La corrosión es uno de los elementos más importantes que causanválvuladaño. Por lo tanto, enválvulaLa protección anticorrosión de las válvulas es un aspecto importante a tener en cuenta.
Válvulaforma de corrosión
La corrosión de los metales se debe principalmente a la corrosión química y electroquímica, mientras que la corrosión de los materiales no metálicos generalmente se debe a acciones químicas y físicas directas.
1. Corrosión química
En ausencia de corriente eléctrica, el medio circundante reacciona directamente con el metal y lo destruye, como ocurre con la corrosión del metal por gases secos a alta temperatura y soluciones no electrolíticas.
2. Corrosión galvánica
El metal está en contacto con el electrolito, lo que provoca el flujo de electrones, que a su vez causa daños por acción electroquímica, que es la principal forma de corrosión.
La corrosión común por soluciones salinas ácidas y básicas, la corrosión atmosférica, la corrosión del suelo, la corrosión del agua de mar, la corrosión microbiana, la corrosión por picaduras y la corrosión por hendiduras del acero inoxidable, etc., son todas corrosión electroquímica. La corrosión electroquímica no solo ocurre entre dos sustancias que pueden desempeñar un papel químico, sino que también produce diferencias de potencial debido a la diferencia de concentración de la solución, la diferencia de concentración del oxígeno circundante, la ligera diferencia en la estructura de la sustancia, etc., y obtiene la fuerza de corrosión, de modo que el metal con bajo potencial y la posición de la placa seca al sol se pierden.
Tasa de corrosión de la válvula
La tasa de corrosión se puede dividir en seis grados:
(1) Completamente resistente a la corrosión: la tasa de corrosión es inferior a 0,001 mm/año.
(2) Extremadamente resistente a la corrosión: tasa de corrosión de 0,001 a 0,01 mm/año
(3) Resistencia a la corrosión: tasa de corrosión de 0,01 a 0,1 mm/año
(4) Aún resistente a la corrosión: tasa de corrosión de 0,1 a 1,0 mm/año
(5) Baja resistencia a la corrosión: tasa de corrosión de 1,0 a 10 mm/año
(6) No resistente a la corrosión: la tasa de corrosión es superior a 10 mm/año
Nueve medidas anticorrosión
1. Seleccionar materiales resistentes a la corrosión según el medio corrosivo.
En la producción real, la corrosión del fluido es muy compleja. Incluso si el material de la válvula es el mismo, la concentración, la temperatura y la presión del fluido varían, lo que provoca que la corrosión del fluido sobre el material no sea la misma. Por cada 10 °C de aumento en la temperatura del fluido, la tasa de corrosión se incrementa aproximadamente entre 1 y 3 veces.
La concentración del medio influye considerablemente en la corrosión del material de la válvula. Por ejemplo, en el plomo, la corrosión es mínima en ácido sulfúrico a baja concentración, pero aumenta drásticamente cuando la concentración supera el 96%. En cambio, el acero al carbono sufre la corrosión más grave a una concentración de ácido sulfúrico de aproximadamente el 50%, y disminuye drásticamente cuando la concentración supera el 60%. Asimismo, el aluminio es muy corrosivo en ácido nítrico concentrado a más del 80%, pero se corroe gravemente a concentraciones medias y bajas. Por otro lado, el acero inoxidable es muy resistente al ácido nítrico diluido, pero su corrosión se agrava a concentraciones superiores al 95%.
A partir de los ejemplos anteriores, se puede observar que la selección correcta de los materiales de las válvulas debe basarse en la situación específica, analizar los diversos factores que afectan a la corrosión y seleccionar los materiales de acuerdo con los manuales anticorrosión pertinentes.
2. Utilizar materiales no metálicos.
La resistencia a la corrosión de los materiales no metálicos es excelente; siempre que la temperatura y la presión de la válvula cumplan con los requisitos de estos materiales, no solo se resuelve el problema de la corrosión, sino que también se ahorran metales preciosos. El cuerpo de la válvula, la tapa, el revestimiento, la superficie de sellado y otros componentes de uso común están fabricados con materiales no metálicos.
Para el revestimiento de las válvulas se utilizan plásticos como el PTFE y el poliéter clorado, así como caucho natural, neopreno, caucho de nitrilo y otros tipos de caucho. El cuerpo principal de la tapa de la válvula está fabricado en hierro fundido y acero al carbono. Esto no solo garantiza la resistencia de la válvula, sino que también evita su corrosión.
Actualmente, se utilizan cada vez más plásticos como el nailon y el PTFE, así como caucho natural y sintético, para fabricar diversas superficies y anillos de sellado en válvulas. Estos materiales no metálicos, empleados como superficies de sellado, no solo ofrecen una buena resistencia a la corrosión, sino también un excelente sellado, especialmente adecuado para fluidos con partículas. Sin embargo, su resistencia y resistencia al calor son menores, lo que limita su rango de aplicaciones.
