金屬閥門的腐蝕及預防措施

袁峰峰 徐翠翠

摘 要：通過分析金屬閥門結構的特殊性，雖然采用不同材料的閥門結構能夠在一定程度緩解金屬閥門的腐蝕，但依然無法杜絕腐蝕的出現，因此有必要對金屬閥門的腐蝕性進行分析，根據不同的環(huán)境、不同的結構做出針對性的措施，以提高金屬閥門結構的性能和使用壽命，保障金屬閥門的正常使用，為閥門的設計和優(yōu)化提供更多的參考依據。

關鍵詞：金屬閥門;腐蝕;預防;穩(wěn)定性

前言

隨著現代科學與國民經濟的不斷發(fā)展，對于閥門的需求不斷提升，其所用的金屬材料也在不斷地的更新，其中，對于閥門的防護是其研究和探討的重點。由于閥門在自然環(huán)境下，受到雨水、溫度、壓力、磨損和腐蝕性物體等惡劣環(huán)境的影響，使得閥門的正常使用面臨著巨大的挑戰(zhàn)，因此為了提高閥門在實際使用中安全、穩(wěn)定的性能，需要對閥門的結構進行分析和優(yōu)化，并根據其特點采取有效地防護措施。

閥門的防腐措施是保證閥門結構穩(wěn)定的重要手段，能夠提高閥門的使用壽命、在實際的運行中，具有較高的可靠性，降低了閥門的維修成本。據不完全統計，閥門的正常使用因腐蝕原因導致閥門出現故障，無法正常使用占所有故障中的30%，所以，在閥門的正常使用中，非常有必要對閥門的結構進行預防措施，以提高閥門的穩(wěn)定性與安全性。

1.閥門結構的腐蝕分析

在閥門的結構中，主要是化學腐蝕和電化學腐蝕。閥門的腐蝕速度主要取決于閥門介質的溫度、壓力、化學性能以及閥體材料的抗腐蝕能力。其腐蝕速度可以分為六類：完全腐蝕、極腐蝕、耐腐、尚腐蝕、耐腐性差和不耐腐。在實際環(huán)境中，閥門受到自然環(huán)境的影響，容易發(fā)生電化學腐蝕，對閥門的結構產生較大的副作用。現將主要的腐蝕進行分析如下：

（1）小孔腐蝕

所謂“小孔腐蝕”是指閥體的局部區(qū)域出現小面積的腐蝕，甚至不斷地擴大，直至出現裂紋等情況。閥門一旦在局部地方出現小孔腐蝕，如果不予處理就不斷地擴大，金屬的保護層就會失效，影響著閥門的正常使用。

（2）晶間腐蝕

晶間腐蝕是金屬閥門自身性質發(fā)生的一種腐蝕，由于金屬的內部晶體中，當其表面與外界環(huán)境接觸時，在金屬的邊緣會發(fā)生嚴重的腐蝕，使得金屬內部的晶粒之間的結合力受到一定的破壞，影響了金屬的強度和塑性，顯著減小裂紋形成壽命，破壞了閥體正常結構的完整性與性能。

（3）剝蝕

剝蝕也是閥門正常使用過程中面臨著重要挑戰(zhàn)，由于金屬閥門的保護層或者涂層的厚度存在一定的差異，使其容易在涂層不好的區(qū)域出現剝蝕。某些高強鋁合金在外力的影響下，對鋁合金內部的晶間腐蝕特別敏感，嚴重的剝蝕可使材料使用壽命降低40%以上。

（4）應力腐蝕開裂

應力腐蝕開裂是指閥門的結構受到外界作用力和腐蝕的情況下，金屬材料出現應力腐蝕，甚至開裂。對于應力腐蝕在很多高強鋼、鋁合金和鈦合金等金屬比較常見。

2.閥門結構的防護措施

對于閥門結構的預防措施主要是從閥門的設計、制造、維護和保養(yǎng)等方面入手，以此提高閥門結構的使用時間和性能，可以歸納總結如下：

（1）閥門防腐蝕材料的選擇

在閥門結構的連接件中，選擇先進的耐腐蝕性材料成為至關重要的選擇，由于防腐蝕性材料具有較強的滲透性和水置換性，可將結構縫隙處、機體材料孔隙中的水分、水性腐蝕介質置換出來，同時形成一層保護膜，防止腐蝕介質再次侵入而使結構發(fā)生腐蝕。某些比較好的材料在已發(fā)生腐蝕的結構中，能夠減緩飛機結構中腐蝕的進一步惡化。

（2）防腐蝕性的設計

腐蝕在金屬閥門的整個生命周期都會存在，因此對于其防腐蝕性的設計是至關重要的，并需要在各個階段采取不同的解決方案，以保證閥門的正常使用。防腐蝕性的設計主要考慮到閥門的使用環(huán)境和結構工藝，通過從不同的使用環(huán)境，對材料進行選擇，并采取不同的制造工藝提高金屬閥門抗腐蝕能力，并對特殊的部位和連接處進行特殊的防腐蝕性設計，以此提高其可靠性、穩(wěn)定性和安全性，達到減輕甚至消除腐蝕可能造成的危害。

（3）有效的防腐措施

由于金屬閥門在特殊的環(huán)境下使用，其頻率也比較高，僅僅從設計角度是無法完全達到防腐蝕的目的，因此在使用和維護過程中，是需要做好日常防腐工作和防腐措施，可以采取如下幾種方式：第一，金屬閥門螺紋連接處宜采用聚四氟乙烯生料帶，不但有良好的密封，而且能防腐蝕;第二，金屬表面的定期清洗，減少有害物質的長期侵蝕，在制造閥門零件時，應盡量避免凹陷結構，閥門盡量設置排泄孔。

（4）制定金屬的日常維護手冊

由于金屬閥門長期使用，受到大自然的腐蝕，有必要對其表面做清洗，去除閥門在使用過程中的腐蝕介質，并對金屬閥門表層出現劃傷區(qū)域要重點修復，以免破壞機體的結構強度。另外，定期對閥門的重要零部件和修復的區(qū)域進行檢測，甚至可以采用防腐劑來減緩結構的腐蝕，做好金屬閥門的防腐工作。

3.總結

為了保證金屬閥門能夠穩(wěn)定、安全、有序的發(fā)揮作用，完成特定的動作，對其腐蝕分析與預防措施是非常有必要的。由于金屬閥門在自然環(huán)境下飛行，受到諸多自然環(huán)境的影響，腐蝕是無法避免的，因此有必要對金屬閥門所處的特殊環(huán)境，進行腐蝕性的分析，并采取有效地防腐措施，減緩金屬閥門的腐蝕，以提高金屬閥門的使用壽命和性能，以保障金屬閥門的正常使用。

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作者簡介：

袁峰峰，男，江蘇啟東，1990.08，研究生，工程師，研究方向，閥門設計制造