金屬閥門的防腐蝕措施分析

要磊磊 徐敏

摘 ? ?要：在航空領(lǐng)域生產(chǎn)裝置中一旦金屬閥門出現(xiàn)嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象，則會導(dǎo)致閥門出現(xiàn)很多問題，以及污染環(huán)境等問題的發(fā)生，因此需要加強(qiáng)航空領(lǐng)域金屬閥門的防腐蝕非常重要，從多個方面進(jìn)行優(yōu)化，包括設(shè)計、制造以及管理等方面，對于各個環(huán)節(jié)都需要嚴(yán)格的進(jìn)行把控，從而才能夠更好的確保整體質(zhì)量，使得金屬閥門防腐的最優(yōu)化。基于此本文分析了金屬閥門的防腐蝕措施。

關(guān)鍵詞：金屬閥門;防腐蝕;措施

中圖分類號：TH134 ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1004-7344（2019）03-0183-01

1 ?金屬閥門腐蝕的分類

1.1 ?化學(xué)腐蝕

化學(xué)腐蝕是指金屬材質(zhì)閥門與外部介質(zhì)直接接觸，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)作用而引起的表面破壞腐蝕現(xiàn)象。例如：金屬閥門表面與空氣接觸，因氧化還原反應(yīng)生產(chǎn)的氧化物就是化學(xué)腐蝕的一種;生產(chǎn)裝置里的鐵與氯氣接觸發(fā)生反應(yīng)生成氯化亞鐵，鋼鐵在高溫條件下氧化、以及鋼的脫碳與氫脆等都屬于化學(xué)腐蝕。防止化學(xué)腐蝕的方法主要有鈍化、電鍍、刷隔離層等。

1.2 ?電化學(xué)腐蝕

電化學(xué)腐蝕是指當(dāng)金屬閥門表面有電解質(zhì)溶液存在時，在閥門金屬表面會形成一種微電池，使比較活潑的金屬失去電子而被氧化，是一種金屬通過電極反應(yīng)產(chǎn)生的腐蝕，由于電化學(xué)反應(yīng)作用而引起的一種破壞金屬結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。

金屬閥門在航空生產(chǎn)裝置使用過程中，消除電化學(xué)腐蝕是金屬閥門防腐蝕保護(hù)措施的第一選擇。當(dāng)消除不了金屬閥門的電化學(xué)腐蝕時，要采取辦法應(yīng)使金屬表面產(chǎn)生鈍化膜、或者通過噴涂等隔絕腐蝕，或者選用非金屬材料代替易發(fā)生腐蝕的金屬材料等其它防腐蝕措施，從而控制金屬閥門腐蝕現(xiàn)象的產(chǎn)生，延長金屬閥門的使用壽命。

2 ?金屬閥門的防腐蝕措施

2.1 ?材料選擇

就目前的情況來看，很多介質(zhì)都存在腐蝕性，腐蝕原因也是多方面的，即使確定材料相同，也會因素介質(zhì)濃度和溫度等方面不同，使得材料出現(xiàn)腐蝕清理。如果介質(zhì)的溫度身高10℃，就會增加腐蝕的速率，一般是1～3倍。同時介質(zhì)濃度也會發(fā)生腐蝕，例如，如果是低濃度的硫酸，鉛的腐蝕就會偏小一些。如果濃度超過了96%，就會進(jìn)一步增加碳鋼的腐蝕，當(dāng)硫酸濃度約為50%時，這個時候的腐蝕狀況是最嚴(yán)重的，濃度慢慢的增加到60%以上時，會進(jìn)一步減緩腐蝕的程度。在80%的鋁中上述濃硝酸的耐腐蝕性很強(qiáng)，會使得濃度硝酸腐蝕不斷增加。雖然不銹鋼對稀硝酸耐腐蝕性強(qiáng)度非常高，但是如果是超過95%的濃硝酸，就會進(jìn)一步增加腐蝕程度，對此需要重點(diǎn)進(jìn)行各個影響因素分析，從而合理進(jìn)行閥門材料的選擇。

2.2 ?表面鈍化膜處理

2.2.1 ?添加緩蝕劑

針對含有腐蝕的介質(zhì)需要添加一些特殊的物質(zhì)，從而能夠進(jìn)一步降低腐蝕的速度，這種特殊的物質(zhì)稱為緩蝕劑，一般情況下是應(yīng)用于介質(zhì)和填料中，在介質(zhì)中加入緩蝕劑可以減緩設(shè)備和閥門的腐蝕。例如，鉻鎳不銹鋼在沒有氧氣的硫酸中以廣泛的濃度活化。但是，加入少量的氧化劑，如硫酸銅或硝酸后，腐蝕嚴(yán)重。不銹鋼可轉(zhuǎn)化為鈍態(tài)，表面有保護(hù)膜，防止介質(zhì)侵蝕。在鹽酸中，如果加入少量氧化劑，可減少鈦的腐蝕。造成閥門腐蝕，在水中加入少量亞硝酸鈉，防止水腐蝕閥門。

