閥門腐蝕的處理方法及防腐措施 

一、閥門腐蝕的形態(tài)

金屬閥門腐蝕有兩種形態(tài),，即均勻腐蝕和局部腐蝕,。均勻腐蝕的速度可用年平均腐蝕率來(lái)評(píng)價(jià)。金屬材料,，石墨、玻璃,、陶瓷和混凝土,，按腐蝕率大小分4個(gè)等級(jí)：腐蝕速度小于0.05mm/a的為優(yōu)良;腐蝕速度在0.05~0.5mm/a的為良好;腐蝕速度在0.5~1.5mm/a的尚可使用;腐蝕速度大于1.5mm/a的為不適用，閥門的密封面,、閥桿,、膜片、小彈簧等閥件一般用一級(jí)材料,，閥體,、閥蓋等適用二級(jí)或三級(jí)材料，用于高壓,、劇毒,、易燃、易爆,、放射性介質(zhì)的閥門,，則選用腐蝕性很小的材料。

1,、均勻腐蝕

均勻腐蝕是在金屬的全部表面上進(jìn)行,。如不銹鋼、鋁,、鈦等在氧化環(huán)境中產(chǎn)生的一層保護(hù)膜,，膜下金屬狀態(tài)腐蝕均勻。還有一種現(xiàn)象,，金屬表面腐蝕剝落,，這種腐蝕最危險(xiǎn)的。

2,、局部腐蝕

局部腐蝕發(fā)生在金屬的局部位置上,，它的形態(tài)有孔蝕,、縫隙腐蝕、晶間腐蝕,、脫層腐蝕,、應(yīng)力腐蝕、疲勞腐蝕,、選擇性腐蝕,、磨損腐蝕、空泡腐蝕,、摩振腐蝕,、氫蝕等。

點(diǎn)蝕通常發(fā)生在鈍化膜或保護(hù)膜的金屬上,，是由于金屬表面存在缺陷,，溶液中能破壞鈍化膜的活性離子，使鈍化膜局部破壞,，伸入金屬內(nèi)部,，成為蝕孔，它是金屬破壞性和隱患最大的腐蝕形態(tài)之一,。

縫隙腐蝕發(fā)生在焊,、鉚、墊片或沉淀物下面等環(huán)境,，它是孔蝕的一種特殊形態(tài),。防止方法是消除縫隙。

晶間腐蝕是從表面沿晶界深入金屬內(nèi)部,，使晶界呈網(wǎng)狀腐蝕,。產(chǎn)生晶間腐蝕除晶界沉淀積雜質(zhì)外，主要是熱處理和冷加工不當(dāng)所致,。奧氏體不銹鋼的焊接縫兩側(cè)容易產(chǎn)生貧鉻區(qū)而遭到腐蝕,。奧氏體不銹鋼晶間腐蝕是常見(jiàn)的和最危險(xiǎn)的腐蝕形態(tài)。防止奧氏體不銹鋼閥件產(chǎn)生晶間腐蝕方法有：進(jìn)行“固溶淬火"處理,，即加熱至1100℃左右水淬,，選用含有鈦和鈮，而含碳量在0.03%以下的奧氏體不銹鋼,，減少碳化鉻的產(chǎn)生,。

脫層腐蝕發(fā)生在層狀結(jié)構(gòu)中，腐蝕先垂直向內(nèi)發(fā)展,，后腐蝕表面平行的物質(zhì),，在腐蝕物的脹力下，使表面呈層狀剝落。

應(yīng)力腐蝕發(fā)生在腐蝕和拉應(yīng)力同時(shí)作用下產(chǎn)生的破裂,。防止應(yīng)力腐蝕的方法;通過(guò)熱處理消除或減少焊接,，冷加工中產(chǎn)生的應(yīng)力，改進(jìn)不可理的閥門結(jié)構(gòu),，避免應(yīng)力集中,，采用電化學(xué)保護(hù)、噴刷防蝕涂料,。添加緩蝕劑,、施加壓應(yīng)力等措施。

腐蝕疲勞發(fā)生在交變應(yīng)力腐蝕的共同作用的部位,，使金屬破裂,。可進(jìn)行熱處理消除或減少應(yīng)力,，表面噴丸處理以及電鍍鋅,、鉻、鎳等,，但要注意鍍層不可有拉應(yīng)力和氫擴(kuò)散現(xiàn)象,。

選擇性腐蝕發(fā)生在不同成分和雜質(zhì)的材料中，在一定環(huán)境中,，有一部分元素被腐蝕浸出，剩下未腐蝕的元素呈海綿狀,。常見(jiàn)有黃銅脫鋅,、銅合金脫鋁、鑄鐵石墨化等,。

