China General Machinery Industry Association의 Valve Branch의 전문가들의 추정에 따르면 (CGMA), 전 세계적으로 밸브 부식으로 인한 누설 사고 30,000 매년. 그 결과 재산 손실 및 환경 오염이 초과 될 수 있습니다 90 백만 달러. 밸브 안전은 파이프 시스템에 가장 중요합니다.. 그러므로, 밸브 부식의 원인에 대한 깊은 이해 및 효과적인 밸브 부식 방지 조치는 파이프 시스템에 중요합니다..
1. 밸브 부식에 대한 분석 및 원리 설명 원인
밸브 부식 특정 환경에서 밸브 재료가 저하되는 복잡한 화학 또는 전기 화학적 공정입니다.. 기여하는 주요 요인밸브 부식 포함하다:
- 매체의 화학적 특성:
- 산도/알칼리성 (ph): 산성 (예를 들어, HCL, hoso₂) 그리고 알칼리성 (예를 들어, 나오) 미디어는 금속에 매우 부식성이 있습니다.
- 산화/감소 특성: 강력한 산화 배지 (예를 들어, 농축 질산, 염소) 금속 산화를 가속화합니다.
- 이온 유형 및 농도: 클로라이드와 같은 이온 (cl⁻) 그리고 황화물 (s²⁻) 일반적인 부식제입니다, 잠재적으로 낮은 농도에서도 구덩이 또는 응력 부식 균열을 유발합니다..
- 산소 함량: 용존 산소는 종종 수용액에서 음극 탈분극 제로 작용합니다., 가속 부식.
- 온도와 압력: 일반적으로, 온도 증가는 부식 반응 속도를 가속화합니다. 압력 변화는 미디어 단계와 용해도에 영향을 줄 수 있습니다, 간접적으로 부식에 영향을 미칩니다.
- 유량과 상태: 높은 유량은 침식-성분을 유발할 수 있습니다; 유체의 고체 입자는 마모가 악화됩니다; 정체되거나 난류 지역은 농도 세포를 형성 할 수 있습니다, 현지화 된 부식으로 이어집니다.
- 밸브 재료의 특성:
- 화학 성분 및 미세 구조: 재료의 고유 부식 저항은 화학 조성에 달려 있습니다.. 예를 들어, 크롬 (Cr) 스테인레스 스틸은 수동 필름을 형성합니다, 저항 향상. 곡물 크기, 위상 구성, 포함은 또한 부식 행동에 영향을 미칩니다. 부식에 저항력이있는 재료의 문제는 여기서 중심입니다..
- 표면 상태: 표면 거칠기, 결함 (흠집, 균열), 오염 물질은 부식 개시 및 진행에 영향을 미칩니다.
- 내부 스트레스: 서비스 중에 가공/용접 또는 적용된 응력으로 인한 잔류 응력은 스트레스 부식 균열로 이어질 수 있습니다. (SCC).
- 환경 적 요인:
- 외부 환경: 외부 대기 (예를 들어, 선박, 산업) 밸브 본체의 외부 표면에 부식을 일으킬 수 있습니다.
- 온도 변동: 주기적 온도 변화는 부식 제품의 스펠링을 가속화하거나 가속화 될 수 있습니다..
- 밸브 설계 및 제조 공정:
- 구조 설계: 틈새 (예를 들어, 플랜지 얼굴, 나사산 연결), 죽은 다리, 그리고 액체 축적 영역은 산소 농도 세포 또는 이온 농축으로 인해 틈새 부식 경향이 있습니다..
- 부적절한 재료 선택: 실제 근무 조건에 부적합한 재료를 선택하는 것은 일반적인 원인입니다.밸브 부식.
- 제조 결함: 용접 또는 주조 결함은 부식 개시 사이트가 될 수 있습니다.
밸브 부식 원리에 대한 간단한 소개:
금속 부식은 주로 전기 화학적입니다. 부식성 환경의 금속 표면에서, 미세한 양극 및 음극 부위가 형성됩니다, 부식 셀 생성.
- 양극 반응: 금속은 전자를 잃고 산화됩니다: m → m ⁿ⁺ + ,,, (금속 용해).
- 음극 반응: 환경의 산화제 (예를 들어, 오 ₂, h⁺) 음극에서 전자를 얻습니다.