石棉填料中含有氯化物，嚴(yán)重腐蝕閥桿。采用蒸餾水洗滌法可降低氯含量。但是，這種方法難以實(shí)現(xiàn)，不能普遍推廣，它僅適用于特殊需要，為了更好的保護(hù)閥桿，進(jìn)一步降低帶來的腐蝕狀況，同時添加相應(yīng)的緩蝕劑在石棉填料和閥桿上，從而達(dá)到其效果。該緩蝕劑由亞硝酸鈉、鉻酸鈉和溶劑組成。亞硝酸鈉、鉻酸鈉可使莖表面形成鈍化膜，提高莖的耐腐蝕性。溶劑溶解緩慢，有潤滑作用。鋅粉作為犧牲金屬添加到石棉中。從本質(zhì)上講，鋅也是一種緩蝕劑，它可以首先與石棉中的氯化物結(jié)合，減少氯化物與莖金屬接觸的機(jī)會，從而達(dá)到防腐的目的。若在涂層中加入紅丹、鉛酸鈣等緩蝕劑，則噴涂在閥門表面可防止大氣腐蝕。

2.2.2 ?陽極保護(hù)

陽極保護(hù)主要是有效的保護(hù)金屬，將其作為陽極，引入外加直流電流，使陽極電位在正方向增加。如果進(jìn)一步增加陽極，會使得金屬的陽極表層形成一個緊密的保護(hù)膜，也就是在金屬陽極的表面上形成鈍化膜。金屬陽極的腐蝕急劇減少。陽極保護(hù)適用于易鈍化的金屬。在生產(chǎn)實(shí)踐中，陽極保護(hù)使用較少，陰極保護(hù)使用較多。

2.3 ?表面涂層

金屬表面處理工藝包括表面涂覆、表面滲透、表面氧化鈍化等。目的在于提高金屬的耐腐蝕性，改善金屬的力學(xué)性能。表面處理廣泛用于閥門。閥接頭螺栓通常采用鍍鋅、鍍鉻和氧化（藍(lán)色）處理，以提高耐大氣或中等腐蝕性。其他緊固件可以通過磷化和鈍化處理。為了提高密封面及小口徑封閉件的耐腐蝕性和耐磨性，常采用滲氮或滲硼等表面處理技術(shù)。例如，圓盤由38CrMoAlA制成，氮化層厚度≥0.4mm。

閥桿通常采用滲氮、滲硼、鍍鉻和鍍鎳處理，以提高其耐腐蝕性、耐磨性和耐磨性，不同的表面處理方法適用于不同的閥桿材料和工作環(huán)境。在空氣或水蒸氣介質(zhì)中，與石棉填料接觸的閥桿可用硬鉻鍍層和氣體氮化處理（不銹鋼不適合離子氮化）。采用電鍍高磷鎳鍍層，能夠進(jìn)一步保護(hù)各個性能。38CrMoAlA的耐蝕性可以通過離子氮化和氣體氮化來提高，而硬鉻涂層不能提高38CrMoAlA的耐蝕性。碳鋼本體氮化也能夠抵抗氨氣的腐蝕，但是磷和鎳的所有涂層都不能抵抗氨氣的腐蝕。氣體氮化38CrMoAlA材料具有優(yōu)良的耐腐蝕性和綜合性能，常用于制造閥桿。小直徑閥體和手輪也經(jīng)常進(jìn)行鍍鉻處理，以提高其耐腐蝕性，裝飾閥門。

2.4 ?環(huán)境控制

在大氣中存在很多的灰塵、水蒸氣和煙霧，尤其是生產(chǎn)環(huán)境過程中煙囪和設(shè)備排放，其會產(chǎn)生很大灰塵和有毒氣體，從而會直接影響到整體的腐蝕度。定期清洗、清洗閥門是控制環(huán)境腐蝕的有效措施。閥桿保護(hù)罩、地閥安裝井、閥面噴漆等也是防止腐蝕性物質(zhì)侵蝕閥門的有效方法。環(huán)境溫度升高和空氣污染將加速設(shè)備和閥門在封閉環(huán)境中的腐蝕。應(yīng)盡可能采取開放式廠房或通風(fēng)冷卻措施，以減緩環(huán)境的惡化腐蝕。

總之，金屬閥門損壞非常重要的一個原因是腐蝕，閥門使用中需要采取有效的措施進(jìn)行防腐蝕控制，從而更好的確保安全。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-12-4