阀门的防腐
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浅谈阀门腐蚀及阀门防腐方法阀门是工业生产过程中必不可少的一个机械装置,它可以掌控管道中的流体,将其开关或调整。
但是,在工业生产过程中,阀门会受到各种外界因素的影响,导致其腐蚀,降低阀门的使用寿命,甚至引发安全事故。
因此,阀门的腐蚀问题亟待解决。
本文将从阀门腐蚀的原因、类型和阀门防腐方法三个方面进行浅析。
一、阀门腐蚀的原因1.化学腐蚀工业生产中的化学介质会对阀门的金属部件造成不同的化学反应,引起化学腐蚀。
常见的介质有酸、碱、盐等。
2.电化学腐蚀当阀门的金属材料与电解质介质接触时,由于阀门金属材料的电位不同,会产生电位差,导致电化学反应,形成电化学腐蚀。
3.高温腐蚀阀门在高温工况下工作时,其材料会受到高温氧化的影响,使其失去耐腐蚀本领。
4.沉积物腐蚀管道中的介质往往伴随着各种污染物和杂质,简单在阀门内部沉积,形成杂物,这些杂物会引起流体在阀门内局部流动而产生磨损或腐蚀。
5.机械磨损阀门在使用过程中,由于机械因素的作用,其金属表面简单受到磨损,也会引起腐蚀。
二、阀门腐蚀的类型1.点蚀点蚀是在金属表面隆起处集中产生的局部腐蚀现象,通常呈圆形或椭圆形。
2.晶间腐蚀晶间腐蚀是由于金属的成分和热处理方式不当而引起的腐蚀现象。
3.孔蚀孔蚀是由于金属表面显现小孔,被液体侵蚀形成的腐蚀现象。
4.腐蚀疲乏腐蚀疲乏是材料在介质中交替作用下,由于介质的腐蚀作用而引起的疲乏破坏现象。
5.腐蚀磨损腐蚀磨损是由于在腐蚀介质中的金属表面产生了细小凸起,通过液体作用和外力作用相互碰撞而引起的磨损现象。
三、阀门防腐方法1.选用合适的材料在阀门设计时,应依据介质特性和工作条件选用完可能的耐腐蚀材料,例如镍基合金、钛合金、不锈钢等。
以期削减腐蚀的发生。
2.表面处理表面处理是使用各种表面涂层和覆盖层来保护金属表面以防止腐蚀。
例如,采纳硬质氧化皮、金属涂层等处理手段。
3.环境掌控阀门及其附件应在恰当的温度和相对湿度紧凑储存,防止水蒸汽沉积和金属表面处于腐蚀状态。
九大阀门防腐措施阀门作为流体管道系统中的重要设备之一,在实际使用中,会遇到腐蚀的问题。
腐蚀不仅会对阀门本身造成损害,还可能对管道系统带来安全隐患。
因此,在阀门的设计、安装和维护过程中,需要采取一系列的防腐措施来保护阀门的正常运行和延长使用寿命。
一、选用合适的阀门材质阀门材质的选择对防腐有着至关重要的影响。
在选择阀门时,应根据流体介质的性质、工作环境的要求以及腐蚀特性来选用适当的材质。
常见的阀门材质有不锈钢、铜合金、塑料及橡胶等。
选择耐蚀性好的材料可以有效地减少阀门腐蚀的风险。
二、阀门表面涂层阀门底部和内腔的涂层是常用的防腐措施之一、涂层可以起到防止腐蚀介质直接接触到阀门内部金属部件的作用,从而保护阀门免受腐蚀的侵害。
常见的涂层材料包括涂料、塑料、橡胶等,可以根据具体情况选择合适的涂层材料。
三、定期清洗和维护定期清洗和维护阀门是必要的防腐措施之一、阀门长期使用后,容易积累腐蚀介质和杂质,导致阀门内部腐蚀加剧。
定期对阀门进行清洗和维护可以有效地去除腐蚀介质和杂质,减少腐蚀的风险。
四、采用防腐涂层在特殊环境下,如化工厂等腐蚀介质较为严重的环境中,可以采用专门的防腐涂层来保护阀门。
防腐涂层通常采用高聚物材料、陶瓷材料等,具有良好的耐腐蚀性能,可以有效地抵御腐蚀介质的侵蚀。
五、正确的安装和维护阀门正确的安装和维护阀门也是防腐的重要手段。
在安装阀门时,应遵循相关的操作规范和要求,确保阀门的密封性能和使用寿命。
同时,定期对阀门进行检查、保养和维修,及时发现问题并采取措施加以修复,养护阀门,延长使用寿命。
六、阀门防腐处理对于经常遇到腐蚀的阀门,可以采取一些特殊处理来提高其耐腐蚀性能。
例如,通过电镀、镀锌、镀铬等表面处理措施来增加阀门的抗腐蚀能力。
