Коррозия является одним из наиболее важных элементов, вызывающихклапанущерб. Поэтому, вклапанзащита, антикоррозийная защита клапанов является важным вопросом, который следует учитывать.
Клапанформа коррозии
Коррозия металлов вызывается в основном химической коррозией и электрохимической коррозией, а коррозия неметаллических материалов — в основном прямыми химическими и физическими воздействиями.
1. Химическая коррозия
При отсутствии тока окружающая среда напрямую реагирует с металлом и разрушает его, например, коррозия металла под воздействием высокотемпературного сухого газа и неэлектролитического раствора.
2. Электрохимическая коррозия
Металл контактирует с электролитом, что приводит к возникновению потока электронов, который в результате электрохимического воздействия разрушает его, что является основной формой коррозии.
Коррозия в растворах солей, атмосферная коррозия, коррозия в почве, коррозия в морской воде, микробная коррозия, точечная коррозия и щелевая коррозия нержавеющей стали и т. д. – всё это электрохимическая коррозия. Электрохимическая коррозия происходит не только между двумя веществами, которые могут играть химическую роль, но и создаёт разность потенциалов, обусловленную разницей концентраций раствора, разницей концентраций окружающего кислорода, небольшими различиями в структуре вещества и т. д., приобретая коррозионный эффект, в результате чего металл с низким потенциалом и положением сухой солнечной пластины теряются.
Скорость коррозии клапана
Скорость коррозии можно разделить на шесть степеней:
(1) Полностью устойчив к коррозии: скорость коррозии менее 0,001 мм/год
(2) Чрезвычайно устойчив к коррозии: 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 устойчив к коррозии: скорость коррозии превышает 10 мм/год.
Девять антикоррозийных мер
1. Выбирайте коррозионно-стойкие материалы в зависимости от агрессивной среды.
В реальных условиях производства коррозия среды очень сложна, даже если материал клапана, используемый в одной и той же среде, одинаков, концентрация, температура и давление среды различны, а коррозионное воздействие среды на материал не одинаково. При повышении температуры среды на каждые 10°C скорость коррозии увеличивается примерно в 1–3 раза.
Концентрация среды оказывает большое влияние на коррозию материала клапана, например, свинец находится в серной кислоте с небольшой концентрацией, коррозия очень мала, и когда концентрация превышает 96%, коррозия резко возрастает. Углеродистая сталь, напротив, имеет самую серьезную коррозию, когда концентрация серной кислоты составляет около 50%, а когда концентрация увеличивается до более чем 60%, коррозия резко уменьшается. Например, алюминий очень коррозионно активен в концентрированной азотной кислоте с концентрацией более 80%, но он серьезно коррозионно активен в азотной кислоте средней и низкой концентрации, а нержавеющая сталь очень устойчива к разбавленной азотной кислоте, но ее коррозия усугубляется в азотной кислоте с концентрацией более 95%.
Из приведенных выше примеров видно, что правильный выбор материалов клапанов должен основываться на конкретной ситуации, анализировать различные факторы, влияющие на коррозию, и выбирать материалы согласно соответствующим руководствам по борьбе с коррозией.
2. Используйте неметаллические материалы.
Неметаллическая коррозионная стойкость клапана превосходна, и если температура и давление соответствуют требованиям к неметаллическим материалам, клапан не только решает проблему коррозии, но и экономит драгоценные металлы. Корпус клапана, крышка, футеровка, уплотнительная поверхность и другие часто используемые неметаллические материалы изготовлены из них.
Для футеровки клапанов используются такие пластики, как ПТФЭ и хлорированный полиэфир, а также натуральный каучук, неопрен, нитриловый каучук и другие виды каучука. Корпус клапана изготовлен из чугуна и углеродистой стали. Это обеспечивает не только прочность клапана, но и защиту от коррозии.
В настоящее время всё чаще используются такие пластики, как нейлон и ПТФЭ, а также натуральный и синтетический каучук для изготовления различных уплотнительных поверхностей и уплотнительных колец, используемых в различных клапанах. Эти неметаллические материалы, используемые в качестве уплотнительных поверхностей, не только обладают хорошей коррозионной стойкостью, но и обладают хорошими уплотнительными свойствами, что особенно подходит для использования в средах с твердыми частицами. Конечно, они менее прочны и термостойки, а область их применения ограничена.
