Коррозия — один из важнейших факторов, вызывающих коррозию.клапанущерб. Следовательно, вклапанЗащита, антикоррозионная защита клапанов — важный вопрос, который следует учитывать.
Клапанформа коррозии
Коррозия металлов в основном вызвана химической и электрохимической коррозией, а коррозия неметаллических материалов, как правило, вызвана прямым химическим и физическим воздействием.
1. Химическая коррозия
При отсутствии электрического тока окружающая среда непосредственно реагирует с металлом и разрушает его, например, происходит коррозия металла под воздействием высокотемпературного сухого газа и неэлектролитного раствора.
2. Гальваническая коррозия
Металл контактирует с электролитом, в результате чего происходит поток электронов, что приводит к его повреждению в результате электрохимического воздействия, являющегося основной формой коррозии.
Обычные кислотно-щелочные солевые растворы, атмосферная коррозия, коррозия почвы, коррозия морской воды, микробная коррозия, точечная коррозия и щелевая коррозия нержавеющей стали и т.д. — все это электрохимическая коррозия. Электрохимическая коррозия происходит не только между двумя веществами, которые могут играть химическую роль, но и создает разность потенциалов из-за разницы концентраций раствора, разницы концентраций окружающего кислорода, незначительных различий в структуре вещества и т.д., и получает энергию коррозии, в результате чего металл с низким потенциалом и в сухом состоянии теряет свои свойства.
скорость коррозии клапана
Скорость коррозии можно разделить на шесть степеней:
(1) Полностью коррозионностойкий: скорость коррозии составляет менее 0,001 мм/год
(2) Чрезвычайно коррозионностойкий: скорость коррозии от 0,001 до 0,01 мм/год
(3) Коррозионная стойкость: скорость коррозии от 0,01 до 0,1 мм/год
(4) Сохраняет коррозионную стойкость: скорость коррозии от 0,1 до 1,0 мм/год
(5) Низкая коррозионная стойкость: скорость коррозии от 1,0 до 10 мм/год
(6) Не коррозионностойкий: скорость коррозии превышает 10 мм/год
Девять мер по предотвращению коррозии
1. Выбирайте коррозионностойкие материалы в зависимости от коррозионной среды.
В реальных условиях производства коррозия рабочей среды — очень сложный процесс. Даже если материал клапана одинаков, а среда одинакова, концентрация, температура и давление среды различаются, и, следовательно, коррозия материала под воздействием среды неодинакова. При каждом повышении температуры среды на 10 °C скорость коррозии увеличивается примерно в 1–3 раза.
Средняя концентрация оказывает большое влияние на коррозию материала клапана. Например, свинец в серной кислоте с низкой концентрацией вызывает очень слабую коррозию, а при концентрации выше 96% коррозия резко возрастает. Углеродистая сталь, наоборот, наиболее сильно коррозирует при концентрации серной кислоты около 50%, а при увеличении концентрации до более чем 60% коррозия резко снижается. Например, алюминий очень сильно коррозирует в концентрированной азотной кислоте с концентрацией более 80%, но сильно коррозирует в азотной кислоте средней и низкой концентрации, а нержавеющая сталь очень устойчива к разбавленной азотной кислоте, но коррозия усиливается в азотной кислоте с концентрацией более 95%.
Из приведенных выше примеров видно, что правильный выбор материалов для клапанов должен основываться на конкретной ситуации, анализе различных факторов, влияющих на коррозию, и выборе материалов в соответствии с соответствующими руководствами по антикоррозионной защите.
2. Используйте неметаллические материалы.
Неметаллические материалы обладают превосходной коррозионной стойкостью. Если температура и давление клапана соответствуют требованиям, предъявляемым к неметаллическим материалам, это позволяет не только решить проблему коррозии, но и сохранить драгоценные металлы. Из них изготавливаются корпуса, крышки, облицовка, уплотнительные поверхности и другие широко используемые неметаллические материалы.
Для облицовки клапанов используются такие пластмассы, как ПТФЭ и хлорированный полиэфир, а также натуральный каучук, неопрен, нитриловый каучук и другие виды каучука, а основной корпус крышки клапана изготавливается из чугуна и углеродистой стали. Это не только обеспечивает прочность клапана, но и предотвращает его коррозию.