此外,也可以通过阳极保护、电泳涂层等技术来改善阀门的耐腐蚀性能。
七、电位保护电位保护是一种常用的防腐措施,通过在阀门上设置电位保护装置,利用电化学原理来保护阀门的耐腐蚀性能。
阀门防腐标准哈c摘要:1.阀门防腐的重要性2.阀门防腐的标准3.常见防腐阀门类型及特点4.阀门防腐技术的发展趋势正文:一、阀门防腐的重要性阀门是流体输送系统中的关键设备,用于控制流体的流量、流向和压力。
在工业生产中,阀门的使用环境往往复杂多变,比如高温、高压、强酸、强碱等,这些极端条件对阀门的材质和性能提出了很高的要求。
阀门防腐是确保阀门在复杂环境下正常工作的关键,对于提高阀门的使用寿命、保障生产安全具有重要意义。
二、阀门防腐的标准我国对阀门防腐的标准制定了一系列的规定,主要包括:1.GBT4213-2008《气动调节阀》:该标准规定了气动调节阀的材质、结构、尺寸、性能等方面的技术要求,对阀门的防腐性能提出了明确的要求。
2.GBT8464-2008《钢制和铜制螺纹连接阀门》:该标准规定了钢制和铜制螺纹连接阀门的材质、尺寸、性能等方面的技术要求,对阀门的防腐性能提出了明确的要求。
3.JB/T7352-2017《工业阀门通用试验方法》:该标准规定了工业阀门的试验方法,包括阀门的耐腐蚀试验、密封试验等,为阀门防腐性能的检测提供了方法指导。
三、常见防腐阀门类型及特点1.衬氟阀门:衬氟阀门是一种采用氟塑料(如聚四氟乙烯)作为阀门密封材料的阀门,具有优异的耐腐蚀性能。
适用于强酸、强碱等高度腐蚀性介质的输送和控制。
2.不锈钢阀门:不锈钢阀门采用不锈钢材质制作,具有较好的耐腐蚀性能。
适用于一般腐蚀性介质的输送和控制。
3.铜合金阀门:铜合金阀门采用铜合金材质制作,具有良好的耐腐蚀性能。
适用于低腐蚀性介质的输送和控制。
4.陶瓷阀门:陶瓷阀门采用陶瓷材质制作,具有优异的耐腐蚀性能。
适用于高温、高压、强酸、强碱等极端腐蚀性介质的输送和控制。
四、阀门防腐技术的发展趋势随着工业生产环境的日益复杂,阀门防腐技术也在不断发展和创新。
未来阀门防腐技术的发展趋势主要体现在以下几个方面:1.新材料的应用:研发具有更高耐腐蚀性能的新材料,如新型氟塑料、陶瓷材料等,以满足更苛刻的腐蚀环境需求。
防腐蚀电磁阀工作原理电磁阀是一种常见的控制元件,广泛应用于自动化系统中。
防腐蚀电磁阀作为一种特殊类型的电磁阀,具有耐腐蚀性能,可在腐蚀性介质中进行工作。
本文将介绍防腐蚀电磁阀的工作原理。
防腐蚀电磁阀由电磁操纵系统和阀体组成。
电磁操纵系统由电磁线圈、铁芯、阀芯和弹簧等组件构成。
阀体由阀座、阀门和密封圈等部件组成。
当电磁阀通电时,电磁线圈中的电流会产生磁场,这个磁场会使得铁芯产生磁化。
铁芯的磁化会吸引阀芯,将阀芯与阀座之间的间隙封闭。
同时,阀芯上的密封圈也会与阀座紧密接触,防止介质泄漏。
在阀门关闭状态下,介质无法通过阀门流动。
当电磁阀断电时,电磁线圈中的磁场消失,铁芯失去磁化,弹簧的作用力将阀芯推开,打开阀门。
此时,介质可以通过阀门流动。
防腐蚀电磁阀在工作过程中,需要考虑介质的腐蚀性。
因此,在选择材料时,通常会选择耐腐蚀的材料,如不锈钢、聚四氟乙烯等。
这些材料具有较好的耐腐蚀性能,可以保证电磁阀在腐蚀性介质中长时间稳定运行。
除了材料的选择,防腐蚀电磁阀还需要注意密封性能。
在介质流动过程中,如果阀门的密封性能不好,会导致介质泄漏,影响系统的正常运行。
因此,阀芯和阀座之间的密封圈需要具有较好的密封性能,以确保阀门的密封性。
防腐蚀电磁阀还需要考虑电磁操纵系统的稳定性。
电磁线圈的设计需要合理,以确保电磁操纵系统能够稳定工作。
同时,需要合理调整阀芯和弹簧的设计参数,以保证阀门的开启和关闭能够在合适的时间内完成。
总结一下,防腐蚀电磁阀的工作原理主要是通过电磁操纵系统控制阀芯的开启和关闭,以实现介质的通断控制。