- 산소 흡수 (중성/알칼리성): 오 ₂ + 2h₂o + 4e → 4oho
- 수소 진화 (산성): 2h⁺ + 2e → h₂ ↑
일반적인 형태의 밸브 부식에는 균일 한 부식이 포함됩니다, 구덩이 부식, 틈새 부식, 갈바니 부식, 곡물 간 부식, 응력 부식 균열 (SCC), 및 침식-진정.
2. 다양한 상황을위한 밸브 부식 솔루션 전략
주소 지정밸브 부식 특정 부식 원인에 따라 적절한 솔루션을 선택해야합니다, 미디어 특성, 운영 조건, 그리고 비용 효율성.
- 합리적인 재료 선택 (기본 솔루션):
이것은 밸브 부식 방지를위한 가장 기본적이고 중요한 방법입니다.. 부식에 저항력이있는 재료를 이해하는 것이 중요합니다.- 금속 물질:
- 스테인리스 강: 오스테 나이트 스테인리스 강과 같은 304, 316, 316L은 가장 약한 부식성 매체에 적합합니다. 염화물 함유 배지 용, 이중 스테인리스 강 또는 고 대립 합금 스테인레스 강 (예를 들어, 904엘, 254우리) 선호됩니다.
- 부식 방지 합금 예:
- 티타늄 및 티타늄 합금: 산화 산화에 대한 우수한 저항 (예를 들어, 질산), 해수, 및 염화물 용액, 그러나 산화되지 않은 산은 아닙니다 (예를 들어, HCL, hoso₂).
- 주철/탄소강: 저렴한 비용이지만 부식 저항이 좋지 않습니다. 물과 같은 부식성 매체에 종종 사용됩니다, 증기, 기름, 또는 anti-corrosion 안감으로.
- 비금속 물질:
- 플라스틱 밸브: PVC, CPVC, pp, PVDF, PTFE, 등., 많은 산에 좋은 저항성을 제공합니다, 알칼리, 소금 용액이지만 온도에 제한이 있습니다, 압력, 그리고 기계적 강도.
- 세라믹 밸브: 매우 어렵습니다, 내마모성, 우수한 화학 부식 저항을 가지고 있습니다, 부식성이 높고 연마적인 조건에 적합하지만 부서지기 쉬우 며 충격 저항성이 아닙니다..
- 고무 라이닝 밸브: 다이어프램 밸브, 나비 밸브, 등., 부식성 고무 안감으로 금속 바디에서 미디어를 분리하십시오. (예를 들어, 부틸 고무, 플루오로 엘레스트).
- 선택 원칙: 미디어 구성을 철저히 이해합니다, 집중, 온도, 압력, 유량, 그리고 불순물 내용. 부식 데이터 핸드북 상담 또는 가장 비용 효율적인 자료를 선택하기 위해 부식 테스트를 수행하십시오.. 이것은 창조로 이어집니다 부식 방지 밸브 특정 서비스를 위해 설계되었습니다. 예를 들어, 올바른 재료를 선택하는 것은 제조에 중요합니다 내식성 체크 밸브 또는 내식성 볼 밸브. 비슷하게, 의 무결성 내식성 게이트 밸브 그리고 내식성 정지 밸브 이 초기 선택에 크게 의존합니다.
- 금속 물질:
- 밸브 표면 처리 및 코팅 보호 (격리 보호):
부식성 매체로부터 금속 기판을 분리하기 위해 밸브 재료 표면에 보호 층을 형성하는 것은 주요 측면이다밸브 부식 보호.- 밸브에 대한 비금속 코팅:
- 유기농 코팅: 에폭시 수지, 폴리 우레탄, 페놀 수지, 플루오로 카본 코팅 (PTFE, fep, PFA). PTFE 코팅은 우수한 화학 저항성과 낮은 마찰을 제공합니다.
- 무기 코팅: 에나멜, 세라믹 코팅. 에나멜 밸브는 산성이 좋지만 충격에 취약합니다..
- 금속 도금/용접 오버레이 밸브 용:
- 전기 니켈 도금 (enp): 균일 한 코팅, 높은 경도, 좋은 부식 저항.
- 핫 다프 아연 도금: 주로 탄소강 밸브의 외부 부식 보호.
- 부식성 합금의 용접 오버레이: 부식성 합금 층을 용접합니다 (예를 들어, 스텔 라이트, 스테인레스 스틸) 현지 부식 및 내마모성을 향상시키기 위해 카본 스틸 또는 저금리 강철 밸브의 밀봉면 및 좌석과 같은 중요한 지역에.
