸嘅抵抗力好強,但係喺超過95 % 嘅濃硝酸中會加重。
從以上例子可以看出,正確選擇閥門材料應根據具體情況,分析影響腐蝕嘅各種因素,並根據相關嘅防腐手冊選擇材料。
2. 使用非金屬材料
非金屬耐腐蝕性好出色,只要閥門嘅溫度同壓力符合非金屬材料嘅要求,就唔單止可以解決腐蝕問題,仲可以節省貴金屬。閥體、引擎罩、襯裡、密封面等常用非金屬材料製成。
閥內襯用 PTFE 、氯化聚醚等塑膠,以及天然橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等橡膠,閥體罩主體由鑄鐵和碳鋼製成。佢唔單止確保閥嘅強度,仲確保閥唔會被腐蝕。
現今,尼龍、聚四氟乙烯等塑膠嘅使用量越來越多,天然橡膠同合成橡膠用嚟做各種密封面同密封環,用喺各種閥上面。呢啲用作密封表面嘅非金屬材料唔單止有良好嘅耐腐蝕性,仲有良好嘅密封性能,特別適合用喺有粒子嘅介質。當然,佢哋嘅強度同耐熱性較低,而且應用範圍有限。
3. 金屬表面處理
(1)閥門連接:閥門連接螺通常經鍍鋅、鍍鉻、氧化(藍色)處理,以提高抗大氣及介質腐蝕能力。除咗上述方法之外,其他緊固件亦都會根據情況進行磷酸化等表面處理。
(2)密封表面同直徑細嘅封閉部件:用氮化、硼化等表面工藝提高佢嘅耐腐蝕性同耐磨性。
(3)幹部防腐:氮化、硼化、鍍鉻、鍍鎳等表面處理工藝被廣泛使用,以提高其耐腐蝕性、耐腐蝕性和耐磨性。
唔同嘅表面處理應該適合唔同嘅柱材同工作環境,喺大氣中,水蒸氣介質同石棉填充接觸柱,可以用硬鍍鉻、氣體氮化工藝(不鏽鋼唔應該用離子氮化工藝):喺硫化氫大氣環境下用電鍍高磷鎳涂層有更好嘅保護性能; 38CrMOAIA 亦可以透過離子同氣體氮化嚟耐腐蝕,但係硬鍍鉻塗層唔適合用; 2Cr13淬火回火後可以抗氨腐蝕,而使用氣體氮化嘅碳鋼亦可以抗氨腐蝕,而所有磷鎳鍍層都唔抗氨腐蝕,而氣體氮化38CrMOAIA 材料具有優異嘅耐腐蝕性同綜合性能,而且佢多用於製造閥杆。
(4)小口徑閥體和手輪:也常鍍鉻以提高其耐腐蝕性,裝飾閥門。
4. 熱噴霧
熱噴塗係一種製備塗料嘅工藝方法,已經成為材料表面保護嘅新技術之一。佢係一種表面強化工藝方法,用高能量密度嘅熱源(氣體燃燒火焰、電弧、等離子電弧、電加熱、氣體爆炸等)將金屬或非金屬材料加熱同熔化,然後以霧化嘅形式將佢哋噴到預先處理好嘅基本表面,形成噴霧塗層,或者同時加熱基本表面,令到塗層再次熔化,形成一層強化基材嘅表面。
大多數金屬及其合金、金屬氧化物陶瓷、陶瓷複合材料和硬金屬化合物都可以通過一種或多種熱噴法塗覆於金屬或非金屬基材上,可以提高表面耐腐蝕性、耐磨性、耐高溫性等性能,並延長使用壽命。熱噴塗特殊功能塗料,具有隔熱、絕緣(或異常電)、可磨密封、自潤滑、熱輻射、電磁屏蔽等特殊性能,使用熱噴可以修復零件。
5. 噴油漆
涂層係一種廣泛使用嘅防腐手段,亦係閥門產品上必備嘅防腐材料同識別標誌。塗料亦係一種非金屬材料,通常由合成樹脂、橡膠漿、植物油、溶劑等製成,覆蓋金屬表面,隔離介質同大氣,達到防腐嘅目的。
