袁峰峰 徐翠翠

摘 要：通過分析金屬閥門結(jié)構(gòu)的特殊性，雖然采用不同材料的閥門結(jié)構(gòu)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(xiàn)，因此有必要對金屬閥門的腐蝕性進(jìn)行分析，根據(jù)不同的環(huán)境、不同的結(jié)構(gòu)做出針對性的措施，以提高金屬閥門結(jié)構(gòu)的性能和使用壽命，保障金屬閥門的正常使用，為閥門的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供更多的參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：金屬閥門;腐蝕;預(yù)防;穩(wěn)定性

前言

隨著現(xiàn)代科學(xué)與國民經(jīng)濟(jì)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(hù)是其研究和探討的重點(diǎn)。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(shí)際使用中安全、穩(wěn)定的性能，需要對閥門的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和優(yōu)化，并根據(jù)其特點(diǎn)采取有效地防護(hù)措施。

閥門的防腐措施是保證閥門結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要手段，能夠提高閥門的使用壽命、在實(shí)際的運(yùn)行中，具有較高的可靠性，降低了閥門的維修成本。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，閥門的正常使用因腐蝕原因?qū)е麻y門出現(xiàn)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(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)防措施，以提高閥門的穩(wěn)定性與安全性。

1.閥門結(jié)構(gòu)的腐蝕分析

在閥門的結(jié)構(gòu)中，主要是化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。閥門的腐蝕速度主要取決于閥門介質(zhì)的溫度、壓力、化學(xué)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(shí)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(xué)腐蝕，對閥門的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的副作用?，F(xiàn)將主要的腐蝕進(jìn)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(xiàn)小面積的腐蝕，甚至不斷地?cái)U(kuò)大，直至出現(xiàn)裂紋等情況。閥門一旦在局部地方出現(xiàn)小孔腐蝕，如果不予處理就不斷地?cái)U(kuò)大，金屬的保護(hù)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(zhì)發(fā)生的一種腐蝕，由于金屬的內(nèi)部晶體中，當(dāng)其表面與外界環(huán)境接觸時(shí)，在金屬的邊緣會發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕，使得金屬內(nèi)部的晶粒之間的結(jié)合力受到一定的破壞，影響了金屬的強(qiáng)度和塑性，顯著減小裂紋形成壽命，破壞了閥體正常結(jié)構(gòu)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(hù)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(xiàn)剝蝕。某些高強(qiáng)鋁合金在外力的影響下，對鋁合金內(nèi)部的晶間腐蝕特別敏感，嚴(yán)重的剝蝕可使材料使用壽命降低40%以上。

（4）應(yīng)力腐蝕開裂

應(yīng)力腐蝕開裂是指閥門的結(jié)構(gòu)受到外界作用力和腐蝕的情況下，金屬材料出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕，甚至開裂。對于應(yīng)力腐蝕在很多高強(qiáng)鋼、鋁合金和鈦合金等金屬比較常見。

2.閥門結(jié)構(gòu)的防護(hù)措施

對于閥門結(jié)構(gòu)的預(yù)防措施主要是從閥門的設(shè)計(jì)、制造、維護(hù)和保養(yǎng)等方面入手，以此提高閥門結(jié)構(gòu)的使用時(shí)間和性能，可以歸納總結(jié)如下：

（1）閥門防腐蝕材料的選擇

在閥門結(jié)構(gòu)的連接件中，選擇先進(jìn)的耐腐蝕性材料成為至關(guān)重要的選擇，由于防腐蝕性材料具有較強(qiáng)的滲透性和水置換性，可將結(jié)構(gòu)縫隙處、機(jī)體材料孔隙中的水分、水性腐蝕介質(zhì)置換出來，同時(shí)形成一層保護(hù)膜，防止腐蝕介質(zhì)再次侵入而使結(jié)構(gòu)發(fā)生腐蝕。某些比較好的材料在已發(fā)生腐蝕的結(jié)構(gòu)中，能夠減緩飛機(jī)結(jié)構(gòu)中腐蝕的進(jìn)一步惡化。

（2）防腐蝕性的設(shè)計(jì)

腐蝕在金屬閥門的整個(gè)生命周期都會存在，因此對于其防腐蝕性的設(shè)計(jì)是至關(guān)重要的，并需要在各個(gè)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(shè)計(jì)主要考慮到閥門的使用環(huán)境和結(jié)構(gòu)工藝，通過從不同的使用環(huán)境，對材料進(jìn)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(jìn)行特殊的防腐蝕性設(shè)計(jì)，以此提高其可靠性、穩(wěn)定性和安全性，達(dá)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(shè)計(jì)角度是無法完全達(dá)到防腐蝕的目的，因此在使用和維護(hù)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(zhì)的長期侵蝕，在制造閥門零件時(shí)，應(yīng)盡量避免凹陷結(jié)構(gòu)，閥門盡量設(shè)置排泄孔。

（4）制定金屬的日常維護(hù)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(zhì)，并對金屬閥門表層出現(xiàn)劃傷區(qū)域要重點(diǎn)修復(fù)，以免破壞機(jī)體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。另外，定期對閥門的重要零部件和修復(fù)的區(qū)域進(jìn)行檢測，甚至可以采用防腐劑來減緩結(jié)構(gòu)的腐蝕，做好金屬閥門的防腐工作。

3.總結(jié)

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(yù)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(jìn)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。

參考文獻(xiàn)

[1]馬鳴，劉智君，張德金，柳云天.管插套焊接要點(diǎn)分析及質(zhì)量控制措施[J].壓力容器，2021，38（03）：80-86.

[2]張楊廣，陳躍良，卞貴學(xué)，張勇，張柱柱，王安東.鋁合金絲狀腐蝕研究綜述[J].表面技術(shù)，2020，49（12）：116-126.

[3]李青鋒，張斌，高韞章，郭旭東，李永紅.高分子復(fù)合涂層在富春江電廠水輪機(jī)導(dǎo)葉表面腐蝕防護(hù)中的應(yīng)用研究[J].上海涂料，2021，59（02）：17-21.

[4]張軍.油氣金屬管道的防腐蝕技術(shù)分析[J].全面腐蝕控制，2021，35（03）：102-103.

[5]孟美.工藝?yán)鋮s器WH-3102管束腐蝕原因分析及預(yù)防[J].中國設(shè)備工程，2021（06）：173-174.

[6]薛勇.金屬材料熱處理工藝以及技術(shù)發(fā)展趨勢探索[J].設(shè)備管理與維修，2021（06）：75-76.

[7]符明海.壓力管道金屬閥門型式試驗(yàn)中的常見問題及解決辦法[J].化工機(jī)械，2019，46（05）：590-594.

[8]朱晶，姜元軍，何大川.船用螺旋槳典型腐蝕類型與防護(hù)措施研究進(jìn)展[J].腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù)，2019，31（04）：443-448.

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(shè)計(jì)制造