ความรู้พื้นฐานและข้อควรระวังเกี่ยวกับการกัดกร่อนของวาล์ว

การกัดกร่อนเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งที่ทำให้เกิดวาล์วความเสียหาย. ดังนั้นในวาล์วการป้องกัน การป้องกันการกัดกร่อนของวาล์วถือเป็นประเด็นสำคัญที่ต้องพิจารณา

วาล์วรูปแบบการกัดกร่อน
การกัดกร่อนของโลหะส่วนใหญ่เกิดจากการกัดกร่อนทางเคมีและการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้า และการกัดกร่อนของวัสดุที่ไม่ใช่โลหะโดยทั่วไปมีสาเหตุมาจากการกระทำทางเคมีและกายภาพโดยตรง
1. การกัดกร่อนของสารเคมี
ภายใต้เงื่อนไขที่ไม่มีกระแสไฟฟ้าเกิดขึ้น ตัวกลางโดยรอบจะทำปฏิกิริยาโดยตรงกับโลหะและทำลายมัน เช่น การกัดกร่อนของโลหะด้วยก๊าซแห้งอุณหภูมิสูงและสารละลายที่ไม่ใช่อิเล็กโทรไลต์
2. การกัดกร่อนของกัลวานิก
โลหะสัมผัสกับอิเล็กโทรไลต์ ส่งผลให้เกิดการไหลของอิเล็กตรอน ซึ่งทำให้ตัวเองได้รับความเสียหายจากปฏิกิริยาเคมีไฟฟ้า ซึ่งเป็นรูปแบบหลักของการกัดกร่อน
การกัดกร่อนของสารละลายเกลือกรดเบสทั่วไป การกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ การกัดกร่อนของดิน การกัดกร่อนของน้ำทะเล การกัดกร่อนของจุลินทรีย์ การกัดกร่อนแบบรูพรุน และการกัดกร่อนตามรอยแยกของเหล็กกล้าไร้สนิม ฯลฯ ล้วนเป็นการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าทั้งสิ้น การกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าไม่เพียงเกิดขึ้นระหว่างสารสองชนิดที่สามารถมีบทบาททางเคมีเท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นเนื่องจากความเข้มข้นของสารละลายที่แตกต่างกัน ความแตกต่างของความเข้มข้นของออกซิเจนโดยรอบ โครงสร้างของสารที่แตกต่างกันเล็กน้อย เป็นต้น และ ได้รับพลังการกัดกร่อนทำให้โลหะที่มีศักยภาพต่ำและตำแหน่งของแผ่นแดดแห้งหายไป

อัตราการกัดกร่อนของวาล์ว
อัตราการกัดกร่อนสามารถแบ่งออกได้เป็น 6 ระดับ:
(1) ทนต่อการกัดกร่อนอย่างสมบูรณ์: อัตราการกัดกร่อนน้อยกว่า 0.001 มม./ปี
(2) ทนทานต่อการกัดกร่อนสูง: อัตราการกัดกร่อน 0.001 ถึง 0.01 มม./ปี
(3) ความต้านทานการกัดกร่อน: อัตราการกัดกร่อน 0.01 ถึง 0.1 มม./ปี
(4) ยังคงทนต่อการกัดกร่อน: อัตราการกัดกร่อน 0.1 ถึง 1.0 มม./ปี
(5) ความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ: อัตราการกัดกร่อน 1.0 ถึง 10 มม./ปี
(6) ไม่ทนต่อการกัดกร่อน: อัตราการกัดกร่อนมากกว่า 10 มม./ปี

เก้ามาตรการป้องกันการกัดกร่อน
1. เลือกวัสดุที่ทนต่อการกัดกร่อนตามสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
ในการผลิตจริง การกัดกร่อนของตัวกลางมีความซับซ้อนมาก แม้ว่าวัสดุวาล์วที่ใช้ในตัวกลางเดียวกันจะเหมือนกัน ความเข้มข้น อุณหภูมิ และความดันของตัวกลางจะแตกต่างกัน และการกัดกร่อนของตัวกลางกับวัสดุนั้น ไม่เหมือนกัน สำหรับอุณหภูมิปานกลางที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อัตราการกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นประมาณ 1~3 เท่า
