閥門腐蝕形式
金屬的腐蝕主要是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕引起的,非金屬材料的腐蝕一般是直接的化學(xué)和物理作用引起的破壞。
1.化學(xué)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(xué)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(xué)腐蝕
金屬與電解質(zhì)相接觸,產(chǎn)生電子流動(dòng),而使自身在電化學(xué)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(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕等等,都是電化學(xué)腐蝕。
電化學(xué)腐蝕不僅發(fā)生于可以起化學(xué)作用的兩種物質(zhì)之間,而且還因?yàn)槿芤旱臐舛炔?、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(dòng)力,使電位低、處于陽板地位的金屬受損失。
1.根據(jù)腐蝕介質(zhì)選用耐蝕材料
在生產(chǎn)實(shí)際中,介質(zhì)的腐蝕是非常的復(fù)雜的,即使在用一介質(zhì)中使用的閥門材料一樣,介質(zhì)的濃度、溫度、壓力不同,介質(zhì)對材料腐蝕也不一樣。介質(zhì)溫度每升高10℃,腐蝕速度約增加1~3倍。
介質(zhì)濃度對閥門材料腐蝕影響很大,如鉛處在濃度小的硫酸中,腐蝕很小,當(dāng)濃度超過96%時(shí),腐蝕急劇上升。而碳鋼相反,在硫酸濃度為50%左右時(shí)腐蝕最嚴(yán)重,當(dāng)濃度增加到6%以上時(shí),腐蝕反而急劇下降。
有如鋁在濃度80%以上的濃硝酸中腐蝕性很強(qiáng),但在中、低濃度的硝酸中腐蝕反而嚴(yán)重。不銹鋼雖說對稀硝酸耐蝕性很強(qiáng),但在95%以上的濃硝酸中腐蝕反而加重。
從以上幾例可以看出,正確選用閥門材料應(yīng)根據(jù)具體情況,分析各種影響腐蝕因素,按有關(guān)防腐手冊選用材料。
2.采用非金屬材料
非金屬耐腐蝕性優(yōu)良,只要閥門使用溫度和壓力符合非金屬材料的要求,不但能解決腐蝕問題,而且可節(jié)省貴重金屬。
閥門的閥體、閥蓋、襯里、密封面等常用非金屬材料制作,至于墊片,填料主要死非金屬材料制作的。
用聚四氟乙稀、氯化聚醚等塑料、以及用天然橡膠、氯丁橡膠、丁晴橡膠等橡膠做閥門襯里,而閥體、閥蓋主體是一般鑄鐵、碳鋼制成。即保證了閥門強(qiáng)度,又保證了閥門不受腐蝕。
夾管閥也是根據(jù)橡膠的優(yōu)良耐腐蝕性能和優(yōu)異變性能而設(shè)計(jì)出來的?,F(xiàn)在越來越對的用尼龍、聚四氟乙稀等塑料,用天然橡膠和合成橡膠做各種各樣的密封面,密封圈,用于各類閥門上。
這些用作密封面的非金屬材料,不但耐腐蝕性好,而且密封性能好,特別適于帶顆粒介質(zhì)中使用。當(dāng)然,它們的強(qiáng)度和耐熱性都較低,應(yīng)用的范圍受到限制。
柔性石墨的出現(xiàn),使非金屬進(jìn)入了高溫領(lǐng)域,解決了長期難以解決的填料和墊片泄露問題,而且是很好的高溫潤滑劑。
常用非金屬材料適用工況:
3.金屬表面處理
閥門連接處
閥門連接螺銓常用鍍鋅、鍍鉻、氧化(發(fā)藍(lán))處理提高耐大氣、耐介質(zhì)腐蝕的能力。其他緊固件除采用上述方法處理外,還根據(jù)情況采用磷化等表面處理。
密封面以及口徑不大的關(guān)閉件
常采用滲氮、滲硼等表面工藝,提高它的耐蝕性和耐磨性。38CrMoAlA制作的閥瓣,滲氮層≥0.4mm。
閥桿防腐
廣泛采用滲氮、滲硼、鍍鉻、鍍鎳等表面處理工藝,提高它的耐蝕性,耐蝕性和耐磨擦傷性能。
不同表面處理應(yīng)適于不同的閥桿材質(zhì)和工作環(huán)境,在大氣、水蒸氣介質(zhì)與石棉填料接觸的閥桿,可采用鍍硬鉻、氣體氮化工藝(不銹鋼不宜采用離子氮化工藝);
在硫化氫大氣環(huán)境中的閥采用電鍍高磷鎳鍍層有較好的防護(hù)性能;
38CrMoAlA采用離子和氣體氮化也可耐蝕,但不宜采用硬鉻鍍層;
2Cr13經(jīng)過調(diào)質(zhì)后能耐氨氣腐蝕,采用氣體氮化的碳鋼也能耐氨的腐蝕,而所有磷鎳鍍層不耐氨腐蝕;
經(jīng)過氣體氮化38CrMoAlA材料具有優(yōu)良的耐蝕性能和綜合性能,用它制作閥桿為多。
小口徑的閥體和手輪
也常鍍鉻處理,提高其耐蝕性能,裝飾閥門。
4.熱噴涂
熱噴涂是制備涂層的一類工藝方塊,已成為材料表面防護(hù)的新技術(shù)之一。
它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(yù)處理的基本表面,形成噴涂層,或同時(shí)對基本表面加熱,使涂層在基體表面再次熔融,形成噴焊層的表面強(qiáng)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(fù)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(或異電)、可磨密封、自潤滑、熱輻射、電磁屏蔽等特殊的性能;利用熱噴涂可修復(fù)零部件。