塗料主要用喺水、咸水、海水、大氣等唔太腐蝕嘅環境。閥門內腔通常會塗上防腐漆,以防止水、空氣等介質腐蝕閥門
6. 加入腐蝕抑制劑
腐蝕抑制劑控制腐蝕嘅機制係佢促進電池嘅極化。腐蝕抑制劑主要用喺介質同填料入面。喺介質入面加入緩蝕劑可以減慢設備同閥門嘅腐蝕,例如鈦鎳唔鏽鋼喺冇氧硫酸中,溶解度範圍大變成火化狀態,腐蝕比較嚴重,但係加入少量硫酸銅或者硝酸等氧化劑,可以令唔鏽鋼表面喺冇氧硫酸中變成鈍狀,令到介質嘅表面變成鈍狀態鹽酸,如果加入少量氧化劑,就可以減少鈦嘅腐蝕。
閥壓試驗經常被用作壓力試驗嘅介質,容易引起腐蝕嘅,而喺水中加入少量亞硝酸鈉可以防止水對閥門嘅腐蝕。石棉填料中含有氯化物,會大大腐蝕閥杆,如果採用蒸水洗法,氯化物含量可以降低,但呢個方法好難實行,亦唔可以一般普及,只適合特殊需要。
為咗保護閥杆同防止石棉填料嘅腐蝕,喺石棉填料中,防腐劑同犧牲金屬會被涂覆喺閥杆上面,防腐劑係由亞硝酸鈉同铬酸鈉組成,佢哋可以喺閥杆表面產生一層钝化膜,並且提高抑制劑嘅耐腐蝕性,令到閥杆嘅耐腐蝕性可以慢慢溶解,而腐蝕劑可以令到閥杆嘅腐蝕性溶解,而腐蝕劑嘅腐蝕性亦都係由亞硝酸鈉同铬酸鈉組成。其實鋅亦係一種腐蝕抑制劑,可以先同石棉中嘅氯化物結合,令氯化物同茎金屬接觸機會大大減少,噉樣就可以達到防腐嘅目的。
7. 電化學保護
電化學保護有兩種:陽極保護同陰極保護。如果用鋅保護鐵,鋅就會被腐蝕,鋅就叫做犧牲金屬,生產實務上,陽極保護用得少,陰極保護用得多。呢種陰極保護方法係用喺大型閥同重要閥,係一種經濟、簡單同有效嘅方法,而鋅係喺石棉填料入面加入嚟保護閥柱。
8. 控制腐蝕性環境
所謂環境有廣義和狹義兩種,廣義環境指閥門安裝場所周圍環境及其內循環介質,狹義環境指閥門安裝場所周圍條件。
大部分環境都係無法控制嘅,生產過程亦都唔可以任意改變。只有喺唔會對產品同工藝造成損壞嘅情況下,先可以採用控制環境嘅方法,例如鍋爐水嘅脫氧、煉油過程中加鹼嚟調整 PH 值等等。從呢個角度睇,加入上述嘅腐蝕抑制劑同電化學保護亦都係控制腐蝕環境嘅一種方法。
大氣中充滿塵埃、水蒸氣同煙霧,特別係喺生產環境,例如煙鹽水、有毒氣體同設備排放嘅細粉,會對閥門造成唔同程度嘅腐蝕。操作員應該按照操作程序嘅規定,定期清潔同清理閥門,並定期加油,呢個係控制環境腐蝕嘅有效措施。喺閥柱上面安裝保護罩,喺接地閥上面設置接地井,同埋喺閥表面噴漆,都係防止腐蝕性物質侵蝕閥門嘅方法.
環境溫度同空氣污染嘅增加,特別係喺封閉環境入面嘅設備同閥門,會加速佢哋嘅腐蝕,而應該盡量用開放式車間或者通風同冷卻措施去減慢環境腐蝕。
9. 改善加工技術和閥門結構
嘅防腐保護係係一個由設計開始就考慮過嘅問題,而一個具有合理結構設計同正確工藝方法嘅閥門產品,無疑會對減慢閥門嘅腐蝕有良好嘅效果。因此,設計製造部門應該對結構設計唔合理、工藝方法唔正確、容易引起腐蝕嘅零件進行改進,以便適應各種工作條件嘅要求。


發佈時間:2025年1月22日