3. Обработка поверхности металла
(1) Клапанное соединение: Улитка клапанного соединения обычно подвергается гальванизации, хромированию и оксидированию (синим) для повышения стойкости к атмосферной и коррозионной коррозии. Помимо вышеупомянутых методов, другие крепежные элементы также подвергаются поверхностной обработке, например, фосфатированию, в зависимости от ситуации.
(2) Уплотнительные поверхности и закрытые детали малого диаметра: для повышения их коррозионной стойкости и износостойкости применяются такие поверхностные процессы, как азотирование и борирование.
(3) Защита штока от коррозии: азотирование, борирование, хромирование, никелирование и другие процессы обработки поверхности широко используются для повышения его коррозионной стойкости, сопротивления коррозии и износостойкости.
Различные виды обработки поверхности должны подходить для различных материалов штока и рабочих сред; в атмосфере, среде водяного пара и при контакте штока с асбестовой набивкой можно использовать твердое хромирование, процесс газового азотирования (нержавеющая сталь не должна использовать процесс ионного азотирования): в атмосферной среде сероводорода с использованием гальванического покрытия из никеля с высоким содержанием фосфора имеет лучшие защитные свойства; 38CrMOAIA также может быть устойчивым к коррозии с помощью ионного и газового азотирования, но твердое хромовое покрытие не подходит для использования; 2Cr13 может противостоять аммиачной коррозии после закалки и отпуска, а углеродистая сталь с использованием газового азотирования также может противостоять аммиачной коррозии, в то время как все слои фосфорно-никелевого покрытия не устойчивы к аммиачной коррозии, а материал 38CrMOAIA с газовым азотированием имеет превосходную коррозионную стойкость и комплексные эксплуатационные характеристики, и он в основном используется для изготовления штоков клапанов.
(4) Корпус клапана малого калибра и маховик: их также часто хромируют для повышения коррозионной стойкости и придания клапану декоративного вида.
4. Термическое напыление
Термическое напыление – это один из видов технологического процесса получения покрытий, ставший одной из новых технологий защиты поверхности материалов. Это метод упрочнения поверхности, при котором используются источники высокой плотности энергии (пламена газового сгорания, электрической дуги, плазменной дуги, электронагрева, взрыва газа и т. д.) для нагрева и расплавления металлических или неметаллических материалов и их распыления на предварительно обработанную поверхность в виде распыления с образованием напыленного покрытия, или одновременного нагревания поверхности с последующим расплавлением покрытия на поверхности подложки с образованием наплавленного слоя, упрочняющего поверхность.
Большинство металлов и их сплавов, металлооксидная керамика, металлокерамические композиты и твёрдые сплавы могут быть нанесены 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 позволяет наносить специальные функциональные покрытия, обладающие теплоизоляционными, электроизоляционными (или электроизоляционными) свойствами, шлифуемой герметизацией, самосмазкой, тепловым излучением, электромагнитным экранированием и другими особыми свойствами. Термическое напыление позволяет ремонтировать детали.
5. Аэрозольная краска
Покрытие – широко используемое средство защиты от коррозии, незаменимый антикоррозионный материал и маркировка клапанной продукции. Покрытие – это также неметаллический материал, обычно изготавливаемый из синтетической смолы, резиновой суспензии, растительного масла, растворителя и т.д., который покрывает металлическую поверхность, изолируя её от среды и атмосферы, обеспечивая антикоррозионную защиту.
Покрытия используются в основном в воде, соленой и морской воде, атмосфере и других средах, не вызывающих сильной коррозии. Внутренняя полость клапана часто покрывается антикоррозионной краской, чтобы предотвратить коррозию клапана под воздействием воды, воздуха и других сред.
6. Добавьте ингибиторы коррозии.