在工作过程中,需要选择耐腐蚀的材料,保证阀门的密封性能,并确保电磁操纵系统的稳定工作。
防腐蚀电磁阀在化工、石油、冶金等领域有着广泛的应用,为工业自动化系统的安全运行提供了重要保障。
阀门防腐防锈措施方案有哪些1. 选用合适的材料阀门的防腐防锈措施首先应从材料的选择上入手。
在使用环境中存在腐蚀介质的情况下,应选择具有良好耐腐蚀性能的材料,如不锈钢、耐腐蚀合金、塑料等。
同时,要考虑到介质的温度和压力,以确保材料的强度和稳定性。
2. 表面处理阀门的表面处理也是防腐防锈措施的重要一环。
通过表面处理,可以增加阀门的抗腐蚀性能和耐用性。
常见的表面处理方法包括:- 阳极氧化:适用于铝合金阀门,可以提高其抗腐蚀性能和硬度。
- 镀锌:适用于碳钢阀门,在钢件表面形成一层锌层,有效防止锈蚀。
- 涂层处理:通过涂覆防腐涂料或橡胶等材料,在阀门表面形成一层保护层,抗腐蚀性能更好。
3. 定期维护定期的维护和保养也是防腐防锈的重要环节。
定期检查阀门的工作状态和表面情况,发现异常情况及时处理。
如发现阀门表面有锈斑或腐蚀部位,应及时清理并涂刷防腐涂料以延长使用寿命。
此外,还要保持阀门的干燥、清洁,防止灰尘和湿气的积聚,减少腐蚀的发生。
4. 加强润滑阀门的运动部分在使用过程中容易受到磨损和腐蚀,为了减少磨损和延长使用寿命,需要加强润滑。
在润滑方面,可以采用常规的润滑剂如油脂或润滑油进行润滑,也可以根据具体情况选择具有耐腐蚀性能的特殊润滑剂。
润滑剂的选择应根据阀门的工作环境和材料特性综合考虑。
5. 防腐防锈涂料防腐防锈涂料是防腐防锈措施中常见的一种方式。
防腐防锈涂料可以在阀门表面形成一层保护膜,隔绝空气或介质的接触,达到抗腐蚀和防锈的效果。
在选择涂料时应根据阀门的材质和工作条件选择合适的涂料类型,并采取适当的涂覆方法,如刷涂、喷涂等。
6. 阀门保温阀门在工作中,特别是在低温环境下,容易发生结露和冻结,从而加速阀门的腐蚀和锈蚀。
因此,在寒冷的地区或低温环境下使用的阀门应加强保温措施,保持阀门温度的稳定,在防止腐蚀和锈蚀的同时保证阀门的正常工作。
综上所述,阀门的防腐防锈措施涉及多个方面,从材料的选择到表面处理、定期维护和加强润滑等方面都需要注意。
阀门腐蚀的分类及防腐措施腐蚀是材料在各种环境的作用下发生的破坏和变质。
金属的腐蚀主要是化学腐蚀和点化学腐蚀引起的,非金属材料的腐蚀一般是直接的化学和物理作用引起的破坏。
一、阀门腐蚀的形态金属阀门腐蚀有两种形态,即均匀腐蚀和局部腐蚀。
均匀腐蚀的速度可用年平均腐蚀率来评价。
金属材料,石墨、玻璃、陶瓷和混凝土,按腐蚀率大小分4个等级:腐蚀速度小于0.05mm/a的为优良;腐蚀速度在0.05—0.5mm/a的为良好;腐蚀速度在0.5—1.5mm/a的尚可使用;腐蚀速度大于1.5mm/a的为不适用,阀门的密封面、阀杆、膜片、小弹簧等阀件一般用一级材料,阀体、阀盖等适用二级或三级材料,用于高压、剧毒、易燃、易爆、放射性介质的阀门,则选用腐蚀性很小的材料。
1、均匀腐蚀均匀腐蚀是在金属的全部表面上进行。
如不锈钢、铝、钛等在氧化环境中产生的一层保护膜,膜下金属状态腐蚀均匀。
还有一种现象,金属表面腐蚀剥落,这种腐蚀最危险的。
2、局部腐蚀局部腐蚀发生在金属的局部位置上,它的形态有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、脱层腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、空泡腐蚀、摩振腐蚀、氢蚀等。
点蚀通常发生在钝化膜或保护膜的金属上,是由于金属表面存在缺陷,溶液中能破坏钝化膜的活性离子,使钝化膜局部破坏,伸入金属内部,成为蚀孔,它是金属破坏性和隐患最大的腐蚀形态之一。
缝隙腐蚀发生在焊、铆、垫片或沉淀物下面等环境,它是孔蚀的一种特殊形态。
防止方法是消除缝隙。
晶间腐蚀是从表面沿晶界深入金属内部,使晶界呈网状腐蚀。