ความเข้มข้นปานกลางมีอิทธิพลอย่างมากต่อการกัดกร่อนของวัสดุวาล์ว เช่นตะกั่วอยู่ในกรดซัลฟิวริกที่มีความเข้มข้นเล็กน้อย การกัดกร่อนจะมีน้อยมาก และเมื่อความเข้มข้นเกิน 96% การกัดกร่อนจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในทางตรงกันข้าม เหล็กกล้าคาร์บอนมีการกัดกร่อนที่รุนแรงที่สุดเมื่อความเข้มข้นของกรดซัลฟิวริกอยู่ที่ประมาณ 50% และเมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้นมากกว่า 60% การกัดกร่อนจะลดลงอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่นอลูมิเนียมมีฤทธิ์กัดกร่อนมากในกรดไนตริกเข้มข้นที่มีความเข้มข้นมากกว่า 80% แต่มีฤทธิ์กัดกร่อนอย่างรุนแรงในกรดไนตริกที่มีความเข้มข้นปานกลางและต่ำ และสแตนเลสมีความทนทานต่อกรดไนตริกเจือจางมาก แต่จะรุนแรงขึ้นใน กรดไนตริกเข้มข้นมากกว่า 95%
จากตัวอย่างข้างต้น จะเห็นได้ว่าการเลือกวัสดุวาล์วที่ถูกต้องควรขึ้นอยู่กับสถานการณ์เฉพาะ วิเคราะห์ปัจจัยต่างๆ ที่ส่งผลต่อการกัดกร่อน และเลือกวัสดุตามคู่มือป้องกันการกัดกร่อนที่เกี่ยวข้อง
2. ใช้วัสดุที่ไม่ใช่โลหะ
ความต้านทานการกัดกร่อนที่ไม่ใช่โลหะนั้นดีเยี่ยม ตราบใดที่อุณหภูมิและความดันของวาล์วตรงตามความต้องการของวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ไม่เพียงแต่สามารถแก้ปัญหาการกัดกร่อนเท่านั้น แต่ยังช่วยประหยัดโลหะมีค่าอีกด้วย ตัววาล์ว ฝากระโปรง ซับใน พื้นผิวการซีล และวัสดุอโลหะอื่นๆ ที่ใช้กันทั่วไปถูกสร้างขึ้น
พลาสติก เช่น PTFE และคลอรีนโพลีอีเทอร์ รวมถึงยางธรรมชาติ นีโอพรีน ยางไนไตรล์ และยางอื่นๆ ใช้สำหรับซับในวาล์ว และส่วนหลักของฝากระโปรงตัววาล์วทำจากเหล็กหล่อและเหล็กกล้าคาร์บอน ไม่เพียงแต่รับประกันความแข็งแรงของวาล์วเท่านั้น แต่ยังรับประกันว่าวาล์วจะไม่สึกกร่อนอีกด้วย
ปัจจุบันมีการใช้พลาสติกมากขึ้น เช่น ไนลอน และ PTFE และใช้ยางธรรมชาติและยางสังเคราะห์เพื่อสร้างพื้นผิวการซีลและวงแหวนซีลต่างๆ ซึ่งใช้กับวาล์วต่างๆ วัสดุที่ไม่ใช่โลหะที่ใช้เป็นพื้นผิวการซีลไม่เพียงแต่มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเท่านั้น แต่ยังมีประสิทธิภาพการซีลที่ดีอีกด้วย ซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับใช้ในสื่อที่มีอนุภาค แน่นอนว่ามีความแข็งแรงน้อยกว่าและทนความร้อน และขอบเขตการใช้งานมีจำกัด
3. การรักษาพื้นผิวโลหะ
(1) การเชื่อมต่อวาล์ว: การเชื่อมต่อวาล์วหอยทากโดยทั่วไปได้รับการบำบัดด้วยการชุบสังกะสี ชุบโครเมี่ยม และออกซิเดชัน (สีน้ำเงิน) เพื่อปรับปรุงความสามารถในการต้านทานการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศและปานกลาง นอกเหนือจากวิธีการข้างต้นแล้ว ตัวยึดอื่นๆ ยังได้รับการปรับสภาพพื้นผิว เช่น ฟอสเฟต ตามสถานการณ์
(2) พื้นผิวการปิดผนึกและชิ้นส่วนปิดที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็ก: กระบวนการพื้นผิวเช่นไนไตรด์และโบรอนไนซ์ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการสึกหรอ
(3) การป้องกันการกัดกร่อนของลำต้น: ไนไตรด์ โบรอนไนเซชัน การชุบโครเมี่ยม การชุบนิกเกิล และกระบวนการรักษาพื้นผิวอื่น ๆ ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานการกัดกร่อน และความต้านทานต่อการขัดถู
