Según las estimaciones de expertos de la rama de válvulas de la Asociación de la Industria General de Maquinaria de China (CGMA), Los incidentes de fuga causados ​​por la corrosión de la válvula de la válvula a nivel mundial a 30,000 anualmente. Las pérdidas de propiedad resultantes y la contaminación ambiental pueden exceder 90 millones de dólares. La seguridad de la válvula es de suma importancia para los sistemas de tuberías. Por lo tanto, Una comprensión profunda de las causas de la corrosión de la válvula y el dominio de las medidas efectivas de protección contra la corrosión de la válvula son cruciales para el sistema de tubería.

1. Análisis de causa y explicación principal de la corrosión de la válvula

Corrosión de la válvula es un proceso químico o electroquímico complejo donde los materiales de la válvula se degradan en un entorno específico. Los factores principales que contribuyen acorrosión de la válvula incluir:

1. Naturaleza química del medio:
   • Acidez/alcalinidad (ph): Ácido (P.EJ., HCL, H₂so₄) y alcalino (P.EJ., Naófica) Los medios son altamente corrosivos para los metales.
   • Oxidando/reduciendo propiedades: Medios oxidantes fuertes (P.EJ., ácido nítrico concentrado, cloro) acelerar la oxidación del metal.
   • Tipos de iones y concentración: Iones como cloruro (Cl⁻) y sulfuro (S²⁻) son agentes corrosivos comunes, potencialmente causando picaduras o grietas por corrosión de estrés incluso a bajas concentraciones.
   • Contenido de oxígeno: El oxígeno disuelto a menudo actúa como un despolarizador catódico en soluciones acuosas, corrosión acelerada.
   • Temperatura y presión: Generalmente, El aumento de la temperatura acelera las velocidades de reacción de corrosión. Los cambios de presión pueden afectar la fase de los medios y la solubilidad, afectando indirectamente la corrosión.
   • Caudal y estado: Las altas caudales pueden causar erosión-corrosión; Partículas sólidas en el fluido exacerbado de desgaste de desgaste; Las áreas estancadas o turbulentas pueden formar células de concentración, que conduce a la corrosión localizada.
2. Propiedades de los materiales de la válvula:
   • Composición química y microestructura: La resistencia a la corrosión inherente de un material depende de su composición química. Por ejemplo, cromo (CR) en acero inoxidable forma una película pasiva, Mejora de la resistencia. Tamaño de grano, composición de fase, y las inclusiones también afectan el comportamiento de la corrosión. La cuestión de qué materiales son resistentes a la corrosión es central aquí.
   • Condición superficial: Aspereza de la superficie, defectos (arañazos, grietas), y los contaminantes influyen en el inicio y progresión de la corrosión.
   • Estrés interno: Las tensiones residuales por procesamiento/soldadura o tensiones aplicadas durante el servicio pueden conducir a la grieta por corrosión de estrés (SCC).
3. Factores ambientales:
   • Entorno externo: La atmósfera externa (P.EJ., marina, industrial) puede causar corrosión en la superficie exterior del cuerpo de la válvula.
   • Fluctuaciones de temperatura: Los cambios en la temperatura cíclica pueden conducir a la condensación o acelerar el espalda de productos de corrosión.
4. Diseño de válvulas y proceso de fabricación:
   • Diseño estructural: Grietas (P.EJ., caras de brida, conexiones roscadas), piernas muertas, y las áreas de acumulación de líquidos son propensas a la corrosión de grietas debido a las células de concentración de oxígeno o enriquecimiento de iones.
   • Selección de material inadecuado: Elegir materiales inadecuados para las condiciones de trabajo reales es una causa común decorrosión de la válvula.
   • Defectos de fabricación: Los defectos de soldadura o fundición pueden convertirse en sitios de iniciación de corrosión.

Breve introducción a los principios de corrosión de la válvula:
La corrosión del metal es principalmente electroquímica. En la superficie del metal en un entorno corrosivo, Se forman áreas anódicas y catódicas microscópicas, creando una célula de corrosión.