产生晶间腐蚀除晶界沉淀积杂质外,主要是热处理和冷加工不当所致。
奥氏体不锈钢的焊接缝两侧容易产生贫铬区而遭到腐蚀。
奥氏体不锈钢晶间腐蚀是常见的和最危险的腐蚀形态。
防止奥氏体不锈钢阀件产生晶间腐蚀方法有:进行“固溶淬火”处理,即加热至1100℃左右水淬,选用含有钛和铌,而含碳量在0.03%以下的奥氏体不锈钢,减少碳化铬的产生。
脱层腐蚀发生在层状结构中,腐蚀先垂直向内发展,后腐蚀表面平行的物质,在腐蚀物的胀力下,使表面呈层状剥落。
附录(一)一、工程量计算公式:(一)除锈、刷油工程量。
1.设备筒体表面积:S=π*D*L式中π—圆周率;D—设备直径;L—设备筒体高。
(二)防腐蚀工程量。
1.设备筒体、管道表面积:S=π*D*L式中π—圆周率;D—设备或管道直径;L—设备筒体高或管道延长米。
2.阀门表面积:S=π*D*2.5D*K*N式中D—直径;K—1.05;N—阀门个数。
3.弯头表面积:S=π*D*1.5D*K*2π*N/B式中D—直径;K—1.05;N—弯头个数;B取定值为:900弯头B=4;450弯头B=8。
4.法兰表面积:S=π*D*1.5D*K*N式中D—直径;K—1.05;N—法兰个数。
(三)绝热工程量。
1.设备筒体及管道绝热、防潮和保护层工程量:V=π(D+1.033δ)*1.033δ*LS=π(D+2.1δ+0.0082)*L式中V—体积;S—表面积;D—直径;1.033、2.1—调整系数;δ—绝热层厚度;0.0082—捆扎线直径或钢带厚;L—设备筒体或管道长度。
2.设备封头绝热、防潮和保护层工程量:V=[(D+1.033δ)/2]2*π*1.033δ*1.5*NS=[(D+2.1δ)/2]2*π*1.5*N3.拱顶罐封头绝热、防潮和保护层工程量:V=2πr*(h+1.033δ)*1.033δS=2πr*(h+2.1δ)4.伴热管道绝热工程量:(1)单管伴热、双管伴热(管径相同,夹角小于90°时)。
D'=D1+D2+(10-20mm)式中D'—伴热管综合值;D1—主管道直径;D2—伴热管道直径;(10-20mm)—主管道与伴热管道之间的间隙。
(2)双管伴热(管径相同,夹角大于90°时)。
D'=D1+1.5D2+(10-20mm)(3)双管伴热(管径不同,夹角小于90°时)。
D'=D1+D伴大+(10-20mm)5.阀门绝热、防潮和保护层工程量:V=π(D+1.033δ)*2.5D*1.033δ*1.05*NS=π(D+2.1δ)*2.5D*1.05*N6.法兰绝热、防潮和保护层工程量:V=π(D+1.033δ)*1.5D*1.033δ*1.05*NS=π(D+2.1δ)*1.5D*1.05*N7.弯头绝热、防潮和保护层工程量:V=π*(D+1.033δ)*1.5D*2π*1.033δ*N/BS=π*(D+2.1δ)*1.5D*2π*N/BB取定值为:90°弯头B=4;45°弯头B=8。
阀门防腐衬里注塑成型工艺研究及应用吴百中【摘要】氟塑料衬里阀门是国内广泛应用的耐腐阀门,但其衬里采用的是模压烧结成型工艺,存在较多缺陷.阀门防腐衬里采用注塑成型工艺可解决这一问题.该工艺可大大缩短成型加工周期,降低能耗,减轻劳动强度,提高成品率和防腐性能.【期刊名称】《温州职业技术学院学报》【年(卷),期】2011(011)002【总页数】4页(P56-59)【关键词】阀门防腐;衬里;注塑成型【作者】吴百中【作者单位】温州职业技术学院,机械工程系,浙江温州,325035【正文语种】中文【中图分类】TQ320.67+2石油化工工业中广泛应用的阀门防腐,通常是在钢制阀体内表面和阀瓣等零件外表面蔽覆一层防腐衬里——氟塑料,使金属材料与强腐蚀性介质隔绝[1]。
这样可避免氟塑料强度低、难以承受介质高压力作用的缺陷,又可解决钢制阀门零件不耐腐蚀的问题。
衬里阀门符合国家节能降耗的产业导向,因而得到迅速的发展。
