閥門咋防腐？原因、措施、選用方法都在這了！

腐蝕是造成閥門損壞的重要元素之一。在閥門防護(hù)中，閥門防腐是考慮的重要問(wèn)題。閥門腐蝕究竟為何？閥門該如何進(jìn)行防腐？耐腐蝕閥門的選用又有何依據(jù)？一起來(lái)看看！

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(duì)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(yáng)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，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。

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。

1. 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)；

2. 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；

3. 38CrMoAlA采用離子和氣體氮化也可耐蝕，但不宜采用硬鉻鍍層；

4. 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；

5. 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。

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(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。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；利用熱噴涂可零部件。

5.噴刷涂料

涂料是應(yīng)用廣泛的一種防腐手段，在閥門產(chǎn)品上更是一種不可缺少的防腐材料和識(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，一般在半年一年一次。

6.添加緩蝕劑

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。

7.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。

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。

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。

人員應(yīng)按規(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)盡量采用敞開式廠房或采用通風(fēng)、降溫措施，減緩環(huán)境腐蝕。

9.改進(jìn)閥門結(jié)構(gòu)形式

閥門的防腐保護(hù)是從設(shè)計(jì)就開始考慮的問(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。

1.閥桿腐蝕與防護(hù)

• 閥桿腐蝕主要原因

閥體的腐蝕損壞主要是腐蝕介質(zhì)引起的，而閥桿腐蝕問(wèn)題主要是填料。

不但腐蝕介質(zhì)使閥桿腐蝕損壞，而蒸氣和水也能使閥桿與填料接觸處產(chǎn)生斑點(diǎn)。尤其保存在倉(cāng)庫(kù)里的閥門，也會(huì)發(fā)生閥桿點(diǎn)腐蝕。這就是填料對(duì)閥桿的電化學(xué)腐蝕。

現(xiàn)在使用廣的填料是以石棉為基體的盤根，石棉材料中含有一定時(shí)的氯離子，此外還有鉀、鈉、鎂等離子，這些都是腐蝕的因素。

• 閥桿防腐注意事項(xiàng)

閥門保存期間不要加填料。不裝填料，失去了閥桿電化學(xué)腐蝕的因素，可以長(zhǎng)期保存而不致被腐蝕。

對(duì)閥桿進(jìn)行表面處理。如鍍鉻、鍍鎳、滲氮、滲硼、參鋅等。 

減少石棉雜質(zhì)。用蒸餾水洗滌的辦法，可以石棉中的氯含量，從而其腐蝕性。

在石棉盤根中加緩蝕劑。這種緩蝕劑能抑制氯離子的腐蝕性。如亞硝酸鈉。 

在石棉中加犧牲金屬。這就是一種比閥桿電位更低的金屬來(lái)作犧牲品。這樣氯離子的腐蝕就首先對(duì)犧牲金屬發(fā)生，從而保護(hù)閥桿。可作為犧牲金屬的有鋅粉等。

采用聚四氟乙烯保護(hù)。聚四氟乙烯有優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)定性和介電性能，電流不能通過(guò)，如將石棉盤根浸漬聚四氟乙烯，腐蝕便將減小。也可用聚四氟乙烯生料帶包裹石棉盤根，然后裝入填料函。

提高加工光潔度，也能減輕電化學(xué)腐蝕。 

2.關(guān)閉件腐蝕與防護(hù)

• 關(guān)閉件腐蝕主要原因

關(guān)閉件經(jīng)常受到流體的沖刷，使得腐蝕加快發(fā)展。有些閥瓣，雖然采用較好材料，但腐蝕損壞仍比閥體快。

上下關(guān)閉件與閥桿、閥座常用螺紋連接，連接處比一般部位缺氧，容易構(gòu)成氧濃差電池，使其腐蝕損壞。

有的關(guān)閉件密封面采用壓入形式，由于配合不緊，稍有縫隙，也會(huì)發(fā)生氧濃差電池腐蝕。

• 關(guān)閉件防腐注意事項(xiàng)

盡量采用耐腐蝕材料。關(guān)閉件重量很小，但在閥門中起關(guān)鍵作用，只要能夠耐腐蝕，即使采用一點(diǎn)貴重材料也無(wú)妨。

改進(jìn)關(guān)閉件結(jié)構(gòu)，使其少受流體沖蝕。改進(jìn)連接結(jié)構(gòu)，避免產(chǎn)生氧濃差電池。

在200℃以下的閥門中，關(guān)閉件連接處和密封面連接處，使用聚四氟乙烯生料帶作填料，可以減輕這些部位的腐蝕。

在考慮耐腐蝕的同時(shí)，還要注意關(guān)閉件材料的抗沖蝕性。要使用抗沖蝕性強(qiáng)的材料作關(guān)閉件。

在腐蝕性介質(zhì)工況下的閥門，防腐蝕就是化工設(shè)備關(guān)鍵的地方，如果不能正確地選擇化工閥門的金屬材料，稍有不慎，輕則損壞設(shè)備，重則造成事故甚引發(fā)災(zāi)難。

針對(duì)一些常用化工介質(zhì)耐腐蝕閥門到底應(yīng)該選用?

