閥門防腐

腐蝕是引起閥門損壞的重要因素之一，因此，在閥門使用中，防腐保護是首先考慮的問題。

今天知識哥就和大家分享一下閥門防腐措施，內(nèi)含常見工況閥門材料的選擇哦！

閥門腐蝕原理

金屬的腐蝕主要是化學腐蝕和點化學腐蝕引起的，非金屬材料的腐蝕一般是直接的化學和物理作用引起的破壞。

1 化學腐蝕

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，都是電化學腐蝕。

電化學腐蝕不僅發(fā)生于可以起化學作用的兩種物質(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。

閥門防腐一般措施

1 根據(jù)介質(zhì)選用耐蝕材料

許多介質(zhì)都有腐蝕性，其腐蝕原理非常復雜，即使在相同的介質(zhì)中使用相同的閥門材料，如果介質(zhì)的濃度、溫度和壓力不同則介質(zhì)對材料的腐蝕也不同。

介質(zhì)溫度每升高10℃，腐蝕速度增加1～3倍。介質(zhì)濃度對閥門材料的腐蝕影響也很大。

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不同工況閥門材料的選擇

硫酸介質(zhì)

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；

但碳鋼和鑄鐵不適合高速流動的硫酸；

普通不銹鋼，如304（0Cr18Ni9）、316（0Cr18Ni12Mo2Ti）對硫酸介質(zhì)也用途有限，因此輸送硫酸的泵閥通常采用高硅鑄鐵（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。

鹽酸介質(zhì)

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）是輸送鹽酸的更好選擇；

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。

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）對硝酸的耐蝕性不如普通不銹鋼（如304、321）；

對于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。

氯氣（液氯）介質(zhì)

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；

對于氯氣四氟閥門是個不錯的選擇，但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；

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比較好的效果。

氨（氫氧化氨）介質(zhì)

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。

醇類、酮類、酯類、醚類介質(zhì)

常見的醇類、酮類、酯類、醚類介質(zhì)基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時還應根據(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。

2采用非金屬材料

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，采用非金屬材料不但能解決耐蝕問題，而且可節(jié)省貴重金屬,降低閥門成本。

現(xiàn)在越來越多的閥門采用尼龍、聚四氟乙烯等塑料以及天然橡膠和合成橡膠等橡膠制作各種各樣的密封面、密封圈，這些非金屬材料耐腐蝕性好，密封性能好，特別適于在帶顆粒的介質(zhì)中使用。

但因其強度和耐熱性都較低，應用范圍受到限制。柔性石墨使非金屬材料進入了高溫領(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。

常用非金屬材料適用工況：

材質(zhì)	一般化學性能	最高工作溫度
		長時間	短暫
聚氯乙烯	可耐大部分的“酸”、“堿”、“鹽”由低到高濃度的腐蝕，但不耐“芳香烴”、“酮”、“醚”、“氯化碳烴類”腐蝕。	55℃	60℃
氯化聚氯乙烯	耐化學腐蝕性與PVC相似，僅耐溫性比PVC好。	95℃	110℃
聚丙烯	耐化學性非常好，對一般的酸的抵抗性也好，唯較不耐兩種不同酸的混合液，如：硝酸＋硫酸或硫酸＋氫氟酸。對一般有機溶劑。	90℃	110℃
聚二氟乙烯	耐化性非常好，只會被“發(fā)煙硫酸、三氧化硫、強堿胺類、酮類“等腐蝕。	140℃	150℃
聚四氟乙烯（鐵 氟龍）	幾乎不被任何化學藥品腐蝕，只有在高溫下才會被少數(shù)化學藥品腐蝕。	250℃	300℃
氟橡膠	耐侯性、耐臭氧、耐油、耐熱性、 耐化學藥品性均好。是自熄性橡膠，但耐寒性不好（-45℃脆化點）。	200℃	200℃
乙烯丙烯橡膠	耐侯性、耐臭氧、耐化學藥品性優(yōu)，耐油性好，是自熄性橡膠，耐低溫性差，不耐芳香烴類。	90℃	120℃
丁二烯腈橡膠	主要效能是“耐油性好”，耐熱性佳，在120℃可長期使用，耐寒性差，耐水性差。	120℃	120℃

3噴刷涂料

涂料是應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。油漆內(nèi)摻有不同顏色，來表示閥門的材料。

涂料主要用于水、鹽水、海水或大氣等腐蝕不太強的環(huán)境中。

4添加腐蝕劑

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)和填料中，介質(zhì)中添加緩蝕劑，可使設(shè)備和閥門的腐蝕減緩。

◎鉻鎳不銹鋼在不含氧的硫酸中，在很大的濃度范圍內(nèi)成活化態(tài)，腐蝕較嚴重，但加入少量硫酸銅或硝酸等氧化劑后，可使不銹鋼轉(zhuǎn)變?yōu)殁g態(tài)，表面生成一層保護膜，阻止介質(zhì)的侵蝕。

◎在鹽酸中，如果加入少量氧化劑，可降低對鈦的腐蝕。閥門常用水作試壓介質(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，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，不宜普遍推廣，只適于特殊的需要。