目前,国内氟塑料衬里阀门的衬里基本采用模压烧结成型工艺,但该工艺存在以下缺陷:工艺流程及模具结构复杂,由于采用活塞式的模压方式,动静模配合间隙大,模腔高压难以形成,且容易产生跑料;阀门零件预热和模压后烧结时间长,温度难以控制,能源消耗大,成品率低,成型后衬里内表面不够光滑;成型过程机械化、自动化程度低,人工劳动强度大。
因此,生产能力受到局限,不能适应市场的需求。
而国外在20世纪60年代后期阀门防腐衬里就开始探索采用注塑成型工艺代替模压烧结成型工艺,进口阀门防腐衬里成型基本采用注塑工艺。
本文着重探讨阀门防腐衬里注塑成型工艺,以期推动国内相关技术的发展。
目前,广泛用于阀门防腐衬里的氟塑料有PTFE、PCTFE、PFA、FEP、PVDF等,虽然各种衬里氟塑料都有较强的耐酸、耐碱特性,但其粘流温度和熔体粘度差异较大,成型加工温度范围不同。
采用注塑成型的衬里材料必须具有较大的成型加工温度范围及合适的粘流温度和熔体粘度。
阀门防腐方案阀门是工业生产过程中常见的设备之一,它在流体管道系统中起到控制、调节流体流量的作用。
然而,由于阀门常常处于恶劣的工作环境中,容易受到腐蚀的影响,导致使用寿命缩短甚至失效。
因此,针对阀门的防腐工作显得尤为重要。
本文将介绍几种常见的阀门防腐方案。
一、涂层防腐涂层防腐是最常见的阀门防腐方式之一。
在涂层防腐中,阀门表面会涂上一层防腐涂料,以隔绝阀门与外界环境的接触,从而避免腐蚀的发生。
常用的涂层材料有环氧树脂、氟碳漆等。
涂层防腐的优点是施工简单、成本低廉,但其耐腐蚀性和耐磨性相对较差,容易受到外界物理力量的破坏。
二、橡胶衬里防腐橡胶衬里防腐是一种常用的阀门防腐方式,特别适用于对流体流动要求较高的场合。
橡胶衬里防腐的原理是在阀门内部安装一层橡胶衬里,起到隔绝阀门与介质的作用,防止腐蚀的发生。
橡胶衬里防腐的优点是具有良好的耐腐蚀性和耐磨性,但其施工难度较大,需要专业的技术人员进行操作。
三、合金阀门合金阀门是一种防腐性能较好的阀门类型。
在合金阀门中,阀体和阀盖通常采用耐腐蚀性能较好的合金材料制造,如不锈钢、镍基合金等。
合金阀门的优点是具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能,适用于高温、高压的工作环境。
然而,合金阀门的制造成本较高,不适用于一些经济条件有限的场合。
四、电泳防腐电泳防腐是一种较新的阀门防腐方式。
在电泳防腐中,阀门表面会进行电泳处理,通过电泳涂层的形成,达到防腐的目的。
电泳防腐的优点是涂层均匀、附着力强,具有良好的耐腐蚀性和耐磨性。
然而,电泳防腐设备投资较大,需要专业的技术人员进行操作和维护,因此适用范围相对较窄。
阀门防腐是保证阀门正常运行和延长使用寿命的重要措施。
涂层防腐、橡胶衬里防腐、合金阀门和电泳防腐是常见的阀门防腐方式,每种方式都有其适用的场合和优缺点。
在实际应用中,应根据不同的工作环境和介质特性选择合适的防腐方式,并加强对阀门的定期检查和维护,以确保阀门的正常运行和长久使用。
工程量计算公式一、除锈刷油工程1、设备筒体、管道表面积计算公式:S=π×D×L <1>式中:π-圆周率D-设备或筒体直径L-设备筒体高或管道延长米2、计算设备筒体、管道表面积时已包括各种管件、阀门、人空、管口凹凸部分,不再另行计算。
