Selon les estimations des experts de la branche de valve de la China General Machinery Industry Association (CGMA), Les incidents de fuite causés par la corrosion de la valve s'élèvent à l'échelle mondiale 30,000 annuellement. Les pertes de biens qui en résultent et la pollution de l'environnement peuvent dépasser 90 million de dollars. La sécurité des soupapes est d'une importance primordiale pour les systèmes de tuyaux. Donc, Une compréhension approfondie des causes de la corrosion de la valve et de la maîtrise des mesures efficaces de protection contre la corrosion de la valve est cruciale pour le système de tuyaux.

1. Analyse des causes et explication principale de la corrosion de la valve

Corrosion de la valve est un processus chimique ou électrochimique complexe où les matériaux de valve se dégradent dans un environnement spécifique. Les principaux facteurs contribuant àcorrosion de la valve inclure:

1. Nature chimique du milieu:
   • Acidité / alcalinité (pH): Acide (Par exemple, HCL, H₂so₄) et alcalin (Par exemple, Naoh) Les médias sont très corrosifs aux métaux.
   • Oxydation / réduction des propriétés: Médias oxydants forts (Par exemple, acide nitrique concentré, chlore) accélérer l'oxydation des métaux.
   • Types d'ions et concentration: Des ions comme le chlorure (Cl⁻) et sulfure (S²⁻) sont des agents corrosifs courants, Potentiellement provoquant des piqûres ou des fissures de corrosion de contrainte même à de faibles concentrations.
   • Teneur en oxygène: L'oxygène dissous agit souvent comme un dépolariseur cathodique dans des solutions aqueuses, accélérer la corrosion.
   • Température et pression: En général, L'augmentation de la température accélère les taux de réaction de corrosion. Les changements de pression peuvent affecter la phase des médias et la solubilité, impact indirectement sur la corrosion.
   • Débit et état: Des débits élevés peuvent provoquer une corrosion de l'érosion; Les particules solides dans le fluide exacerbent la corrosion d'usure; Les zones stagnantes ou turbulentes peuvent former des cellules de concentration, conduisant à une corrosion localisée.
2. Propriétés des matériaux de vanne:
   • Composition chimique et microstructure: La résistance à la corrosion inhérente d'un matériau dépend de sa composition chimique. Par exemple, chrome (Croisement) en acier inoxydable forme un film passif, Amélioration de la résistance. Taille des grains, composition de phase, et les inclusions affectent également le comportement de corrosion. La question de savoir quels matériaux sont résistants à la corrosion est central ici.
   • Condition de surface: Rugosité de surface, défauts (rayures, fissure), et les contaminants influencent l'initiation et la progression de la corrosion.
   • Stress interne: Les contraintes résiduelles du traitement / soudage ou des contraintes appliquées pendant le service peuvent entraîner des fissures de corrosion des contraintes (SCC).
3. Facteurs environnementaux:
   • Environnement externe: L'atmosphère externe (Par exemple, marin, industriel) peut provoquer de la corrosion sur la surface extérieure du corps de la valve.
   • Fluctuations de température: Les changements de température cyclique peuvent entraîner une condensation ou accélérer l'écaillage des produits de corrosion.
4. Processus de conception et de fabrication de la valve:
   • Conception structurelle: Crevasses (Par exemple, Visages de la bride, Connexions filetées), jambes mortes, et les zones d'accumulation de liquide sont sujets à la corrosion des crevasses en raison de cellules de concentration en oxygène ou d'enrichissement ion.
   • Sélection de matériaux inappropriés: Choisir des matériaux inappropriés pour les conditions de travail réelles est une cause courante decorrosion de la valve.
   • Défauts de fabrication: Les défauts de soudage ou de coulée peuvent devenir des sites d'initiation de la corrosion.

Brève introduction aux principes de corrosion de la valve:
La corrosion métallique est principalement électrochimique. Sur la surface métallique dans un environnement corrosif, Les zones anodiques et cathodiques microscopiques se forment, Créer une cellule de corrosion.

