Ăn mòn là một trong những yếu tố quan trọng nhất gây ravanthiệt hại. Do đó, trongvanBảo vệ, chống ăn mòn van là vấn đề quan trọng cần xem xét.
Vandạng ăn mòn
Sự ăn mòn kim loại chủ yếu là do ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa, còn sự ăn mòn vật liệu phi kim loại thường do tác động trực tiếp của hóa học và vật lý.
1. Ăn mòn hóa học
Trong điều kiện không có dòng điện được tạo ra, môi trường xung quanh phản ứng trực tiếp với kim loại và phá hủy nó, chẳng hạn như sự ăn mòn kim loại bởi khí khô ở nhiệt độ cao và dung dịch không điện phân.
2. Ăn mòn điện hóa
Kim loại tiếp xúc với chất điện phân, tạo ra dòng electron, khiến kim loại bị hư hỏng do tác động điện hóa, đây là hình thức ăn mòn chính.
Ăn mòn điện hóa không chỉ xảy ra giữa hai chất có thể đóng vai trò hóa học, mà còn tạo ra sự chênh lệch điện thế do sự chênh lệch nồng độ dung dịch, chênh lệch nồng độ oxy xung quanh, sự khác biệt nhỏ về cấu trúc của chất, v.v., và đạt được sức mạnh ăn mòn, khiến kim loại có điện thế thấp và vị trí của tấm kim loại khô bị mất đi.
Tốc độ ăn mòn van
Tốc độ ăn mòn có thể được chia thành sáu cấp độ:
(1) Chống ăn mòn hoàn toàn: tốc độ ăn mòn nhỏ hơn 0,001 mm/năm
(2) Khả năng chống ăn mòn cực cao: tốc độ ăn mòn 0,001 đến 0,01 mm/năm
(3) Khả năng chống ăn mòn: tốc độ ăn mòn 0,01 đến 0,1 mm/năm
(4) Vẫn chống ăn mòn: tốc độ ăn mòn 0,1 đến 1,0 mm/năm
(5) Khả năng chống ăn mòn kém: tốc độ ăn mòn 1,0 đến 10 mm/năm
(6) Không chống ăn mòn: tốc độ ăn mòn lớn hơn 10 mm/năm
Chín biện pháp chống ăn mòn
1. Chọn vật liệu chống ăn mòn theo môi trường ăn mòn
Trong sản xuất thực tế, sự ăn mòn môi trường rất phức tạp, ngay cả khi vật liệu van được sử dụng trong cùng một môi trường là như nhau, nồng độ, nhiệt độ và áp suất của môi trường khác nhau, thì sự ăn mòn của môi trường đối với vật liệu cũng không giống nhau. Cứ mỗi 10°C tăng lên trong môi trường, tốc độ ăn mòn lại tăng khoảng 1-3 lần.
Nồng độ trung bình có ảnh hưởng lớn đến sự ăn mòn của vật liệu van. Ví dụ, chì trong axit sunfuric với nồng độ nhỏ thì sự ăn mòn rất nhỏ, khi nồng độ vượt quá 96% thì sự ăn mòn tăng mạnh. Ngược lại, thép cacbon bị ăn mòn nghiêm trọng nhất khi nồng độ axit sunfuric khoảng 50%, và khi nồng độ tăng lên trên 60% thì sự ăn mòn giảm mạnh. Ví dụ, nhôm có tính ăn mòn rất cao trong axit nitric đậm đặc với nồng độ trên 80%, nhưng lại ăn mòn nghiêm trọng trong axit nitric đậm đặc với nồng độ trung bình và thấp. Thép không gỉ rất bền với axit nitric loãng, nhưng lại bị ăn mòn nặng hơn trong axit nitric đậm đặc trên 95%.
Từ các ví dụ trên, có thể thấy rằng việc lựa chọn vật liệu van chính xác phải dựa trên tình huống cụ thể, phân tích các yếu tố khác nhau ảnh hưởng đến ăn mòn và lựa chọn vật liệu theo các hướng dẫn chống ăn mòn có liên quan.