Механизм, посредством которого ингибиторы коррозии контролируют коррозию, заключается в том, что они способствуют 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, широкий диапазон растворимости в состоянии кремации, коррозия более серьезна, но добавление небольшого количества сульфата меди или азотной кислоты и других окислителей может привести к тому, что нержавеющая сталь перейдет в тупое состояние, поверхность защитной пленки, предотвращающей эрозию среды. В соляной кислоте, если добавить небольшое количество окислителя, коррозия титана может быть уменьшена.
В качестве среды для испытания под давлением часто используется испытание клапана под давлением, которое легко может вызвать коррозиюклапанДобавление небольшого количества нитрита натрия в воду может предотвратить коррозию клапана. Асбестовая набивка содержит хлорид, который сильно разъедает шток клапана. Содержание хлорида можно снизить, если использовать метод промывки паром. Однако этот метод очень сложен в реализации и не может быть широко распространён, а подходит только для особых случаев.
Чтобы защитить шток клапана и предотвратить коррозию асбестовой набивки, в асбестовой набивке на шток клапана наносят ингибитор коррозии и жертвенный металл; ингибитор коррозии состоит из нитрита натрия и хромата натрия, которые могут образовывать пассивирующую пленку на поверхности штока клапана и повышать коррозионную стойкость штока клапана, а растворитель может заставить ингибитор коррозии медленно растворяться и играть смазывающую роль; на самом деле, цинк также является ингибитором коррозии, который может сначала взаимодействовать с хлоридом в асбесте, так что возможность контакта хлорида и металла штока значительно уменьшается, и таким образом достигается цель защиты от коррозии.
7. Электрохимическая защита
Существует два типа электрохимической защиты: анодная и катодная. Если цинк используется для защиты железа, цинк подвергается коррозии, поэтому цинк называют жертвенным металлом. В производственной практике анодная защита используется реже, а катодная — чаще. Этот метод катодной защиты применяется для крупных и ответственных клапанов, являясь экономичным, простым и эффективным. Для защиты штока клапана цинк добавляется в асбестовую набивку.
8. Контролируйте коррозионную среду
Так называемая окружающая среда имеет два смысла: широкий и узкий. В широком смысле окружающая среда относится к окружающей среде вокруг места установки клапана и его внутренней циркулирующей среде, а в узком смысле окружающая среда относится к условиям вокруг места установки клапана.
Большинство сред не поддаются контролю, и производственные процессы не могут быть произвольно изменены. Только в том случае, если это не нанесет ущерба продукту и процессу, можно применять методы контроля среды, такие как дезоксигенация котловой воды, добавление щелочи в процесс нефтепереработки для регулирования значения pH и т. д. С этой точки зрения, добавление ингибиторов коррозии и электрохимической защиты, упомянутых выше, также является способом контроля коррозионной среды.
Атмосфера, особенно в производственной среде, насыщена пылью, водяным паром и дымом, такими как дымовой рассол, токсичные газы и мелкий порошок, выделяемый оборудованием, что может вызвать коррозию клапана различной степени тяжести. Оператор должен регулярно очищать и продувать клапан, а также регулярно заправлять его топливом в соответствии с положениями эксплуатационных процедур. Это эффективная мера борьбы с коррозией, вызванной воздействием окружающей среды. Установка защитного кожуха на шток клапана, установка заземляющего колодца на заземляющем клапане и нанесение краски на поверхность клапана – все это способы предотвращения воздействия коррозионных веществ.клапан.
Повышение температуры окружающей среды и загрязнение воздуха, особенно для оборудования и клапанов, находящихся в закрытом помещении, ускоряют их коррозию, поэтому для замедления коррозии под воздействием окружающей среды следует максимально использовать открытые цеха или меры вентиляции и охлаждения.
9. Улучшить технологию обработки и конструкцию клапана.
Антикоррозийная защитаклапанЭта проблема учитывается с самого начала проектирования, и клапан с разумной конструкцией и правильным технологическим процессом, несомненно, окажет положительное влияние на замедление коррозии. Поэтому отделы проектирования и производства должны усовершенствовать детали, конструкция которых нецелесообразна, используются неверные технологические процессы и которые легко подвержены коррозии, чтобы адаптировать их к требованиям различных условий эксплуатации.
Время публикации: 22 января 2025 г.
