Menurut anggaran oleh pakar dari cawangan injap Persatuan Industri Jentera Umum China (CGMA), Insiden kebocoran yang disebabkan oleh kakisan injap di seluruh dunia 30,000 setiap tahun. Kerugian harta tanah dan pencemaran alam sekitar boleh melebihi 90 juta dolar. Keselamatan injap amat penting bagi sistem paip. Oleh itu, a deep understanding of the causes of valve corrosion and mastering effective valve corrosion protection measures are crucial for the pipe system.
1. Menyebabkan analisis dan penjelasan prinsip kakisan injap
Kakisan injap adalah proses kimia atau elektrokimia yang kompleks di mana bahan injap merosot dalam persekitaran tertentu. Faktor utama yang menyumbang kepadaKakisan injap termasuk:
- Sifat kimia medium:
- Keasidan/Kealkalian (Ph): Berasid (Mis., HCl, H₂so₄) dan alkali (Mis., NaOH) Media sangat mengakis logam.
- Pengoksidaan/mengurangkan sifat: Media pengoksidaan yang kuat (Mis., Asid nitrik pekat, Klorin) Mempercepat pengoksidaan logam.
- Jenis dan kepekatan ion: Ion seperti klorida (Cl⁻) dan sulfida (S²⁻) adalah agen menghakis biasa, berpotensi menyebabkan retak kakisan pitting atau tekanan walaupun pada kepekatan rendah.
- Kandungan oksigen: Oksigen terlarut sering bertindak sebagai depolarizer katodik dalam penyelesaian berair, mempercepatkan kakisan.
- Suhu dan tekanan: Secara amnya, peningkatan suhu mempercepat kadar tindak balas kakisan. Perubahan tekanan dapat mempengaruhi fasa media dan kelarutan, secara tidak langsung memberi kesan kepada kakisan.
- Kadar aliran dan keadaan: Kadar aliran tinggi boleh menyebabkan karat hakisan; zarah pepejal dalam karat memakai bendalir bendalir; kawasan bertakung atau bergolak dapat membentuk sel tumpuan, membawa kepada kakisan setempat.
- Sifat bahan injap:
- Komposisi kimia dan struktur mikro: Rintangan kakisan yang melekat bahan bergantung pada komposisi kimianya. Contohnya, Chromium (Cr) dalam keluli tahan karat membentuk filem pasif, Meningkatkan rintangan. Saiz bijian, Komposisi fasa, dan kemasukan juga mempengaruhi tingkah laku kakisan. The question of what materials are corrosion resistant is central here.
- Keadaan permukaan: Kekasaran permukaan, kecacatan (calar, retak), dan bahan cemar mempengaruhi permulaan dan perkembangan kakisan.
- Tekanan dalaman: Tekanan sisa dari pemprosesan/kimpalan atau tekanan yang diterapkan semasa perkhidmatan boleh menyebabkan tekanan retak kakisan (SCC).
- Faktor Alam Sekitar:
- Persekitaran luaran: Suasana luaran (Mis., Marin, perindustrian) boleh menyebabkan kakisan di permukaan luar badan injap.
- Turun naik suhu: Perubahan suhu kitaran boleh menyebabkan pemeluwapan atau mempercepatkan produk kakisan.
- Reka bentuk injap dan proses pembuatan:
- Reka bentuk struktur: Celah (Mis., wajah bebibir, sambungan berulir), kaki mati, dan kawasan pengumpulan cecair terdedah kepada kakisan celah akibat sel kepekatan oksigen atau pengayaan ion.
- Pemilihan bahan yang tidak betul: Memilih bahan yang tidak sesuai untuk keadaan kerja sebenar adalah punca biasaKakisan injap.
- Kecacatan pembuatan: Kecacatan kimpalan atau pemutus boleh menjadi tapak permulaan kakisan.
PENGENALAN Singkat Prinsip Kakisan Injap:
Hakisan logam terutamanya elektrokimia. Di permukaan logam dalam persekitaran yang mengakis, Bentuk Kawasan Anodik dan Katodik Mikroskopik, Membuat sel kakisan.
- Tindak balas anodik: Logam kehilangan elektron dan teroksida: M → Mⁿ⁺ + , (Pembubaran logam).
- Reaksi katodik: Ejen pengoksidaan di alam sekitar (Mis., O₂, H⁺) Dapatkan elektron di katod.