- 안감 기술:
- 고무 안감, 형광성 안감 (PTFE, fep, PFA, 후에): 대형 직경 밸브 또는 복잡한 내부 밸브 공동에 적합합니다; 비용 효율적입니다.
- 화학 전환 코팅: 인산, 양극화, 표면 내식성 및 코팅 접착력을 개선하기위한 수파화.
- 밸브에 대한 비금속 코팅:
- 구조 설계 및 제조 공정 최적화 (결함 방지):
- 틈새와 죽은 다리를 피하십시오: 부드러운 흐름 경로를 보장하십시오.
- 다른 금속 접촉을 피하십시오: 피할 수없는 경우, 단열재를 사용하거나 잠재력이 가까운 금속을 선택하십시오.
- 스트레스 농도를 제거하십시오: 밸브 응력을 제거하기 위해 적절한 설계 및 열처리를 통해.
- 처리 품질을 향상시킵니다: 용접 품질이 우수합니다, 주조 결함을 줄입니다, 표면 마감을 향상시킵니다. 이 사전 예방 접근 방식은 생산에 도움이됩니다반응 방지 밸브.
- 정기 검사 및 유지 보수:
- 정기적 인 검사: 시각적 검사, 두께 측정, 비파괴 테스트.
- 적시 교체: 심한 부식이있는 밸브와 피팅은 즉시 교체해야합니다..
3. 밸브 부식 솔루션 전략의 비교
| 솔루션 전략 | 장점 | 단점 | 적용 가능성 | 비용 고려 |
| 합리적인 재료 선택 | 근본적으로 부식을 해결합니다, 높은 신뢰성, 긴 수명 | 높은 초기 투자, 처리하기 어려운 일부 특수 자료 | 심한 부식 미디어, 임계 밸브, 긴 서비스 수명 요구 사항 | 높은 (특수 자료) |
| 표면 코팅/라이닝 | 상대적으로 저렴한 비용 (대. 전체 합금), 광범위한 적용 가능성 | 코팅/안감은 손상/필이 발생할 수 있습니다, 제한된 삶, 검사가 필요합니다 | 중간 부식 미디어, 큰 밸브, 더 높은 경제 요구 사항 | 중간 |
| 미디어/프로세스 제어 | 잠재적으로 저렴한 비용, 널리 적용 할 수 있습니다 | 프로세스 효율성에 영향을 줄 수 있습니다, 정확한 제어가 필요합니다, 억제제는 문제를 추가 할 수 있습니다 | 프로세스를 통한 제어 가능한 부식, 폐 루프 시스템 | 저에서 중간 |
| 전기 화학적 보호 | 기존 구조에 효과적입니다, 정확한 제어 | 외부 전력 또는 양극 교체가 필요합니다, 복잡한 설계/유지 보수 | 묻힌 밸브, 큰 침수 밸브, 특정 미디어 (예를 들어, 해수) | 중간에서 최고 |
| 최적화 된 설계/MFG. | 예방법, 소스의 위험을 줄입니다, 낮은 한계 비용 | 기존 밸브를 개선하기가 어렵습니다, 조기 고려가 필요합니다 | 모든 밸브 설계 및 제조 공정 | 낮은 (디자인 단계) |
| 정기적 인 검사/유지 | 초기 문제 탐지, 삶을 연장합니다, 갑자기 실패를 피하십시오 | 자원이 필요합니다, 잠재적 인 다운 타임 | 모든 서비스 밸브 | 저에서 중간 |
4. 밸브 부식 솔루션에 대한 결론
밸브 부식 여러 요인의 영향을받는 복잡한 문제입니다. 싱글밸브 부식 솔루션 종종 충분하지 않습니다; 부식 방지 방법의 조합이 문제를 해결하는 것이 좋습니다.. 실제로, 밸브의 작동 조건과 부식성 환경에 대한 자세한 분석은 기본 부식 유형과 원인을 식별하는 데 중요합니다.. 기술적 타당성을 기반으로합니다, 경제적 생존력, 그리고 안전, 가장 적합한 선택 내식성 재료 밸브 용. 이것은 표면 처리에 의해 보충 될 수 있습니다, 코팅, 전기 화학밸브 부식 보호.
디자인에서, 재료 선택, 유지 보수 보호, 포괄적 인 밸브 부식 방지 계획은 밸브 부식을 최소화하거나 방지 할 수 있습니다.. 안전 보장, 부식 된 밸브의 안정성 및 장기 작동은 매우 중요합니다..