В настоящее время все больше используются пластмассы, такие как нейлон и ПТФЭ, а также натуральный и синтетический каучук для изготовления различных уплотнительных поверхностей и уплотнительных колец, применяемых в различных клапанах. Эти неметаллические материалы, используемые в качестве уплотнительных поверхностей, обладают не только хорошей коррозионной стойкостью, но и хорошими герметизирующими свойствами, что особенно подходит для использования в средах с частицами. Конечно, они менее прочны и термостойки, и область их применения ограничена.
3. Обработка поверхности металла
(1) Соединение клапана: Соединение клапана обычно обрабатывается гальванизацией, хромированием и оксидированием (синим цветом) для повышения устойчивости к атмосферной и среднетемпературной коррозии. В дополнение к вышеупомянутым методам, другие крепежные элементы также обрабатываются поверхностно, например, фосфатированием, в зависимости от ситуации.
(2) Уплотнительные поверхности и закрытые детали малого диаметра: для повышения их коррозионной стойкости и износостойкости используются такие процессы обработки поверхности, как азотирование и борирование.
(3) Антикоррозионная обработка стержня: азотирование, борирование, хромирование, никелирование и другие процессы обработки поверхности широко используются для повышения его коррозионной стойкости, коррозионной стойкости и износостойкости.
Для разных материалов штоков и условий эксплуатации следует выбирать подходящую обработку поверхности. В атмосфере, в среде водяного пара и при контакте со штоком асбестовой прокладкой можно использовать твердое хромирование или газовое азотирование (для нержавеющей стали не следует использовать ионное азотирование): в атмосфере сероводорода электролитическое покрытие с высоким содержанием фосфора и никеля обеспечивает лучшие защитные свойства; сталь 38CrMOAIA также может быть коррозионностойкой при ионном и газовом азотировании, но твердое хромирование для нее не подходит; сталь 2Cr13 может противостоять коррозии аммиаком после закалки и отпуска, а углеродистая сталь, подвергнутая газовому азотированию, также может противостоять коррозии аммиаком, в то время как все фосфорно-никелевые покрытия не обладают устойчивостью к коррозии аммиаком, а материал 38CrMOAIA, подвергнутый газовому азотированию, обладает превосходной коррозионной стойкостью и комплексными характеристиками, и в основном используется для изготовления штоков клапанов.
(4) Корпус клапана малого диаметра и маховик: их также часто хромируют для повышения коррозионной стойкости и украшения клапана.
4. Термонапыление
Термонапыление — это метод нанесения покрытий, ставший одной из новых технологий защиты поверхности материалов. Это метод упрочнения поверхности, использующий источники тепла высокой плотности (пламень газового сгорания, электрическая дуга, плазменная дуга, электрический нагрев, газовый взрыв и т. д.) для нагрева и расплавления металлических или неметаллических материалов, после чего они распыляются на предварительно обработанную основную поверхность в виде струйного покрытия, или же одновременно нагревают основную поверхность, так что покрытие повторно расплавляется на поверхности подложки, образуя слой, упрочняющий поверхность методом напыления.
Большинство металлов и их сплавов, металлооксидная керамика, керметные композиты и твердые металлосоединения могут быть покрыты на металлические или неметаллические подложки одним или несколькими методами термического напыления, что позволяет улучшить коррозионную стойкость поверхности, износостойкость, термостойкость и другие свойства, а также продлить срок службы. Термическое напыление обеспечивает специальные функциональные покрытия с теплоизоляцией, изоляцией (или защитой от электромагнитных помех), шлифуемым уплотнением, самосмазыванием, теплоотводом, электромагнитным экранированием и другими особыми свойствами, что позволяет использовать термическое напыление для ремонта деталей.
5. Аэрозольная краска
Покрытие — широко используемое средство защиты от коррозии, незаменимый антикоррозионный материал и идентификационная маркировка на клапанных изделиях. Покрытие также является неметаллическим материалом, обычно изготавливаемым из синтетической смолы, резиновой суспензии, растительного масла, растворителя и т. д., покрывающим металлическую поверхность, изолирующим среду от атмосферы и выполняющим антикоррозионную функцию.
Покрытия в основном используются в воде, соленой воде, морской воде, атмосфере и других средах, не обладающих высокой коррозионной активностью. Внутренняя полость клапана часто окрашивается антикоррозионной краской для предотвращения коррозии клапана под воздействием воды, воздуха и других сред.
6. Добавить ингибиторы коррозии.