磨損腐蝕是流體對(duì)金屬磨損和腐蝕交替作用所產(chǎn)生的一種腐蝕形態(tài),，是閥門常見(jiàn)的一種腐蝕，這種腐蝕以發(fā)生在密封面為多,。防止方法：選用耐腐蝕,、耐磨損的材料，改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，采用陰極保護(hù)等,。

空泡腐蝕又稱空蝕和氣蝕，是磨損腐蝕的一種特殊形態(tài),。它是流體中產(chǎn)生的氣泡,，在破滅時(shí)產(chǎn)生的沖擊波，壓力可高達(dá)400個(gè)大氣壓,，使金屬保護(hù)膜破壞,，甚至撕裂金屬粒子。然后再腐蝕成膜，這種過(guò)程不斷反復(fù),，使金屬腐蝕,。防止空泡腐蝕的方法，可選用耐空泡腐蝕材料,，光潔度高的加工面,，彈性保護(hù)層和陰極保護(hù)等。

摩振腐蝕是相互接觸的兩部件同時(shí)承受載荷,，接觸面由于振動(dòng)和滑動(dòng)引起的破壞,。摩振腐蝕發(fā)生在螺栓連接處，閥桿與關(guān)閉件連接處,、滾珠軸承與軸之間等部位上,。可以采用涂潤(rùn)滑油脂,，減少摩擦,，表面磷化，選用硬質(zhì)合金,，以及用噴瓦處理或冷加工提高表面硬度方法防護(hù),。

腐蝕是化學(xué)反映中產(chǎn)生的氫原子擴(kuò)散到金屬內(nèi)部引起的破壞，其形態(tài)有氫鼓泡,、氫脆和氫蝕,。

強(qiáng)鋼和含有非金屬的鋼易容易發(fā)生氫鼓泡。石油中含有硫化物,、氫化物時(shí)容易產(chǎn)生氫鼓泡,。采用無(wú)空穴的鎮(zhèn)靜鋼代替有空穴的沸騰鋼，取用橡膠和塑料保護(hù),，加緩蝕劑等可防止鼓泡,。

強(qiáng)鋼中晶格高度變性，氫原子進(jìn)入后,，4晶格應(yīng)變更大,，引起金融脆化。應(yīng)選用含鎳和鉛的合金鋼,，避免選用氫脆性大的高強(qiáng)鋼,，焊接、電鍍,、酸洗中避免或減少氫脆現(xiàn)象,。高溫、高壓下氫進(jìn)入金屬內(nèi),，與一種組合會(huì)元素產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而破壞,，稱為氫蝕,。奧氏體不銹鋼*耐高溫氫蝕。

3,、非金屬腐蝕

非金屬腐蝕與金屬腐蝕大小一樣,，絕大多數(shù)非金屬材料是非電導(dǎo)體，一般不會(huì)產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕,，而是純粹的化學(xué)或物理作用的腐蝕,，這是與金屬腐蝕的主要區(qū)別。非金屬腐蝕不一定失重而往往是增重,，對(duì)金屬腐蝕來(lái)說(shuō)失重是主要的,，非金屬腐蝕，許多是物理作用引起的,，而金屬腐蝕物理作用極少見(jiàn);非金屬內(nèi)部腐蝕為常見(jiàn)現(xiàn)象,，而金屬腐蝕則以表面腐蝕為主。

金屬材料與介質(zhì)接觸后,，溶液或氣體會(huì)逐漸擴(kuò)散到材料的內(nèi)部,，使非金屬發(fā)生一系列腐蝕變化，根據(jù)非金屬材料的種類和品種的不同,，其腐蝕的形態(tài)各有不同,。腐蝕的形態(tài)有溶解、溶脹,、氣泡,、軟化、會(huì)有分解,、變色,、變質(zhì)、老化,、硬化、斷裂等現(xiàn)象出現(xiàn),。但是,，從全面觀點(diǎn)來(lái)看，非金屬腐蝕性能大大地優(yōu)于金屬材料,，而非金屬材料的強(qiáng)度,，耐溫性能卻低于金屬材料。

二,、金屬閥門的防腐措施

電化學(xué)腐蝕以各種形態(tài)腐蝕金屬,，它不僅作用于兩種金屬之間，而且由于溶液的溶度差,、氧氣的溶度差,、金屬內(nèi)部組織微小的差別,，也會(huì)產(chǎn)生電位差，使腐蝕加劇,。有的金屬本身是不耐蝕的,，但它腐蝕后能產(chǎn)生非常好的保護(hù)膜，即鈍化膜,，可以阻止介質(zhì)的腐蝕,。由此可見(jiàn)，要達(dá)到金屬閥門防腐的目的,，一是要消除電化學(xué)腐蝕;二是當(dāng)電化學(xué)腐蝕消除不了;要能使金屬表面產(chǎn)生鈍化膜;三是選用沒(méi)有電化學(xué)腐蝕的非金屬材料代替金屬材料,。下面介紹幾種防腐方法。