- Penyerapan oksigen (Neutral/alkali): O₂ + 2H₂o + 4E → 4OH⁻
- Evolusi hidrogen (berasid): 2H⁺ + 2E⁻ → H₂ ↑
Bentuk karat injap yang biasa termasuk kakisan seragam, Pitting kakisan, Crevice Corrosion, Kakisan galvanik, Kakisan intergranular, Tekanan kakisan (SCC), dan hakisan hakisan.
2. Strategi penyelesaian kakisan injap untuk situasi yang berbeza
MenanganiKakisan injap Memerlukan memilih penyelesaian yang sesuai berdasarkan sebab kakisan tertentu, Ciri -ciri media, keadaan operasi, dan keberkesanan kos.
- Pemilihan bahan rasional (Penyelesaian asas):
This is the most basic and crucial method for preventing valve corrosion. Understanding what materials are corrosion resistant is key.- Bahan logam:
- Keluli tahan karat: Keluli tahan karat austenit seperti 304, 316, dan 316L sesuai untuk media yang paling lemah menghakis. Untuk media yang mengandungi klorida, Keluli tahan karat dupleks atau keluli tahan karat yang lebih tinggi (Mis., 904L., 254Kita) lebih disukai.
- Contoh aloi tahan kakisan:
- Aloi titanium dan titanium: Rintangan yang sangat baik terhadap asid pengoksidaan (Mis., Asid nitrik), air laut, dan penyelesaian klorida, tetapi bukan asid tidak mengoksida (Mis., HCl, H₂so₄).
- Cast besi/keluli karbon: Kos rendah tetapi rintangan kakisan yang lemah. Sering digunakan untuk media yang kurang menghakis seperti air, wap, minyak, atau dengan lapisan anti karat.
- Bahan bukan logam:
- Injap plastik: PVC, CPVC, Ms, Pvdf, Ptfe, dan lain-lain., menawarkan ketahanan yang baik kepada banyak asid, Alkalis, dan penyelesaian garam tetapi mempunyai batasan suhu, tekanan, dan kekuatan mekanikal.
- Injap seramik: Sangat sukar, tahan tahan, dan mempunyai rintangan kakisan kimia yang sangat baik, Sesuai untuk keadaan yang sangat menghakis dan kasar tetapi rapuh dan tidak tahan.
- Injap getah: Injap diafragma, injap rama -rama, dan lain-lain., Mengasingkan media dari badan logam dengan lapisan getah tahan kakisan (Mis., getah butil, Fluoroelaste).
- Prinsip pemilihan: Betul memahami komposisi media, Konsentrasi, suhu, tekanan, kadar aliran, dan kandungan kekotoran. Rujuk Buku Panduan Data kakisan atau menjalankan ujian kakisan untuk memilih bahan yang paling kos efektif. Ini membawa kepada penciptaan Injap anti kakisan Direka untuk perkhidmatan tertentu. Contohnya, Memilih bahan yang betul adalah penting untuk pembuatan a injap cek tahan kakisan atau injap bola tahan kakisan. Begitu juga, integriti injap pintu tahan kakisan dan injap berhenti tahan kakisan sangat bergantung pada pilihan awal ini.
- Bahan logam:
- Rawatan permukaan injap dan perlindungan salutan (Perlindungan pengasingan):
Membentuk lapisan pelindung pada permukaan bahan injap untuk mengasingkan substrat logam dari medium menghakis adalah aspek utama dariPerlindungan kakisan injap.- Salutan bukan logam untuk injap:
- Salutan organik: Resin epoksi, poliuretana, resin fenolik, salutan fluorocarbon (Ptfe, FEP, PFA). Salutan PTFE menawarkan rintangan kimia yang sangat baik dan geseran yang rendah.
- Salutan bukan organik: Enamel, salutan seramik. Injap enamel mempunyai rintangan asid yang baik tetapi terdedah kepada kesan.
- Plating logam/overlay kimpalan untuk injap:
- Plating nikel elektroless (ENP): Salutan Seragam, kekerasan tinggi, Rintangan kakisan yang baik.
- Galvanizing panas: Terutamanya untuk perlindungan kakisan luaran injap keluli karbon.
- Overlay kimpalan aloi tahan kakisan: Welding a layer of corrosion resistant alloy (Mis., Stellite, Keluli tahan karat) ke kawasan kritikal seperti wajah pengedap dan tempat duduk keluli karbon atau injap keluli rendah aloi untuk meningkatkan kakisan tempatan dan rintangan haus.
- Teknologi lapisan:
- Lapisan getah, Lapisan fluoroplastik (Ptfe, FEP, PFA, Selepas): Sesuai untuk injap besar diameter atau rongga injap dalaman yang kompleks; kos efektif.