• Réaction anodique: Le métal perd des électrons et est oxydé: M → Mⁿ⁺ + , (dissolution du métal).
• Réaction cathodique: Les agents oxydants dans l'environnement (Par exemple, O₂, H⁺) gagner des électrons à la cathode.
  • Absorption d'oxygène (neutre / alcalin): O₂ + 2H₂o + 4E → 4OH⁻
  • Évolution de l'hydrogène (acide): 2H⁺ + 2e⁻ → h₂ ↑

Les formes courantes de corrosion de la valve comprennent une corrosion uniforme, Corrosion piquante, corrosion des crevasses, corrosion galvanique, corrosion intergranulaire, Crackage de corrosion des contraintes (SCC), et la corrosion de l'érosion.

2. Stratégies de solution de corrosion de valve pour différentes situations

Adressagecorrosion de la valve nécessite de sélectionner des solutions appropriées basées sur des causes de corrosion spécifiques, caractéristiques des médias, conditions de fonctionnement, et rentable.

1. Sélection de matériaux rationnels (La solution fondamentale):
   C'est la méthode la plus fondamentale et la plus cruciale pour prévenir la corrosion de la valve. Comprendre quels matériaux sont résistants à la corrosion.
   • Matériaux métalliques:
     • Aciers inoxydables: Aciers inoxydables austénitiques comme 304, 316, et 316L conviennent aux médias les plus faiblement corrosifs. Pour les médias contenant du chlorure, aciers inoxydables duplex ou aciers inoxydables à alliage supérieur (Par exemple, 904L, 254Nous) sont préférés.
     • Exemples d'alliages résistants à la corrosion:
     • Alliages en titane et en titane: Excellente résistance aux acides oxydants (Par exemple, acide nitrique), eau de mer, et des solutions de chlorure, mais pas les acides non oxydants (Par exemple, HCL, H₂so₄).
     • Fonte / acier au carbone: Faible coût mais mauvaise résistance à la corrosion. Souvent utilisé pour des supports moins corrosifs comme l'eau, vapeur, huile, ou avec des doublures anti-corrosion.
   • Matériaux non métalliques:
     • Vannes en plastique: PVC, Cpvc, Pp, PVDF, Ptfe, etc., Offrez une bonne résistance à de nombreux acides, alcalis, et les solutions de sel mais ont des limites de température, pression, et résistance mécanique.
     • Vannes en céramique: Extrêmement dur, résistant à l'usure, et posséder une excellente résistance à la corrosion chimique, Convient aux conditions hautement corrosives et abrasives mais sont fragiles et non résistants à l'impact.
     • Vannes bordées de caoutchouc: Vannes de diaphragme, vannes de papillon, etc., isoler le milieu du corps métallique avec une doublure en caoutchouc résistante à la corrosion (Par exemple, caoutchouc butyle, Fluoroelaste).
   • Principe de sélection: Comprendre en profondeur la composition des médias, concentration, température, pression, débit, et contenu d'impureté. Consulter les manuels de données de corrosion ou effectuer des tests de corrosion pour sélectionner le matériau le plus rentable. Cela conduit à la création de vannes anti-corrosion Conçu pour des services spécifiques. Par exemple, La sélection du bon matériau est cruciale pour fabriquer un clapet anti-retour résistant à la corrosion ou vannes à billes résistantes à la corrosion. De la même manière, L'intégrité de Vannes de porte résistantes à la corrosion et Vannes d'arrêt résistantes à la corrosion dépend fortement de ce choix initial.
2. Traitement de surface de la valve et protection contre le revêtement (Protection contre l'isolement):
   La formation d'une couche protectrice sur la surface du matériau de la soupape pour isoler le substrat métallique du milieu corrosif est un aspect clé deprotection contre la corrosion de la valve.
   • Revêtements non métalliques pour la valve:
     • Revêtements biologiques: Résine époxy, polyuréthane, résine phénolique, revêtements de fluorocarbone (Ptfe, Fep, PFA). Les revêtements PTFE offrent une excellente résistance chimique et une faible frottement.
     • Revêtements inorganiques: Émail, revêtements en céramique. Les soupapes d'émail ont une bonne résistance à l'acide mais sont susceptibles d'impact.
   • Placage métallique / superposition de soudure pour valve:
     • Placage de nickel électrolaire (Enp): Revêtement uniforme, dureté élevée, Bonne résistance à la corrosion.
     • Galvanisation à chaud: Principalement pour la protection externe de la corrosion des soupapes en acier au carbone.
     • Recouvrement de la soudure de l'alliage résistant à la corrosion: Souder une couche d'alliage résistant à la corrosion (Par exemple, Stellite, acier inoxydable) sur des zones critiques comme les faces d'étanchéité et les sièges en acier au carbone ou en vannes en acier à faible alliage pour améliorer la corrosion locale et la résistance à l'usure.
   • Technologie de doublure:
     • Doublure en caoutchouc, Doublure fluoroplastique (Ptfe, Fep, PFA, Après): Convient pour les vannes de grand diamètre ou les cavités de valve interne complexes; rentable.
   • Revêtements de conversion chimique: Phosphation, Anodisation, passivation pour améliorer la résistance à la corrosion de surface et l'adhésion du revêtement.
3. Optimisation du processus de conception structurelle et de fabrication (Prévenir les défauts):
   • Évitez les crevasses et les jambes mortes: Assurer des chemins de flux lisses.
   • Évitez le contact métallique différent: Si inévitable, Utilisez l'isolation ou sélectionnez des métaux avec des potentiels proches.
   • Éliminer les concentrations de contraintes: Grâce à une conception appropriée et à un traitement thermique pour éliminer la contrainte de valve.
   • Améliorer la qualité du traitement: Assurer une bonne qualité de soudure, réduire les défauts de coulée, et améliorer la finition de surface. Cette approche proactive aide à produirevannes anti-corrosion.
4. Inspection et entretien réguliers:
   • Inspections périodiques: Vérification visuelle, Mesures d'épaisseur, tests non destructeurs.
   • Remplacement en temps opportun: Les vannes et les raccords avec une corrosion sévère doivent être remplacés immédiatement.