二、防腐蚀工程1、设备筒体、管道表面积计算公式同<1>2、阀门弯头法兰表面积计算式:阀门表面积S=π×D×2.5D×K×N <2> D-直径K-1.05N-阀门个数弯头表面积S=π×D×1.5D×K×2π×N/B <3>D-直径K-1.05N-弯头个数B值取定为:90度弯头时为=4 当为45度弯头时为=8法兰表面积S=π×D×1.5D×K×N <4>3、设备和管道法兰翻边防腐蚀工程量计算式S=π×(D+A)×A <5>A为法兰翻边宽三、绝热工程量计算式1、设备筒体或管道绝热、防潮、和保护层计算式:V=π×(D+1.033δ)×1.033δ×L <6>S=π×(D+2.1δ+0.0082)×L <7>式中:D-直径1.033与2.1--调整系数δ-为绝热层厚度L-为设备筒体长度或管道长度0.0082-为捆扎线直径或钢带厚2、伴热管道绝热工程量计算式:单管伴热D’=D1+D2+(10~20mm) <8>式中:D’-为伴热管道综合值D1-为主管道直径D2-为伴热管道直径(10~20mm)-主管道与伴热管道之间的间隙双管伴热(管径相同,夹角大于90度时)D’=D1+1.5D2+(10~20mm) <9>双管伴热(管径不同,夹角小于90度时)D’=D1+D伴大+(10~20mm) <10>式中:D’为伴热管道综合值D1为主管道直径将上述D’计算结果代入公式<6><7>计算出伴热管道的绝热层、防潮层和保护层工程量。
阀门的防腐——钢材的表面处理阀门的防腐——钢材的表面处理防腐的重要性阀门管道常见的腐蚀是碳钢和低碳合金钢的腐蚀。
不论阀门管道是铺设在地上、地下或水下(包括海底),都要受到外界空气、土壤、水(特别是海水)对阀门管道外壁的腐蚀,以及输送介质对阀门管道内壁的腐蚀。
外界空气特别是当空气中含有二氧化硫、硫化氢等有害气体时,将产生化学腐蚀。
地下土壤也能产生化学腐蚀,地下杂散电流还能产生电化学腐蚀。
海水是含有多钟盐类的电解质溶液,另外还含有溶解氧、海洋生物,其电阻率很小,故腐蚀速度比在土壤中快得多。
在某些缺氧得土壤中,还会产生由厌氧细菌引起得细菌腐蚀。
另外还有由金属表面产生物理溶解引起的物理腐蚀。
在国民经济和国防各部门中,每年都有大量金属构件和设备因腐蚀而损耗。
据2000年不完全统计,我国当年因腐蚀造成的损失达5000多亿人民币,约占当年国民生产总值(GDP)的6%。
随着科学技术的进步,各种防腐蚀措施的采用,近年因腐蚀造成的经济损失有新的下降。
阀门管道的腐蚀,不仅会造成油、气的跑漏损失,还可能引起火灾,特别是天燃气还可能引起爆炸;不仅会带来巨大的经济损失,而且会威胁人身安全、污染环境。
因此阀门管道工程的防腐是极为重要的。
钢材的表面处理(1)钢材表面状态的影响防腐质量的好坏取决于防腐涂料与钢材的附着力,而附着力取决于除锈质量。
钢材表面处理的目的是:①提高钢材的防腐能力;②增加钢材与涂膜之间的附着力;③有利于顺利进行涂装作业,保证涂膜质量,以最大限度地发挥涂料防腐性能;④延长涂膜的耐久性。
涂装前不同表面处理方法对涂装质量有较大影响。
如采用相同底面配套漆膜,在相同条件下经两年曝晒后,其漆膜锈蚀的情况如表2- 所示。
(2)钢材表面除锈质量等级标准我国原石油部制定的《涂装前钢材表面预处理规范》(SY/T 0407)是参照美国钢结构的质量等级制定的,其质量等级标准如表2- 所示。
钢管表面处理方法有手工除锈、机械除锈、喷(抛)除锈、火焰除锈、化学除锈多钟方法,可根据不同的施工要求和条件选择使用。
腐蚀是材料在各种环境的作用下发生的破坏和变质。
金属的腐蚀主要是化学腐蚀和点化学腐蚀引起的,非金属材料的腐蚀一般是直接的化学和物理作用引起的破坏。
腐蚀是引起阀门损坏的重要因素之一,因此,在阀门使用中,防腐保护是首先考虑的问题。
一、阀门腐蚀的形态金属阀门腐蚀有两种形态,即均匀腐蚀和局部腐蚀。
均匀腐蚀的速度可用年平均腐蚀率来评价。
金属材料,石墨、玻璃、陶瓷和混凝土,按腐蚀率大小分4个等级:腐蚀速度小于0.05mm/a的为优良;腐蚀速度在0.05~0.5mm/a的为良好;腐蚀速度在0.5~1.5mm/a的尚可使用;腐蚀速度大于1.5mm/a的为不适用,阀门的密封面、阀杆、膜片、小弹簧等阀件一般用一级材料,阀体、阀盖等适用二级或三级材料,用于高压、剧毒、易燃、易爆、放射性介质的阀门,则选用腐蚀性很小的材料。
1、均匀腐蚀均匀腐蚀是在金属的全部表面上进行。