2. Sử dụng vật liệu phi kim loại
Khả năng chống ăn mòn phi kim loại rất tốt, chỉ cần nhiệt độ và áp suất của van đáp ứng được yêu cầu của vật liệu phi kim loại, không chỉ giải quyết được vấn đề ăn mòn mà còn tiết kiệm được kim loại quý. Thân van, nắp van, lớp lót, bề mặt làm kín và các vật liệu phi kim loại thông dụng khác đều được chế tạo từ vật liệu phi kim loại.
Lớp lót van được làm từ các loại nhựa như PTFE và polyether clo hóa, cũng như cao su thiên nhiên, cao su tổng hợp, cao su nitrile và các loại cao su khác, và thân van chính được làm bằng gang và thép cacbon. Điều này không chỉ đảm bảo độ bền của van mà còn đảm bảo van không bị ăn mòn.
Ngày nay, ngày càng nhiều loại nhựa như nylon và PTFE được sử dụng, và cao su thiên nhiên và cao su tổng hợp được sử dụng để chế tạo các bề mặt làm kín và vòng đệm khác nhau, được sử dụng trên nhiều loại van. Những vật liệu phi kim loại được sử dụng làm bề mặt làm kín này không chỉ có khả năng chống ăn mòn tốt mà còn có hiệu suất làm kín tốt, đặc biệt phù hợp để sử dụng trong môi trường có hạt. Tuy nhiên, chúng có độ bền và khả năng chịu nhiệt kém hơn, và phạm vi ứng dụng cũng hạn chế.
3. Xử lý bề mặt kim loại
(1) Kết nối van: Ốc kết nối van thường được xử lý bằng phương pháp mạ kẽm, mạ crom và oxy hóa (màu xanh) để nâng cao khả năng chống ăn mòn trong khí quyển và môi trường. Ngoài các phương pháp nêu trên, các ốc vít khác cũng được xử lý bề mặt bằng phương pháp phosphat hóa tùy theo tình hình.
(2) Bề mặt bịt kín và các bộ phận kín có đường kính nhỏ: các quy trình bề mặt như thấm nitơ và boron hóa được sử dụng để cải thiện khả năng chống ăn mòn và chống mài mòn của nó.
(3) Chống ăn mòn thân: thấm nitơ, boron hóa, mạ crom, mạ niken và các quy trình xử lý bề mặt khác được sử dụng rộng rãi để cải thiện khả năng chống ăn mòn, chống ăn mòn và chống mài mòn của nó.
Các phương pháp xử lý bề mặt khác nhau nên phù hợp với các vật liệu thân van và môi trường làm việc khác nhau, trong khí quyển, môi trường hơi nước và thân van tiếp xúc đóng gói amiăng, có thể sử dụng mạ crom cứng, quy trình thấm nitơ khí (thép không gỉ không nên sử dụng quy trình thấm nitơ ion): trong môi trường khí quyển hydro sunfua sử dụng lớp phủ niken phốt pho cao mạ điện có hiệu suất bảo vệ tốt hơn; 38CrMOAIA cũng có thể chống ăn mòn bằng thấm nitơ ion và thấm nitơ khí, nhưng lớp phủ crom cứng không thích hợp để sử dụng; 2Cr13 có thể chống ăn mòn amoniac sau khi tôi và ram, và thép cacbon sử dụng thấm nitơ khí cũng có thể chống ăn mòn amoniac, trong khi tất cả các lớp mạ phốt pho-niken không có khả năng chống ăn mòn amoniac, và vật liệu thấm nitơ khí 38CrMOAIA có khả năng chống ăn mòn tuyệt vời và hiệu suất toàn diện, và nó chủ yếu được sử dụng để làm thân van.
(4) Thân van và tay quay cỡ nhỏ: Thường được mạ crôm để tăng khả năng chống ăn mòn và trang trí cho van.