การรักษาพื้นผิวที่แตกต่างกันควรเหมาะสมกับวัสดุต้นกำเนิดและสภาพแวดล้อมการทำงานที่แตกต่างกัน ในบรรยากาศ ไอน้ำปานกลางและก้านสัมผัสบรรจุใยหิน สามารถใช้การชุบฮาร์ดโครม กระบวนการไนไตรด์ด้วยแก๊ส (สแตนเลสไม่ควรใช้กระบวนการไนไตรด์ไอออน): ในไฮโดรเจน สภาพแวดล้อมในบรรยากาศซัลไฟด์โดยใช้การเคลือบนิกเกิลฟอสฟอรัสสูงด้วยไฟฟ้ามีประสิทธิภาพการป้องกันที่ดีกว่า 38CrMOAIA ยังสามารถทนต่อการกัดกร่อนด้วยไอออนและไนไตรด์ของแก๊ส แต่การเคลือบฮาร์ดโครมไม่เหมาะสำหรับการใช้งาน 2Cr13 สามารถต้านทานการกัดกร่อนของแอมโมเนียได้หลังจากการดับและการแบ่งเบาบรรเทา และเหล็กกล้าคาร์บอนที่ใช้แก๊สไนไตรด์ก็สามารถต้านทานการกัดกร่อนของแอมโมเนียได้ ในขณะที่ชั้นชุบฟอสฟอรัส-นิกเกิลทั้งหมดไม่ทนต่อการกัดกร่อนของแอมโมเนีย และวัสดุไนไตรด์ก๊าซ 38CrMOAIA มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยมและประสิทธิภาพที่ครอบคลุม และส่วนใหญ่จะใช้ทำก้านวาล์ว
(4) ตัววาล์วขนาดเล็กและล้อมือ: มักจะชุบโครเมียมเพื่อปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนและตกแต่งวาล์ว
4. การฉีดพ่นด้วยความร้อน
การพ่นด้วยความร้อนเป็นวิธีหนึ่งในการเตรียมการเคลือบ และได้กลายเป็นหนึ่งในเทคโนโลยีใหม่สำหรับการปกป้องพื้นผิวของวัสดุ เป็นวิธีกระบวนการเสริมพื้นผิวที่ใช้แหล่งความร้อนที่มีความหนาแน่นพลังงานสูง (เปลวไฟจากการเผาไหม้ของแก๊ส อาร์คไฟฟ้า อาร์กพลาสมา เครื่องทำความร้อนไฟฟ้า การระเบิดของแก๊ส ฯลฯ) เพื่อให้ความร้อนและละลายโลหะหรือวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ แล้วฉีดพ่นไปที่ พื้นผิวพื้นฐานที่ผ่านการเตรียมล่วงหน้าในรูปแบบของการทำให้เป็นละอองเพื่อสร้างการเคลือบสเปรย์หรือให้ความร้อนพื้นผิวพื้นฐานในเวลาเดียวกันเพื่อให้การเคลือบละลายอีกครั้งบนพื้นผิวของสารตั้งต้นเพื่อสร้างกระบวนการเสริมความแข็งแรงของพื้นผิวของชั้นเชื่อมแบบสเปรย์
โลหะส่วนใหญ่และโลหะผสม เซรามิกของโลหะออกไซด์ คอมโพสิตเซอร์เมท และสารประกอบโลหะแข็งสามารถเคลือบบนพื้นผิวโลหะหรือไม่ใช่โลหะได้ด้วยวิธีพ่นด้วยความร้อนวิธีใดวิธีหนึ่งหรือหลายวิธี ซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของพื้นผิว ความต้านทานการสึกหรอ ทนต่ออุณหภูมิสูง และอื่นๆ คุณสมบัติและยืดอายุการใช้งาน การพ่นด้วยความร้อนเคลือบฟังก์ชันพิเศษ ด้วยฉนวนความร้อน ฉนวน (หรือไฟฟ้าที่ผิดปกติ) การปิดผนึกแบบบดได้ การหล่อลื่นในตัวเอง การแผ่รังสีความร้อน การป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้า และคุณสมบัติพิเศษอื่น ๆ การใช้การพ่นด้วยความร้อนสามารถซ่อมแซมชิ้นส่วนได้
5. พ่นสี
การเคลือบเป็นวิธีการป้องกันการกัดกร่อนที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย และเป็นวัสดุป้องกันการกัดกร่อนที่ขาดไม่ได้และเครื่องหมายระบุผลิตภัณฑ์วาล์ว การเคลือบยังเป็นวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งมักจะทำจากเรซินสังเคราะห์ สารละลายยาง น้ำมันพืช ตัวทำละลาย ฯลฯ ครอบคลุมพื้นผิวโลหะ แยกตัวกลางและบรรยากาศ และบรรลุวัตถุประสงค์ของการป้องกันการกัดกร่อน