Механизм действия ингибиторов коррозии заключается в стимулировании поляризации батареи. Ингибиторы коррозии в основном используются в средах и наполнителях. Добавление ингибиторов коррозии в среду может замедлить коррозию оборудования и клапанов, например, хромоникелевой нержавеющей стали в бескислородной серной кислоте, обладающей широким диапазоном растворимости, до состояния кремации, что приводит к более серьезной коррозии. Однако добавление небольшого количества сульфата меди, азотной кислоты и других окислителей может привести к затуплению нержавеющей стали и образованию защитной пленки на ее поверхности, предотвращающей эрозию среды. В соляной кислоте добавление небольшого количества окислителя может снизить коррозию титана.
В качестве среды для испытания клапанов часто используется давление, которое легко может вызвать коррозию.клапанДобавление небольшого количества нитрита натрия в воду может предотвратить коррозию клапана под воздействием воды. Асбестовая прокладка содержит хлориды, которые сильно разъедают шток клапана, и содержание хлоридов можно снизить, если использовать метод промывки паром, но этот метод очень сложен в применении, не может быть широко распространен и подходит только для особых случаев.
Для защиты штока клапана и предотвращения коррозии асбестовой прокладки на шток клапана наносят ингибитор коррозии и жертвенный металл. Ингибитор коррозии состоит из нитрита натрия и хромата натрия, которые образуют пассивирующую пленку на поверхности штока клапана и повышают его коррозионную стойкость. Растворитель способствует медленному растворению ингибитора коррозии и выполняет смазывающую функцию. Более того, цинк также является ингибитором коррозии, он может предварительно связываться с хлоридами в асбесте, значительно уменьшая контакт хлоридов с металлом штока и тем самым достигая цели антикоррозионной защиты.
7. Электрохимическая защита
Существует два типа электрохимической защиты: анодная и катодная. Если для защиты железа используется цинк, то цинк подвергается коррозии, поэтому цинк называют жертвенным металлом. В производственной практике анодная защита используется реже, а катодная – чаще. Катодная защита применяется для крупных и важных клапанов, являясь экономичным, простым и эффективным методом. Для защиты штока клапана в асбестовую набивку добавляют цинк.
8. Контроль за коррозионной средой.
Так называемая среда имеет два вида: широкое и узкое понимание. Широкое понимание среды относится к окружающей среде вокруг места установки клапана и среде его внутренней циркуляции, а узкое понимание среды относится к условиям вокруг места установки клапана.
Большинство сред не поддаются контролю, и производственные процессы нельзя произвольно изменять. Только в случае отсутствия ущерба для продукции и процесса можно применять методы контроля окружающей среды, такие как деоксигенация котловой воды, добавление щелочей в процессе нефтепереработки для регулирования значения pH и т. д. С этой точки зрения, добавление ингибиторов коррозии и электрохимическая защита, упомянутые выше, также являются способом контроля коррозионной среды.
В атмосфере, особенно в производственной среде, много пыли, водяного пара и дыма, а также дымовых газов, токсичных газов и мелкодисперсной пыли, выделяемых оборудованием, что приводит к коррозии клапанов различной степени. Оператор должен регулярно очищать и продувать клапаны, а также регулярно заправлять их в соответствии с правилами эксплуатации, что является эффективной мерой по борьбе с коррозией в окружающей среде. Установка защитного кожуха на шток клапана, создание заземляющего колодца на заземляющем клапане и нанесение краски на поверхность клапана — все это способы предотвращения коррозии под воздействием коррозионных веществ.клапан.
Повышение температуры окружающей среды и загрязнение воздуха, особенно для оборудования и клапанов в закрытых помещениях, ускоряют их коррозию, поэтому для замедления коррозии в условиях окружающей среды следует по возможности использовать открытые цеха или меры вентиляции и охлаждения.
9. Усовершенствовать технологию обработки и конструкцию клапана.
Антикоррозионная защитаклапанЭто проблема, которая учитывалась с самого начала проектирования, и клапан с разумной конструкцией и правильным технологическим процессом, несомненно, окажет положительное влияние на замедление коррозии клапана. Поэтому конструкторскому и производственному отделам следует усовершенствовать детали, конструкция которых не является разумной, а технологический процесс неправильным и которые легко подвергаются коррозии, чтобы адаптировать их к требованиям различных условий эксплуатации.
Дата публикации: 22 января 2025 г.