• Reacción anódica: El metal pierde electrones y está oxidado: M → Mⁿ⁺ + , (disolución de metal).
• Reacción catódica: Agentes oxidantes en el medio ambiente (P.EJ., O₂, H⁺) ganar electrones en el cátodo.
  • Absorción de oxígeno (neutral/alcalino): O₂ + 2H₂o + 4E → 4OH⁻
  • Evolución de hidrógeno (ácido): 2H⁺ + 2E⁻ → H₂ ↑

Las formas comunes de la corrosión de la válvula incluyen corrosión uniforme, corrosión de picadura, corrosión de grietas, corrosión galvánica, corrosión intergranular, Agrietamiento de la corrosión del estrés (SCC), y erosión-corrosión.

2. Estrategias de solución de corrosión de la válvula para diferentes situaciones

Direccionamientocorrosión de la válvula Requiere seleccionar soluciones apropiadas basadas en causas de corrosión específicas, Características de los medios, condiciones de funcionamiento, y rentabilidad.

1. Selección de material racional (La solución fundamental):
   Este es el método más básico y crucial para prevenir la corrosión de la válvula.. Comprender qué materiales son resistentes a la corrosión es clave.
   • Materiales metálicos:
     • Aceros inoxidables: Aceros inoxidables austeníticos como 304, 316, y 316L son adecuados para la mayoría de los medios de comunicación débilmente corrosivos. Para medios que contienen cloruro, aceros inoxidables dúplex o aceros de acero inoxidable de mayor aleación (P.EJ., 904L, 254Nosotros) se prefieren.
     • Ejemplos de aleación resistentes a la corrosión:
     • Aleaciones de titanio y titanio: Excelente resistencia a los ácidos oxidantes (P.EJ., ácido nítrico), agua de mar, y soluciones de cloruro, pero no ácidos no oxidantes (P.EJ., HCL, H₂so₄).
     • Acero de hierro fundido: Bajo costo pero mala resistencia a la corrosión. A menudo se usa para medios menos corrosivos como el agua, vapor, aceite, o con revestimientos anticorrosiones.
   • Materiales no metálicos:
     • Válvulas de plástico: CLORURO DE POLIVINILO, CPVC, PÁGINAS, PVDF, PTFE, etc., ofrecer buena resistencia a muchos ácidos, alcalino, y soluciones salinas pero tienen limitaciones en la temperatura, presión, y resistencia mecánica.
     • Válvulas cerámicas: Extremadamente duro, resistente al desgaste, y poseer una excelente resistencia a la corrosión química, Adecuado para condiciones altamente corrosivas y abrasivas, pero son frágiles y no resistentes al impacto.
     • Válvulas de goma: Válvulas de diafragma, válvulas de mariposa, etc., Aislar los medios del cuerpo de metal con un revestimiento de goma resistente a la corrosión (P.EJ., goma de butilo, Fluoroelaste).
   • Principio de selección: Comprender a fondo la composición de los medios, concentración, temperatura, presión, caudal, y contenido de impureza. Consulte los manuales de datos de corrosión o realice pruebas de corrosión para seleccionar el material más rentable. Esto lleva a la creación de Válvulas contra la corrosión Diseñado para servicios específicos. Por ejemplo, Seleccionar el material correcto es crucial para fabricar un válvula de retención resistente a la corrosión o válvulas de bola resistentes a la corrosión. Similarmente, la integridad de válvulas de puerta resistentes a la corrosión y válvulas de parada resistentes a la corrosión Depende en gran medida de esta elección inicial.
2. Tratamiento de la superficie de la válvula y protección de recubrimiento (Protección de aislamiento):
   Formar una capa protectora en la superficie del material de la válvula para aislar el sustrato metálico del medio corrosivo es un aspecto clave deProtección contra la corrosión de la válvula.
   • Recubrimientos no metálicos para la válvula:
     • Revestimiento orgánico: Resina epoxídica, poliuretano, resina fenólica, revestimientos de fluorocarbono (PTFE, FEP, PFA). Los recubrimientos PTFE ofrecen una excelente resistencia química y baja fricción.
     • Recubrimientos inorgánicos: Esmalte, revestimiento de cerámica. Las válvulas de esmalte tienen una buena resistencia al ácido, pero son susceptibles al impacto.
   • Recubrimiento metálico/superposición de soldadura para la válvula:
     • Recubrimiento de níquel electroales (Enp): Revestimiento uniforme, alta dureza, buena resistencia a la corrosión.
     • Galvanización de hot dip: Principalmente para la protección de la corrosión externa de las válvulas de acero al carbono.
     • Superposición de soldadura de aleación resistente a la corrosión: Soldar una capa de aleación resistente a la corrosión (P.EJ., Stellite, acero inoxidable) en áreas críticas como las caras de sellado y los asientos de acero al carbono o válvulas de acero de baja aleación para mejorar la corrosión local y la resistencia al desgaste.
   • Tecnología de revestimiento:
     • Revestimiento de goma, Revestimiento fluoroplástico (PTFE, FEP, PFA, Después): Adecuado para válvulas de gran diámetro o cavidades complejas de válvulas internas; rentable.
   • Revestimientos de conversión química: Fosfante, Anodizante, pasivación para mejorar la resistencia a la corrosión de la superficie y la adhesión de recubrimiento.
3. Optimización del diseño estructural y el proceso de fabricación (Prevención de defectos):
   • Evite las grietas y las piernas muertas: Asegurar rutas de flujo suaves.
   • Evite el contacto de metal diferente: Si inevitable, Use aislamiento o seleccione metales con potenciales cerrados.
   • Eliminar las concentraciones de estrés: A través de un diseño adecuado y tratamiento térmico para eliminar el estrés de la válvula.
   • Mejorar la calidad del procesamiento: Asegure una buena calidad de soldadura, Reducir los defectos de fundición, y mejorar el acabado superficial. Este enfoque proactivo ayuda a producirválvulas anticorrosiones.
4. Inspección y mantenimiento regulares:
   • Inspecciones periódicas: Controles visuales, Medidas de grosor, pruebas no destructivas.
   • Reemplazo oportuno: Las válvulas y accesorios con corrosión severa deben reemplazarse inmediatamente.