สารเคลือบส่วนใหญ่จะใช้ในน้ำ น้ำเค็ม น้ำทะเล บรรยากาศ และสภาพแวดล้อมอื่นๆ ที่ไม่กัดกร่อนเกินไป ช่องด้านในของวาล์วมักทาสีด้วยสีป้องกันการกัดกร่อนเพื่อป้องกันไม่ให้น้ำ อากาศ และสื่ออื่น ๆ กัดกร่อนวาล์ว
6.เติมสารยับยั้งการกัดกร่อน
กลไกที่สารยับยั้งการกัดกร่อนควบคุมการกัดกร่อนคือ กลไกดังกล่าวส่งเสริมให้เกิดโพลาไรเซชันของแบตเตอรี่ สารยับยั้งการกัดกร่อนส่วนใหญ่จะใช้ในสื่อและสารตัวเติม การเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนลงในตัวกลางสามารถชะลอการกัดกร่อนของอุปกรณ์และวาล์วได้ เช่น สแตนเลสโครเมียม-นิกเกิลในกรดซัลฟิวริกที่ปราศจากออกซิเจน ซึ่งมีช่วงการละลายขนาดใหญ่เข้าสู่สถานะเผาศพ การกัดกร่อนจะรุนแรงมากขึ้น แต่การเพิ่มขนาดเล็ก ปริมาณคอปเปอร์ซัลเฟตหรือกรดไนตริกและสารออกซิแดนท์อื่น ๆ สามารถทำให้สแตนเลสกลายเป็นสถานะทื่อพื้นผิวของฟิล์มป้องกันเพื่อป้องกันการกัดเซาะของตัวกลางใน กรดไฮโดรคลอริกหากเติมสารออกซิแดนท์จำนวนเล็กน้อย การกัดกร่อนของไทเทเนียมจะลดลง
การทดสอบแรงดันวาล์วมักใช้เป็นตัวกลางในการทดสอบแรงดันซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อนของวาล์วได้ง่ายวาล์วและการเติมโซเดียมไนไตรท์จำนวนเล็กน้อยลงในน้ำสามารถป้องกันการกัดกร่อนของวาล์วด้วยน้ำได้ การบรรจุแร่ใยหินประกอบด้วยคลอไรด์ซึ่งกัดกร่อนก้านวาล์วอย่างมากและปริมาณคลอไรด์สามารถลดลงได้หากใช้วิธีการล้างด้วยไอน้ำ แต่วิธีนี้ทำได้ยากมากและไม่สามารถแพร่หลายโดยทั่วไปได้ และเหมาะสำหรับเฉพาะพิเศษเท่านั้น ความต้องการ
เพื่อป้องกันก้านวาล์วและป้องกันการกัดกร่อนของการบรรจุแร่ใยหิน ในการบรรจุแร่ใยหิน สารยับยั้งการกัดกร่อนและโลหะบูชายัญจะถูกเคลือบบนก้านวาล์ว สารยับยั้งการกัดกร่อนประกอบด้วยโซเดียมไนไตรท์และโซเดียมโครเมต ซึ่งสามารถสร้าง ฟิล์มทู่บนพื้นผิวของก้านวาล์วและปรับปรุงความต้านทานการกัดกร่อนของก้านวาล์วและตัวทำละลายสามารถทำให้สารยับยั้งการกัดกร่อนละลายช้าๆและมีบทบาทในการหล่อลื่น ในความเป็นจริง สังกะสียังเป็นสารยับยั้งการกัดกร่อน ซึ่งสามารถรวมกับคลอไรด์ในแร่ใยหินก่อน ดังนั้นโอกาสในการสัมผัสคลอไรด์และโลหะก้านจะลดลงอย่างมาก เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ของการป้องกันการกัดกร่อน
7. การป้องกันไฟฟ้าเคมี
การป้องกันไฟฟ้าเคมีมีสองประเภท: การป้องกันขั้วบวกและการป้องกันแคโทด หากใช้สังกะสีเพื่อปกป้องเหล็ก สังกะสีจะถูกกัดกร่อน สังกะสีเรียกว่าโลหะบูชายัญ ในทางปฏิบัติการผลิต การป้องกันแอโนดจะใช้น้อยลง การป้องกันแบบคาโทดิกจะถูกใช้มากขึ้น วิธีการป้องกันแคโทดนี้ใช้กับวาล์วขนาดใหญ่และวาล์วที่สำคัญ ซึ่งเป็นวิธีที่ประหยัด ง่าย และมีประสิทธิภาพ และมีการเติมสังกะสีลงในการบรรจุแร่ใยหินเพื่อปกป้องก้านวาล์ว
8. ควบคุมสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
สภาพแวดล้อมที่เรียกว่ามีความรู้สึกกว้างและความรู้สึกแคบสองประเภท ความรู้สึกของสภาพแวดล้อมกว้างหมายถึงสภาพแวดล้อมรอบ ๆ สถานที่ติดตั้งวาล์วและสื่อการไหลเวียนภายใน และความรู้สึกของสภาพแวดล้อมที่แคบหมายถึงเงื่อนไขรอบ ๆ สถานที่ติดตั้งวาล์ว .
สภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ไม่สามารถควบคุมได้ และกระบวนการผลิตไม่สามารถเปลี่ยนแปลงได้ตามอำเภอใจ เฉพาะในกรณีที่จะไม่เกิดความเสียหายต่อผลิตภัณฑ์และกระบวนการเท่านั้นจึงจะสามารถใช้วิธีการควบคุมสภาพแวดล้อมได้ เช่น การดีออกซิเจนของน้ำในหม้อต้ม การเติมอัลคาไลในกระบวนการกลั่นน้ำมันเพื่อปรับค่า PH เป็นต้น จากนี้ ในมุมมอง การเติมสารยับยั้งการกัดกร่อนและการป้องกันไฟฟ้าเคมีที่กล่าวถึงข้างต้นเป็นวิธีหนึ่งในการควบคุมสภาพแวดล้อมที่มีฤทธิ์กัดกร่อน
บรรยากาศเต็มไปด้วยฝุ่น ไอน้ำ และควัน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมการผลิต เช่น ควันน้ำเกลือ ก๊าซพิษ และผงละเอียดที่ปล่อยออกมาจากอุปกรณ์ ซึ่งจะทำให้เกิดการกัดกร่อนของวาล์วในระดับต่างๆ ผู้ปฏิบัติงานควรทำความสะอาดและไล่วาล์วอย่างสม่ำเสมอ และเติมเชื้อเพลิงอย่างสม่ำเสมอตามข้อกำหนดของขั้นตอนการทำงาน ซึ่งเป็นมาตรการที่มีประสิทธิภาพในการควบคุมการกัดกร่อนของสิ่งแวดล้อม การติดตั้งฝาครอบป้องกันบนก้านวาล์ว การตั้งบ่อดินบนวาล์วกราวด์ และการพ่นสีบนพื้นผิววาล์ว ล้วนเป็นวิธีป้องกันไม่ให้สารกัดกร่อนกัดกร่อนวาล์ว.
การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิโดยรอบและมลพิษทางอากาศ โดยเฉพาะสำหรับอุปกรณ์และวาล์วในสภาพแวดล้อมแบบปิด จะช่วยเร่งการกัดกร่อน และควรใช้โรงปฏิบัติงานแบบเปิดหรือมาตรการระบายอากาศและความเย็นให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เพื่อชะลอการกัดกร่อนในสิ่งแวดล้อม
9. ปรับปรุงเทคโนโลยีการประมวลผลและโครงสร้างวาล์ว
การป้องกันการกัดกร่อนของวาล์วเป็นปัญหาที่ได้รับการพิจารณาตั้งแต่เริ่มต้นการออกแบบและผลิตภัณฑ์วาล์วที่มีการออกแบบโครงสร้างที่เหมาะสมและวิธีการดำเนินการที่ถูกต้องจะมีผลดีต่อการชะลอการกัดกร่อนของวาล์วอย่างไม่ต้องสงสัย ดังนั้นฝ่ายออกแบบและผลิตจึงควรปรับปรุงชิ้นส่วนที่ไม่สมเหตุสมผลในการออกแบบโครงสร้าง ไม่ถูกต้องในวิธีดำเนินการ และทำให้เกิดการกัดกร่อนได้ง่าย เพื่อปรับให้เข้ากับความต้องการของสภาพการทำงานต่างๆ