- Salutan penukaran kimia: Fosfat, Anodizing, Passivation untuk meningkatkan rintangan kakisan permukaan dan lekatan salutan.
- Salutan bukan logam untuk injap:
- Mengoptimumkan reka bentuk struktur dan proses pembuatan (Mencegah kecacatan):
- Elakkan celah dan kaki mati: Pastikan laluan aliran yang lancar.
- Elakkan hubungan logam yang berbeza: Jika tidak dapat dielakkan, Gunakan penebat atau pilih logam dengan potensi dekat.
- Menghapuskan kepekatan tekanan: Melalui reka bentuk dan rawatan haba yang betul untuk menghapuskan tekanan injap.
- Meningkatkan kualiti pemprosesan: Pastikan kualiti kimpalan yang baik, mengurangkan kecacatan pemutus, dan meningkatkan kemasan permukaan. Pendekatan proaktif ini membantu dalam menghasilkaninjap anti-karat.
- Pemeriksaan dan penyelenggaraan secara berkala:
- Pemeriksaan berkala: Pemeriksaan visual, Pengukuran ketebalan, Ujian tidak merosakkan.
- Penggantian tepat pada masanya: Injap dan kelengkapan dengan kakisan teruk harus diganti dengan segera.
3. Perbandingan strategi penyelesaian kakisan injap
| Strategi Penyelesaian | Kelebihan | Kekurangan | Kebolehgunaan | Pertimbangan kos |
| Pilihan bahan rasional | Pada asasnya menyelesaikan kakisan, kebolehpercayaan yang tinggi, Kehidupan yang panjang | Pelaburan awal yang lebih tinggi, beberapa bahan khas sukar diproses | Media menghakis yang teruk, injap kritikal, Keperluan Hayat Perkhidmatan Panjang | Tinggi (bahan khas) |
| Salutan permukaan/lapisan | Kos yang lebih rendah (vs. aloi penuh), kebolehgunaan yang luas | Salutan/lapisan boleh rosak/mengupas, Kehidupan terhad, memerlukan pemeriksaan | Media menghakis sederhana, injap besar, keperluan ekonomi yang lebih tinggi | Medium |
| Kawalan media/proses | Kos berpotensi rendah, boleh digunakan secara meluas | Boleh menjejaskan kecekapan proses, memerlukan kawalan yang tepat, Inhibitor mungkin menambah masalah | Kakisan yang boleh dikawal melalui proses, Sistem gelung tertutup | Rendah hingga sederhana |
| Perlindungan Elektrokimia | Berkesan untuk struktur yang ada, kawalan yang tepat | Memerlukan kuasa luaran atau penggantian anod, Reka bentuk/penyelenggaraan kompleks | Injap terkubur, injap tenggelam besar, media khusus (Mis., air laut) | Sederhana hingga tinggi |
| Reka bentuk/mfg yang dioptimumkan. | Pencegahan, mengurangkan risiko dari sumber, kos marginal yang rendah | Sukar untuk meningkatkan injap sedia ada, memerlukan pertimbangan awal | Semua proses reka bentuk dan pembuatan injap | Rendah (Peringkat Reka Bentuk) |
| Pemeriksaan/penyelenggaraan secara berkala | Pengesanan Masalah Awal, memanjangkan kehidupan, mengelakkan kegagalan secara tiba -tiba | Memerlukan sumber, potensi downtime | Semua injap dalam perkhidmatan | Rendah hingga sederhana |
4. Kesimpulan mengenai penyelesaian kakisan injap
Kakisan injap adalah masalah kompleks yang dipengaruhi oleh pelbagai faktor. SatuPenyelesaian kakisan injap sering tidak mencukupi; Gabungan kaedah tahan kakisan adalah lebih baik untuk menyelesaikan masalah. Dalam amalan, Analisis terperinci mengenai keadaan operasi injap dan persekitaran yang mengakis adalah penting untuk mengenal pasti jenis dan sebab kakisan utama. Berdasarkan kemungkinan teknikal, daya maju ekonomi, dan keselamatan, Memilih yang paling sesuai Bahan tahan kakisan untuk injap. Ini boleh ditambah dengan rawatan permukaan, salutan, dan elektrokimiaPerlindungan kakisan injap.
Dari reka bentuk, pemilihan bahan, perlindungan kepada penyelenggaraan, Pelan pencegahan kakisan injap yang komprehensif dapat meminimumkan atau mencegah kakisan injap ke tahap yang paling besar. Memastikan keselamatan, Kestabilan dan operasi jangka panjang injap berkarat adalah sangat penting.