1,、根據(jù)介質(zhì)選用耐蝕材料

在“閥門的選用"一節(jié)中,，我們介紹了閥門常用材料所適用的介質(zhì)，只不過(guò)是一般的介紹,，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(duì)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(duì)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(guò)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(shuō)對(duì)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(cè)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(wèn)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(lái)的?，F(xiàn)在越來(lái)越對(duì)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(zhǎng)期難以解決的填料和墊片泄露問(wèn)題,，而且是很好的高溫潤(rùn)滑劑,。

3、噴刷涂料

涂料是應(yīng)用*泛的一種防腐手段,，在閥門產(chǎn)品上更是一種*的防腐材料和識(shí)別標(biāo)志,。涂料也屬于非金屬材料，它通常由合成樹(shù)脂,、橡膠漿液,、植物油、溶劑等配制成,，覆蓋在金屬表面,，隔絕介質(zhì)和大氣，達(dá)到防腐目的,。涂料主要用于水,、鹽水、海水,、大氣等腐蝕不太強(qiáng)的環(huán)境中,。閥門內(nèi)腔常用防腐漆涂刷，防止水,、空氣等介質(zhì)對(duì)閥門腐蝕,。油漆內(nèi)摻有不同顏色，來(lái)表示法恩使用的材料,。閥門噴刷涂料,，一般在半年至一年一次。

4,、添加緩蝕劑

在腐蝕介質(zhì)和腐蝕物中加入少量其他特殊物質(zhì),，能夠大大地減緩金屬腐蝕的速度，這種特殊物質(zhì)稱為緩蝕劑,。

緩蝕劑控制腐蝕的機(jī)理,，是它促進(jìn)了電池的極化。緩蝕劑主要用于介質(zhì)和填料處,。介質(zhì)中添加緩蝕劑,，可使設(shè)備和閥門的腐蝕減緩，如鉻鎳不銹鋼在不含氧的硫酸中,，很大的溶度范圍內(nèi)成火化態(tài),，腐蝕較嚴(yán)重，但加入少量硫酸銅或硝酸等氧化劑,，可使不銹鋼轉(zhuǎn)變鈍態(tài),，表面生成一層保護(hù)膜，阻止介質(zhì)的的浸蝕,，在鹽酸中,，如果加入少量氧化劑,，可降低對(duì)鈦的腐蝕。閥門試壓常用水作試壓的介質(zhì),，容易引起閥門的腐蝕,，在水中添加少量亞硝酸鈉可以防止水對(duì)閥門的腐蝕。石棉填料中含有氯化物,，對(duì)閥桿腐蝕很大,，如果采用蒸鎦水洗滌方法可降低氯化物的含量，但這種方法在實(shí)施中困難很多,，不可普通推廣,，酯適于特殊的需要。

為了保護(hù)閥桿,，防止石棉填料的腐蝕,，在石棉填料中，在閥桿上涂充緩蝕劑和犧牲金屬,。緩蝕劑由亞硝酸鈉,、鉻酸鈉能使閥桿表面生成一層鈍化膜，提高閥桿的耐蝕能力;溶劑能使緩蝕劑慢慢地溶解,，而且能起潤(rùn)滑作用;在石棉中添加鋅粉作犧牲金屬,，實(shí)際上，鋅也是一種緩蝕劑,，它能首先與石棉中的氯化物結(jié)合,，使氯化物與閥桿金屬接觸機(jī)會(huì)大為減少，從而達(dá)到防腐目的,。涂料中如果加入了紅丹,、鉛酸鈣等緩蝕劑，噴刷在閥門表面能防止大氣的腐蝕,。

5,、電化學(xué)保護(hù)