1.硫酸介質(zhì)

作為腐蝕介質(zhì)之一，硫酸是用途廣泛的重要工業(yè)原料。不同濃度和溫度的硫酸對(duì)材料的腐蝕差別較大，對(duì)于濃度在80%以上、溫度小于80℃的濃硫酸，碳鋼和鑄鐵有較好的耐蝕性，但它不適合高速流動(dòng)的硫酸，不適用作閥門的材料。

普通不銹鋼如304（0Cr18Ni9）、316（0Cr18Ni12Mo2Ti）對(duì)硫酸介質(zhì)也用途有限。

因此輸送硫酸的閥門通常采用高硅鑄鐵（鑄造及加工難度大）、高合金不銹鋼（20號(hào)合金）制造。氟塑料具有較好的耐硫酸性能，采用襯氟泵閥（F46）是一種更為經(jīng)濟(jì)的選擇。如果壓力過(guò)大，溫度升高，塑料閥的用點(diǎn)就受到了沖擊，就只能選擇比它貴的多的陶瓷球閥了。

2.鹽酸介質(zhì)

決大多數(shù)金屬材料都不耐鹽酸腐蝕（包括各種不銹鋼材料），含鉬高硅鐵也僅可用于50℃、30%以下鹽酸。

和金屬材料相反，絕大多數(shù)非金屬材料對(duì)鹽酸都有良好的耐腐蝕性，所以內(nèi)襯橡膠泵和塑料泵（如聚丙烯、氟塑料等）是輸送鹽酸的好選擇。

但這樣的介質(zhì)如果溫度超過(guò)了150℃，或者壓力大于16公斤時(shí)，的塑料（包括聚丙烯、氟塑料甚是聚四氟乙烯）將不能勝任了，而目前市面上尚未有很理想的閥門。

不過(guò)可以試試現(xiàn)在新興的陶瓷球閥，這種閥門的優(yōu)點(diǎn)是自潤(rùn)滑性，扭矩力小，不老化，比一般的閥門要長(zhǎng)得多，它的缺點(diǎn)就是，價(jià)格比塑料閥門高的多。

3.硝酸介質(zhì)

一般金屬大多在硝酸中被迅速腐蝕破壞，不銹鋼是應(yīng)用最廣的耐硝酸材料，對(duì)常溫下一切濃度的硝酸都有良好的耐蝕性，值得一提的是含鉬的不銹鋼（如316、316L）對(duì)硝酸的耐蝕性不僅不優(yōu)于普通不銹鋼（如304、321），有時(shí)甚不如。

而對(duì)于高溫硝酸，通常采用鈦及鈦合金材料。

4.醋酸介質(zhì)

它是酸中腐蝕性最的物質(zhì)之一，普通鋼鐵在一切濃度和溫度的醋酸中都會(huì)嚴(yán)重腐蝕，不銹鋼是優(yōu)良的耐醋酸材料，含鉬的316不銹鋼還能適用于高溫和稀醋酸蒸汽。

對(duì)于高溫高濃醋酸或含有其它腐蝕介質(zhì)等苛刻要求時(shí)，可選用高合金不銹鋼或氟塑料閥門。

5.堿（氫氧化鈉）

鋼鐵廣泛應(yīng)用于80℃以下、30%濃度內(nèi)的氫氧化鈉溶液，也有許多石化工廠在100℃、75%以下時(shí)仍采用普通鋼鐵，雖然腐蝕增加，但經(jīng)濟(jì)性好。

普通不銹鋼對(duì)堿液的耐蝕性與鑄鐵相比沒有優(yōu)點(diǎn)，只要介質(zhì)中容許少量鐵份摻入，不采用不銹鋼。對(duì)于高溫堿液多采用鈦及鈦合金或者高合金不銹鋼。

6.氨（氫氧化氨）

大多數(shù)金屬和非金屬在液氨及氨水（氫氧化氨）中的腐蝕都很輕微，只有銅和銅合金不宜使用。

7.氯氣（液氯）

大多數(shù)金屬閥抗氯氣的腐蝕都是很有限的，尤其是氯氣帶水的情況，包括各種的合金閥門，這種情況下，四氟閥門是個(gè)很不錯(cuò)的選擇，但是生產(chǎn)氯堿的化工廠會(huì)發(fā)現(xiàn)：四氟閥用的時(shí)間稍微一長(zhǎng)，扭矩力增大，四氟老化的問(wèn)題就會(huì)凸顯出來(lái)了，這種情況下發(fā)生的泄露就是的了。

可以考慮用襯四氟陶瓷球芯替換原來(lái)的普通襯四氟閥門，利用陶瓷的自潤(rùn)滑性和四氟的耐腐蝕會(huì)有。

8.鹽水（海水）

普通鋼鐵在氯化鈉溶液和海水、咸水中腐蝕率不太高，一般須采用涂料保護(hù)。

各類不銹鋼也有很低的均勻腐蝕率，但可能因氯離子而引起局部性腐蝕，通常采用316不銹鋼較好。

9.醇類、酮類、酯類、醚類

常見的醇類介質(zhì)有甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇等，酮類介質(zhì)有丙酮、丁酮等，酯類介質(zhì)有各種甲酯、乙酯等，醚類介質(zhì)有甲醚、乙醚、丁醚等，它們基本沒有腐蝕性，常用材料均可適用，具體選用時(shí)還應(yīng)根據(jù)介質(zhì)的屬性和相關(guān)要求做出合理選擇。

另外值得注意的是酮、酯、醚對(duì)多種橡膠有溶解性，在選擇密封材料時(shí)避免出錯(cuò)。