如不锈钢、铝、钛等在氧化环境中产生的一层保护膜,膜下金属状态腐蚀均匀。
还有一种现象,金属表面腐蚀剥落,这种腐蚀最危险的。
2、局部腐蚀局部腐蚀发生在金属的局部位置上,它的形态有孔蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、脱层腐蚀、应力腐蚀、疲劳腐蚀、选择性腐蚀、磨损腐蚀、空泡腐蚀、摩振腐蚀、氢蚀等。
点蚀通常发生在钝化膜或保护膜的金属上,是由于金属表面存在缺陷,溶液中能破坏钝化膜的活性离子,使钝化膜局部破坏,伸入金属内部,成为蚀孔,它是金属破坏性和隐患最大的腐蚀形态之一。
缝隙腐蚀发生在焊、铆、垫片或沉淀物下面等环境,它是孔蚀的一种特殊形态。
防止方法是消除缝隙。
晶间腐蚀是从表面沿晶界深入金属内部,使晶界呈网状腐蚀。
产生晶间腐蚀除晶界沉淀积杂质外,主要是热处理和冷加工不当所致。
奥氏体不锈钢的焊接缝两侧容易产生贫铬区而遭到腐蚀。
奥氏体不锈钢晶间腐蚀是常见的和最危险的腐蚀形态。
防止奥氏体不锈钢阀件产生晶间腐蚀方法有:进行“固溶淬火”处理,即加热至1100℃左右水淬,选用含有钛和铌,而含碳量在0.03%以下的奥氏体不锈钢,减少碳化铬的产生。
脱层腐蚀发生在层状结构中,腐蚀先垂直向内发展,后腐蚀表面平行的物质,在腐蚀物的胀力下,使表面呈层状剥落。
应力腐蚀发生在腐蚀和拉应力同时作用下产生的破裂。
防止应力腐蚀的方法;通过热处理消除或减少焊接,冷加工中产生的应力,改进不可理的阀门结构,避免应力集中,采用电化学保护、喷刷防蚀涂料。
添加缓蚀剂、施加压应力等措施。
腐蚀疲劳发生在交变应力腐蚀的共同作用的部位,使金属破裂。
可进行热处理消除或减少应力,表面喷丸处理以及电镀锌、铬、镍等,但要注意镀层不可有拉应力和氢扩散现象。
选择性腐蚀发生在不同成分和杂质的材料中,在一定环境中,有一部分元素被腐蚀浸出,剩下未腐蚀的元素呈海绵状。
常见有黄铜脱锌、铜合金脱铝、铸铁石墨化等。
磨损腐蚀是流体对金属磨损和腐蚀交替作用所产生的一种腐蚀形态,是阀门常见的一种腐蚀,这种腐蚀以发生在密封面为多。
防止方法:选用耐腐蚀、耐磨损的材料,改进结构设计,采用阴极保护等。
空泡腐蚀又称空蚀和气蚀,是磨损腐蚀的一种特殊形态。
它是流体中产生的气泡,在破灭时产生的冲击波,压力可高达400个大气压,使金属保护膜破坏,甚至撕裂金属粒子。
然后再腐蚀成膜,这种过程不断反复,使金属腐蚀。
防止空泡腐蚀的方法,可选用耐空泡腐蚀材料,光洁度高的加工面,弹性保护层和阴极保护等。
摩振腐蚀是相互接触的两部件同时承受载荷,接触面由于振动和滑动引起的破坏。
摩振腐蚀发生在螺栓连接处,阀杆与关闭件连接处、滚珠轴承与轴之间等部位上。
可以采用涂润滑油脂,减少摩擦,表面磷化,选用硬质合金,以及用喷瓦处理或冷加工提高表面硬度方法防护。
腐蚀是化学反映中产生的氢原子扩散到金属内部引起的破坏,其形态有氢鼓泡、氢脆和氢蚀。
强钢和含有非金属的钢易容易发生氢鼓泡。
石油中含有硫化物、氢化物时容易产生氢鼓泡。
采用无空穴的镇静钢代替有空穴的沸腾钢,取用橡胶和塑料保护,加缓蚀剂等可防止鼓泡。
强钢中晶格高度变性,氢原子进入后,4晶格应变更大,引起金融脆化。
应选用含镍和铅的合金钢,避免选用氢脆性大的高强钢,焊接、电镀、酸洗中避免或减少氢脆现象。
高温、高压下氢进入金属内,与一种组合会元素产生化学反应而破坏,称为氢蚀。
奥氏体不锈钢完全耐高温氢蚀。
3、非金属腐蚀非金属腐蚀与金属腐蚀大小一样,绝大多数非金属材料是非电导体,一般不会产生电化学腐蚀,而是纯粹的化学或物理作用的腐蚀,这是与金属腐蚀的主要区别。
非金属腐蚀不一定失重而往往是增重,对金属腐蚀来说失重是主要的,非金属腐蚀,许多是物理作用引起的,而金属腐蚀物理作用极少见;非金属内部腐蚀为常见现象,而金属腐蚀则以表面腐蚀为主。
金属材料与介质接触后,溶液或气体会逐渐扩散到材料的内部,使非金属发生一系列腐蚀变化,根据非金属材料的种类和品种的不同,其腐蚀的形态各有不同。