3. Comparaison des stratégies de solution de corrosion de la valve

Stratégie de solution	Avantages	Désavantage	Applicabilité	Considération de coût
Choix de matériau rationnel	Résout fondamentalement la corrosion, haute fiabilité, longue durée de vie	Investissement initial plus élevé, Quelques matériaux spéciaux difficiles à traiter	Médias corrosifs graves, vannes critiques, Exigences de durée de vie de longue durée	Haut (matériaux spéciaux)
Revêtement / doublure de surface	Coût relativement moindre (contre. alliage complet), large applicabilité	Le revêtement / doublure peut être endommagé / pelage, vie limitée, Besoin d'inspection	Médias corrosifs moyens, grandes vannes, Exigences économiques plus élevées	Moyen
Contrôle des médias / processus	Coût potentiellement bas, peut être largement appliqué	Peut affecter l'efficacité du processus, nécessite un contrôle précis, Les inhibiteurs peuvent ajouter des problèmes	Corrosion contrôlable via le processus, systèmes en boucle fermée	Bas à moyen
Protection électrochimique	Efficace pour les structures existantes, contrôle précis	Besoin de puissance externe ou de remplacement d'anode, Conception / maintenance complexe	Vannes enterrées, grandes vannes submergées, médias spécifiques (Par exemple, eau de mer)	Moyen à élevé
Conception optimisée / MFG.	Préventif, réduit le risque de la source, Coût marginal faible	Difficile d'améliorer les vannes existantes, Besoin de considération précoce	Tous les processus de conception et de fabrication de soupape	Faible (étape de conception)
Inspect / maintien régulièrement	Détection des problèmes précoces, prolonge la vie, Évite les échecs soudains	Nécessite des ressources, temps d'arrêt potentiel	Toutes les vannes en service	Bas à moyen

4. Conclusion sur les solutions de corrosion de valve

Corrosion de la valve est un problème complexe influencé par plusieurs facteurs. Un seulsolution de corrosion de la valve est souvent insuffisant; Une combinaison de méthodes résistantes à la corrosion est préférable de résoudre le problème. En pratique, Une analyse détaillée des conditions de fonctionnement de la valve et de l'environnement corrosif est cruciale pour identifier les principaux types et causes de corrosion. Basé sur la faisabilité technique, viabilité économique, et la sécurité, Choisir le plus approprié Matériaux résistants à la corrosion pour les valves. Cela peut être complété par des traitements de surface, revêtements, et électrochimiqueprotection contre la corrosion de la valve.

De la conception, sélection des matériaux, protection contre l'entretien, Un plan complet de prévention de la corrosion de la valve peut minimiser ou empêcher la corrosion de la valve dans la plus grande mesure. Assurer la sécurité, La stabilité et le fonctionnement à long terme des valves corrodés sont d'une importance vitale.

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