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化工腐蚀阀门选型注意事项
点击次数:1780 发布时间:2016-03-01

化工腐蚀阀门选型注意事项

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zui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zui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zui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、金属阀门的防腐措施

 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zui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。

 

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