腐蚀的形态有溶解、溶胀、气泡、软化、会有分解、变色、变质、老化、硬化、断裂等现象出现。
但是,从全面观点来看,非金属腐蚀性能大大地优于金属材料,而非金属材料的强度,耐温性能却低于金属材料。
二、金属阀门的防腐电化学腐蚀以各种形态腐蚀金属,它不仅作用于两种金属之间,而且由于溶液的溶度差、氧气的溶度差、金属内部组织微小的差别,也会产生电位差,使腐蚀加剧。
有的金属本身是不耐蚀的,但它腐蚀后能产生非常好的保护膜,即钝化膜,可以阻止介质的腐蚀。
由此可见,要达到金属阀门防腐的目的,一是要消除电化学腐蚀;二是当电化学腐蚀消除不了;要能使金属表面产生钝化膜;三是选用没有电化学腐蚀的非金属材料代替金属材料。
下面介绍几种防腐方法。
1、根据介质选用耐蚀材料在“阀门的选用”一节中,我们介绍了阀门常用材料所适用的介质,只不过是一般的介绍,在生产实际中,介质的腐蚀是非常的复杂的,即使在用一介质中使用的阀门材料一样,介质的浓度、温度、压力不同,介质对材料腐蚀也不一样。
介质温度每升高10℃,腐蚀速度约增加1~3倍。
介质浓度对阀门材料腐蚀影响很大,如铅处在浓度小的硫酸中,腐蚀很小,当浓度超过96%时,腐蚀急剧上升。
而碳钢相反,在硫酸浓度为50%左右时腐蚀最严重,当浓度增加到6%以上时,腐蚀反而急剧下降。
有如铝在浓度80%以上的浓硝酸中腐蚀性很强,但在中、低浓度的硝酸中腐蚀反而严重。
不锈钢虽说对稀硝酸耐蚀性很强,但在95%以上的浓硝酸中腐蚀反而加重。
从以上几例可以看出,正确选用阀门材料应根据具体情况,分析各种影响腐蚀因素,按有关防腐手册选用材料。
2、采用非金属材料非金属耐腐蚀性优良,只要阀门使用温度和压力符合非金属材料的要求,不但能解决腐蚀问题,而且可节省贵重金属。
阀门的阀体、阀盖、衬里、密封面等常用非金属材料制作,至于垫片,填料主要死非金属材料制作的。
用聚四氟乙稀、氯化聚醚等塑料、以及用天然橡胶、氯丁橡胶、丁晴橡胶等橡胶做阀门衬里,而阀体、阀盖主体是一般铸铁、碳钢制成。
即保证了阀门强度,又保证了阀门不受腐蚀。
夹管阀也是根据橡胶的优良耐腐蚀性能和优异变性能而设计出来的。
现在越来越对的用尼龙、聚四氟乙稀等塑料,用天然橡胶和合成橡胶做各种各样的密封面,密封圈,用于各类阀门上,这些用作密封面的非金属材料,不但耐腐蚀性好,而且密封性能好,特别适于带颗粒介质中使用。
当然,它们的强度和耐热性都较低,应用的范围受到限制。
柔性石墨的出现,使非金属进入了高温领域,解决了长期难以解决的填料和垫片泄露问题,而且是很好的高温润滑剂。
3、喷刷涂料涂料是应用最广泛的一种防腐手段,在阀门产品上更是一种不可缺少的防腐材料和识别标志。
涂料也属于非金属材料,它通常由合成树脂、橡胶浆液、植物油、溶剂等配制成,覆盖在金属表面,隔绝介质和大气,达到防腐目的。
涂料主要用于水、盐水、海水、大气等腐蚀不太强的环境中。
阀门内腔常用防腐漆涂刷,防止水、空气等介质对阀门腐蚀。
油漆内掺有不同颜色,来表示法恩使用的材料。
阀门喷刷涂料,一般在半年至一年一次。
4、添加缓蚀剂在腐蚀介质和腐蚀物中加入少量其他特殊物质,能够大大地减缓金属腐蚀的速度,这种特殊物质称为缓蚀剂。
缓蚀剂控制腐蚀的机理,是它促进了电池的极化。
缓蚀剂主要用于介质和填料处。
介质中添加缓蚀剂,可使设备和阀门的腐蚀减缓,如铬镍不锈钢在不含氧的硫酸中,很大的溶度范围内成火化态,腐蚀较严重,但加入少量硫酸铜或硝酸等氧化剂,可使不锈钢转变钝态,表面生成一层保护膜,阻止介质的的浸蚀,在盐酸中,如果加入少量氧化剂,可降低对钛的腐蚀。
阀门试压常用水作试压的介质,容易引起阀门的腐蚀,在水中添加少量亚硝酸钠可以防止水对阀门的腐蚀。
石棉填料中含有氯化物,对阀杆腐蚀很大,如果采用蒸镏水洗涤方法可降低氯化物的含量,但这种方法在实施中困难很多,不可普通推广,酯适于特殊的需要。