為了保護閥桿，防止石棉填料的腐蝕，在石棉填料中及閥桿上涂充緩蝕劑和犧牲金屬。

緩蝕劑由亞硝酸鈉、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溶解，并且起潤滑作用。

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。

5電化學保護

電化學保護有陽極保護和陰極保護兩種。

◎陽極保護，就是以保護金屬為陽極導入外加直電流，使陽極電位向正的方向增加，當增加到一定值時，金屬陽極表面生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。

◎陰極保護，就是將被保護金屬作陰極，外加直流電，使其電位向負的方向降低，為其達到一定電位值時，腐蝕電流速度減少，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。

6表面涂層處理

金屬表面處理工藝有表面鍍層、表面滲透、表面氧化鈍化等。其目的是提高金屬耐蝕能力，改善金屬的機械性能，表面處理在閥門上應用廣泛。

◎閥門連接螺栓常用鍍鋅、鍍鉻和氧化(發(fā)藍)處理提高耐大氣或耐介質(zhì)腐蝕的能力。

◎其他緊固件除采用上述方法處理外，還可根據(jù)情況采用磷化鈍化等表面處理工藝。

◎密封面以及口徑不大的關(guān)閉件，常采用滲氮或滲硼等表面處理工藝，提高它的耐蝕性能和耐磨性。如用38CrMoAlA制作的閥瓣，滲氮層厚度≥014mm。

◎閥桿常采用滲氮、滲硼、鍍鉻和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。

◎不同的表面處理適于不同的閥桿材質(zhì)和工作環(huán)境，在大氣或水蒸氣介質(zhì)中與石棉填料接觸的閥桿，可采用鍍硬鉻及氣體氮化工藝(不銹鋼不宜采用離子氮化工藝)。

◎在硫化氫氣體環(huán)境中的閥桿，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可提高耐蝕性能，但不宜采用硬鉻鍍層。2Cr13經(jīng)過調(diào)質(zhì)后能耐氨氣腐蝕，氣體氮化的碳鋼也能耐氨氣的腐蝕，但所有磷鎳鍍層均不耐氨氣腐蝕。

◎經(jīng)過氣體氮化的38CrMoAlA材料具有優(yōu)良的耐蝕性能和綜合性能，常用來制作閥桿。小口徑的閥體和手輪也常采用鍍鉻處理，來提高其耐蝕性能，裝飾閥門。

7熱噴涂

熱噴涂是制備涂層的一種工藝方法，已成為材料表面防護與強化的新技術(shù)之一。

熱噴涂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)預處理的基體表面，形成噴涂層，或同時對基體表面加熱，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?qū)щ?、密封、自潤滑、熱輻射和電磁屏蔽等特殊的性能。利用熱噴涂還可修復零部件。

8環(huán)境控制

大氣中充滿了灰塵、水蒸氣和煙霧，特別在生產(chǎn)環(huán)境中，從煙囪和設(shè)備等散發(fā)出的有毒氣體和粉塵，都會對閥門產(chǎn)生不同程度的腐蝕。

應按操作規(guī)程中的規(guī)定，定期清洗和吹掃閥門，并定期加油，這是控制環(huán)境腐蝕的有效措施。

閥桿安裝保護罩、地閥設(shè)置地井和閥門表面噴刷油漆等也是防止含有腐蝕的物質(zhì)侵蝕閥門的有效辦法。

環(huán)境溫度升高和空氣污染，會加速封閉環(huán)境中的設(shè)備和閥門的腐蝕，應盡量采用敞開式廠房或采用通風降溫措施，減緩環(huán)境腐蝕。

9改進工藝和結(jié)構(gòu)

閥門的防腐保護應從設(shè)計開始考慮，如果閥門的結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，加工工藝方法正確，可以大大減緩閥門的腐蝕。

因此，應對閥門中容易引起腐蝕的部件進行改進，使之適合各種不同工況條件下的要求。

◎閥門連接處的縫隙能產(chǎn)生氧濃差電池腐蝕，因此，閥桿與關(guān)閉件連接處，盡量不采用螺紋連接形式。

◎點焊和搭接焊容易產(chǎn)生腐蝕，閥門焊接應采用雙面對焊并連續(xù)焊接。

◎閥門螺紋連接處宜采用聚四氟乙烯生料帶，不但有良好的密封，而且能防腐蝕。

◎閥門中介質(zhì)不易流動的地方，容易受到腐蝕，除在安裝閥門時不倒裝和使用閥門時注意排放沉積介質(zhì)外，在制造閥門零件時，應盡量避免凹陷結(jié)構(gòu)，閥門盡量設(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，應注意避免金屬電位差大而又不能產(chǎn)生鈍化膜的金屬接觸。

◎在加工過程中，特別是焊接和熱處理時會產(chǎn)生應力腐蝕，應注意改善加工方法，焊接后要盡量采用退火處理等相應防護措施。

◎提高閥桿及其他閥件加工表面光潔度等級，表面光潔度好，抗蝕能力強。

◎改進填料和墊片的加工工藝和結(jié)構(gòu)，使用柔性石墨、塑料填料、柔性石墨貼粘墊片和聚四氟乙烯墊片，既改善密封性能，又減少對閥桿和法蘭密封面的腐蝕。

閥門部件防腐注意事項

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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，也能減輕電化學腐蝕。

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。

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