電化學(xué)保護(hù)有陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)兩種。所謂陽(yáng)極保護(hù),，就是以保護(hù)金屬為陽(yáng)極導(dǎo)入外加直電流,，使陽(yáng)極電位向正的方向增加，當(dāng)增加到一定值時(shí),，金屬陽(yáng)極表面生成一層致密的保護(hù)膜,，即為鈍化膜，這時(shí)金屬陰極的腐蝕急劇減少,。陽(yáng)極保護(hù)適于容易鈍化的金屬,。所謂陰極保護(hù)，就是將被保護(hù)金屬作陰極，外加直流電,，使其電位向負(fù)的方向降低，為其達(dá)到一定電位值時(shí),，腐蝕電流速度減少,，金屬得到保護(hù)。此外,，陰極保護(hù)可用電極電位比被保護(hù)金屬更負(fù)的金屬來(lái)保護(hù)被保護(hù)金屬,。如用鋅保護(hù)鐵，鋅被腐蝕,，鋅叫做犧牲金屬,。在生產(chǎn)實(shí)踐中，陽(yáng)極保護(hù)采用較少,，陰極保護(hù)應(yīng)用較多,。大型的閥門和重要閥門采用這種陰極保護(hù)法，是一種經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便又行之有效的方法,。石棉填料中添加鋅,，保護(hù)閥桿也屬于陰極保護(hù)法。

6,、金屬表面處理

金屬表面處理工藝比安眠鍍層,、表面滲透、表面氧化鈍化等,。其目的提高金屬耐蝕能力,，改善金屬的機(jī)械能能。表面處理的閥門上應(yīng)用廣泛,。

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,。

閥桿防腐問(wèn)題是被人們所重視的問(wèn)題,，積累了豐富的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，常采用滲氮、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,。不同額表面處理應(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(guò)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(guò)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,。

7、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,。是國(guó)家重點(diǎn)推廣項(xiàng)目。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(duì)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(zhǎng)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(rùn)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。

8,、控制腐蝕環(huán)境

所謂環(huán)境，有廣義和狹義兩種,，廣義的環(huán)境系指閥門安裝處四周的環(huán)境和它內(nèi)部流通介質(zhì);狹義的環(huán)境系指閥門安裝處四周的條件,。大多數(shù)環(huán)境無(wú)法控制，生產(chǎn)流程也不可任意變動(dòng),。只有在不會(huì)對(duì)產(chǎn)品,、工藝等造成有損害的情況下，可以采用控制環(huán)境的方法,，如鍋爐水去氧,、煉油工藝中家堿調(diào)節(jié)PH值等。從這個(gè)觀點(diǎn)出發(fā),，上述添加緩蝕劑,、電化學(xué)保護(hù)等也屬控制腐蝕環(huán)境。

大氣中充滿了灰塵,、水蒸氣,、煙霧，特別在生產(chǎn)環(huán)境中,，如煙鹵,、設(shè)備散發(fā)出的有毒氣體和微粉，都會(huì)對(duì)閥門產(chǎn)生不同程度的腐蝕,。操作人員應(yīng)按操作規(guī)程中的規(guī)定,，定期清洗、吹掃閥門,，定期加油,，這是控制環(huán)境腐蝕有效措施。閥桿安裝保護(hù)罩,、地閥設(shè)置地井,、閥門表面噴刷油漆等，這都是防止含有腐蝕的物質(zhì)侵蝕閥門的方法,。環(huán)境溫度升高和空氣污染,，特別對(duì)封閉的環(huán)境下的設(shè)備和閥門，會(huì)加速其腐蝕。應(yīng)盡量采用敞開(kāi)式廠房或采用通風(fēng),、降溫措施,，減緩環(huán)境腐蝕。

9,、改進(jìn)加工工藝和閥門結(jié)構(gòu)形式

閥門的防腐保護(hù)是從設(shè)計(jì)就開(kāi)始考慮的問(wèn)題,，一個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、工藝方法正確的閥門產(chǎn)品,。無(wú)疑地對(duì)減緩閥門的腐蝕是有好的效果的,。

因此，設(shè)計(jì)和制造部門應(yīng)對(duì)那些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,，工藝方法不正確,，容易引起腐蝕的部件，應(yīng)進(jìn)行改進(jìn),，使之適合各種不同工況條件下的要求,。

閥門連接處的縫隙是氧濃差電池腐蝕的好環(huán)境。

因此,，閥桿與關(guān)閉件連接處,，盡量不采用里、螺紋連接形式;閥門焊接應(yīng)用雙面對(duì)焊并連續(xù)焊接好,，點(diǎn)焊和搭焊容易產(chǎn)生腐蝕,，閥門螺紋連接處，采用聚四氟乙稀生膠帶和墊,。不但能有良好的密封,，而且能腐蝕。死角不易流動(dòng)的介質(zhì),，容易腐蝕閥門,，除在使用閥門時(shí)不倒裝和注意排放沉積介質(zhì)外，在制造閥門零件時(shí),，應(yīng)盡量避免免凹陷結(jié)構(gòu),，閥門盡量設(shè)置排泄孔。

費(fèi)斯托電磁閥常用型號(hào)：