4. Phun nhiệt
Phun nhiệt là một phương pháp gia cường bề mặt, sử dụng nguồn nhiệt mật độ năng lượng cao (ngọn lửa đốt khí, hồ quang điện, hồ quang plasma, gia nhiệt điện, nổ khí, v.v.) để nung nóng và làm nóng chảy vật liệu kim loại hoặc phi kim loại, sau đó phun lên bề mặt nền đã được xử lý sơ bộ dưới dạng phun sương để tạo thành lớp phủ, hoặc đồng thời gia nhiệt bề mặt nền, để lớp phủ nóng chảy trở lại trên bề mặt vật liệu nền, tạo thành quá trình gia cường bề mặt của lớp hàn phun.
Hầu hết kim loại và hợp kim của chúng, gốm oxit kim loại, hợp chất gốm kim loại và hợp chất kim loại cứng đều có thể được phủ lên bề mặt kim loại hoặc phi kim loại bằng một hoặc nhiều phương pháp phun nhiệt, giúp cải thiện khả năng chống ăn mòn bề mặt, chống mài mòn, chịu nhiệt độ cao và các đặc tính khác, đồng thời kéo dài tuổi thọ. Lớp phủ chức năng đặc biệt phun nhiệt, với các đặc tính cách nhiệt, cách điện (hoặc điện bất thường), bịt kín dễ mài, tự bôi trơn, bức xạ nhiệt, che chắn điện từ và các đặc tính đặc biệt khác, có thể sửa chữa linh kiện bằng phương pháp phun nhiệt.
5. Sơn phun
Lớp phủ là một phương pháp chống ăn mòn được sử dụng rộng rãi, là vật liệu chống ăn mòn không thể thiếu và là dấu hiệu nhận dạng trên các sản phẩm van. Lớp phủ cũng là vật liệu phi kim loại, thường được làm từ nhựa tổng hợp, bùn cao su, dầu thực vật, dung môi, v.v., phủ lên bề mặt kim loại, cách ly môi trường và không khí, đạt được mục đích chống ăn mòn.
Lớp phủ chủ yếu được sử dụng trong môi trường nước, nước mặn, nước biển, khí quyển và các môi trường khác không quá ăn mòn. Khoang bên trong của van thường được sơn chống ăn mòn để ngăn nước, không khí và các môi trường khác ăn mòn van.
6. Thêm chất ức chế ăn mòn
Cơ chế kiểm soát ăn mòn của chất ức chế ăn mòn là thúc đẩy quá trình phân cực của pin. Chất ức chế ăn mòn chủ yếu được sử dụng trong môi trường và chất độn. Việc bổ sung chất ức chế ăn mòn vào môi trường có thể làm chậm quá trình ăn mòn thiết bị và van. Ví dụ, thép không gỉ crom-niken trong axit sunfuric không oxy có phạm vi hòa tan lớn sẽ chuyển sang trạng thái thiêu kết. Ăn mòn nghiêm trọng hơn, nhưng việc thêm một lượng nhỏ đồng sunfat hoặc axit nitric và các chất oxy hóa khác có thể làm cho thép không gỉ chuyển sang trạng thái cùn, tạo thành một lớp màng bảo vệ trên bề mặt để ngăn chặn sự ăn mòn của môi trường. Trong axit clohydric, nếu thêm một lượng nhỏ chất oxy hóa, quá trình ăn mòn titan có thể được giảm bớt.
Kiểm tra áp suất van thường được sử dụng làm phương tiện để kiểm tra áp suất, dễ gây ra sự ăn mòn củavan, và thêm một lượng nhỏ natri nitrit vào nước có thể ngăn ngừa sự ăn mòn van do nước. Gioăng amiăng có chứa clorua, gây ăn mòn lớn cho thân van, và hàm lượng clorua có thể giảm nếu áp dụng phương pháp rửa bằng hơi nước, nhưng phương pháp này rất khó thực hiện và không thể phổ biến rộng rãi, chỉ phù hợp với những nhu cầu đặc biệt.