3. Comparación de estrategias de solución de corrosión de la válvula

Estrategia de solución	Ventajas	Desventajas	Aplicabilidad	Consideración de costo
Elección del material racional	Fundamentalmente resuelve la corrosión, alta fiabilidad, vida larga	Inversión inicial más alta, Algunos materiales especiales difíciles de procesar	Medios corrosivos severos, válvulas críticas, Requisitos de vida útil larga	Alto (materiales especiales)
Recubrimiento de superficie/revestimiento	Costo relativamente menor (VS. aleación completa), amplia aplicabilidad	Recubrimiento/revestimiento se puede dañar/pelar, vida limitada, Necesita inspección	Medios corrosivos medianos, válvulas grandes, Requisitos económicos más altos	Medio
Control de medios/procesos	Costo potencialmente bajo, puede aplicarse ampliamente	Puede afectar la eficiencia del proceso, requiere un control preciso, Los inhibidores pueden agregar problemas	Corrosión controlable a través del proceso, sistemas de circuito cerrado	Bajo a medio
Protección electroquímica	Efectivo para estructuras existentes, control preciso	Necesita potencia externa o reemplazo del ánodo, Diseño/mantenimiento complejos	Válvulas enterradas, grandes válvulas sumergidas, medios específicos (P.EJ., agua de mar)	Medio a alto
Diseño optimizado/MFG.	Preventivo, Reduce el riesgo de la fuente, bajo costo marginal	Difícil de mejorar las válvulas existentes, Necesita consideración temprana	Todos los procesos de diseño y fabricación de válvulas	Bajo (etapa de diseño)
Inspeccionar/mantener regularmente	Detección de problemas temprano, extiende la vida, Evita fallas repentinas	Requiere recursos, tiempo de inactividad potencial	Todas las válvulas en servicio	Bajo a medio

4. Conclusión sobre soluciones de corrosión de la válvula

Corrosión de la válvula es un problema complejo influenciado por múltiples factores. Un soloSolución de corrosión de la válvula a menudo es insuficiente; Una combinación de métodos resistentes a la corrosión es mejor para resolver el problema. En la práctica, Un análisis detallado de las condiciones de funcionamiento de la válvula y el entorno corrosivo es crucial para identificar los tipos de corrosión primarios y las causas. Basado en la viabilidad técnica, viabilidad económica, y seguridad, Elegir el más adecuado materiales resistentes a la corrosión para válvulas. Esto puede complementarse con tratamientos superficiales, revestimiento, y electroquímicoProtección contra la corrosión de la válvula.

Desde el diseño, selección de material, Protección al mantenimiento, Un plan integral de prevención de corrosión de la válvula puede minimizar o prevenir la corrosión de la válvula en la mayor medida. Asegurando la seguridad, La estabilidad y la operación a largo plazo de las válvulas corroídas es de vital importancia.

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