Để bảo vệ thân van và ngăn ngừa sự ăn mòn của miếng đệm amiăng, trong miếng đệm amiăng, chất ức chế ăn mòn và kim loại hy sinh được phủ trên thân van, chất ức chế ăn mòn bao gồm natri nitrit và natri cromat, có thể tạo ra lớp màng thụ động trên bề mặt thân van và cải thiện khả năng chống ăn mòn của thân van, và dung môi có thể làm cho chất ức chế ăn mòn hòa tan chậm và đóng vai trò bôi trơn; Trên thực tế, kẽm cũng là một chất ức chế ăn mòn, trước tiên có thể kết hợp với clorua trong amiăng, do đó cơ hội tiếp xúc giữa clorua và kim loại thân van giảm đáng kể, để đạt được mục đích chống ăn mòn.
7. Bảo vệ điện hóa
Có hai loại bảo vệ điện hóa: bảo vệ anốt và bảo vệ catốt. Nếu kẽm được sử dụng để bảo vệ sắt, kẽm bị ăn mòn, kẽm được gọi là kim loại hy sinh, thì trong thực tế sản xuất, bảo vệ anốt được sử dụng ít hơn, bảo vệ catốt được sử dụng nhiều hơn. Phương pháp bảo vệ catốt này được sử dụng cho các van lớn và van quan trọng, đây là phương pháp tiết kiệm, đơn giản và hiệu quả, và kẽm được thêm vào đệm amiăng để bảo vệ trục van.
8. Kiểm soát môi trường ăn mòn
Cái gọi là môi trường có hai loại là nghĩa rộng và nghĩa hẹp, nghĩa rộng của môi trường là nói đến môi trường xung quanh nơi lắp đặt van và môi trường tuần hoàn bên trong của nó, còn nghĩa hẹp của môi trường là nói đến các điều kiện xung quanh nơi lắp đặt van.
Hầu hết các môi trường đều không thể kiểm soát được, quy trình sản xuất không thể thay đổi tùy ý. Chỉ khi sản phẩm và quy trình không bị hư hại, mới có thể áp dụng các biện pháp kiểm soát môi trường, chẳng hạn như khử oxy trong nước lò hơi, bổ sung kiềm trong quá trình lọc dầu để điều chỉnh độ pH, v.v. Từ góc độ này, việc bổ sung chất ức chế ăn mòn và bảo vệ điện hóa đã đề cập ở trên cũng là một cách để kiểm soát môi trường ăn mòn.
Không khí chứa đầy bụi, hơi nước và khói, đặc biệt là trong môi trường sản xuất, chẳng hạn như nước muối khói, khí độc và bột mịn phát ra từ thiết bị, sẽ gây ra tình trạng ăn mòn van ở các mức độ khác nhau. Người vận hành nên thường xuyên vệ sinh, làm sạch van và nạp nhiên liệu định kỳ theo quy trình vận hành, đây là biện pháp hiệu quả để kiểm soát sự ăn mòn của môi trường. Lắp đặt nắp bảo vệ trên thân van, đặt giếng tiếp địa cho van tiếp địa và phun sơn lên bề mặt van là những biện pháp ngăn ngừa các chất ăn mòn làm mòn van.van.
Nhiệt độ môi trường tăng và ô nhiễm không khí, đặc biệt đối với thiết bị và van trong môi trường kín, sẽ đẩy nhanh quá trình ăn mòn của chúng, do đó cần sử dụng các xưởng mở hoặc các biện pháp thông gió và làm mát càng nhiều càng tốt để làm chậm quá trình ăn mòn môi trường.
9. Cải thiện công nghệ xử lý và cấu trúc van
Bảo vệ chống ăn mòn củavanlà một vấn đề đã được cân nhắc ngay từ đầu khi thiết kế, và một sản phẩm van có thiết kế kết cấu hợp lý và phương pháp gia công chính xác chắc chắn sẽ có tác dụng tốt trong việc làm chậm quá trình ăn mòn của van. Do đó, bộ phận thiết kế và sản xuất nên cải tiến các chi tiết thiết kế kết cấu không hợp lý, phương pháp gia công không chính xác và dễ bị ăn mòn, để phù hợp với yêu cầu của các điều kiện làm việc khác nhau.
Thời gian đăng: 22-01-2025