3. Tratamiento de la superficie metálica
(1) Conexión de válvula: El tornillo de conexión de la válvula se suele tratar con galvanizado, cromado y oxidación (azul) para mejorar su resistencia a la corrosión atmosférica y de los medios. Además de los métodos mencionados, otros elementos de fijación también se someten a tratamientos superficiales como el fosfatado, según la situación.
(2) Superficie de sellado y piezas cerradas de pequeño diámetro: se utilizan procesos superficiales como la nitruración y la boruración para mejorar su resistencia a la corrosión y al desgaste.
(3) Anticorrosión del vástago: la nitruración, la boruración, el cromado, el niquelado y otros procesos de tratamiento de superficie se utilizan ampliamente para mejorar su resistencia a la corrosión, resistencia a la abrasión y resistencia a la abrasión.
Los diferentes tratamientos superficiales deben ser adecuados para los diferentes materiales del vástago y entornos de trabajo. En atmósferas, medios de vapor de agua y vástagos en contacto con empaques de asbesto, se puede utilizar cromado duro, proceso de nitruración gaseosa (el acero inoxidable no debe utilizar el proceso de nitruración iónica): en ambientes atmosféricos de sulfuro de hidrógeno, el recubrimiento de níquel-fósforo alto por electrodeposición tiene un mejor rendimiento de protección; el 38CrMOAIA también puede ser resistente a la corrosión por nitruración iónica y gaseosa, pero el recubrimiento de cromo duro no es adecuado para su uso; el 2Cr13 puede resistir la corrosión por amoníaco después del temple y revenido, y el acero al carbono que utiliza nitruración gaseosa también puede resistir la corrosión por amoníaco, mientras que todas las capas de recubrimiento de níquel-fósforo no son resistentes a la corrosión por amoníaco, y el material 38CrMOAIA nitrurado gaseosamente tiene una excelente resistencia a la corrosión y un rendimiento integral, y se utiliza principalmente para fabricar vástagos de válvulas.
(4) Cuerpo de válvula y volante de pequeño calibre: También suele estar cromado para mejorar su resistencia a la corrosión y decorar la válvula.
4. Pulverización térmica
La proyección térmica es un método de procesamiento para la preparación de recubrimientos y se ha convertido en una de las nuevas tecnologías para la protección de superficies de materiales. Es un método de fortalecimiento de superficies que utiliza fuentes de calor de alta densidad energética (llama de combustión de gas, arco eléctrico, arco de plasma, calentamiento eléctrico, explosión de gas, etc.) para calentar y fundir materiales metálicos o no metálicos, y rociarlos sobre la superficie base pretratada en forma de atomización para formar un recubrimiento por pulverización, o bien, calentar la superficie base simultáneamente, de modo que el recubrimiento se funde nuevamente sobre la superficie del sustrato para formar una capa de soldadura por pulverización que fortalece la superficie.
La mayoría de los metales y sus aleaciones, cerámicas de óxido metálico, compuestos de cermet y compuestos de metales duros pueden recubrirse sobre sustratos metálicos o no metálicos mediante uno o varios métodos de proyección térmica, lo que mejora la resistencia a la corrosión superficial, la resistencia al desgaste, la resistencia a altas temperaturas y otras propiedades, además de prolongar la vida útil. El recubrimiento funcional especial mediante proyección térmica, con propiedades especiales como aislamiento térmico, aislamiento (o contra descargas eléctricas anómalas), sellado mediante rectificado, autolubricación, protección contra la radiación térmica y blindaje electromagnético, permite reparar piezas.
5. Pintura en aerosol
El recubrimiento es un método anticorrosivo ampliamente utilizado, un material indispensable y una marca de identificación en los productos de válvulas. Se trata de un material no metálico, generalmente compuesto de resina sintética, lechada de caucho, aceite vegetal, disolvente, etc., que cubre la superficie metálica, aislando el medio y la atmósfera, y logrando así la protección anticorrosiva.
Los recubrimientos se utilizan principalmente en agua, agua salada, agua de mar, atmósfera y otros entornos que no sean demasiado corrosivos. La cavidad interna de la válvula suele pintarse con pintura anticorrosiva para evitar que el agua, el aire y otros fluidos la corroan.
6. Añadir inhibidores de corrosión
El mecanismo por el cual los inhibidores de corrosión controlan la corrosión es que promueven la polarización de la batería. Los inhibidores de corrosión se utilizan principalmente en medios y rellenos. La adición de inhibidores de corrosión al medio puede ralentizar la corrosión de equipos y válvulas, como el acero inoxidable de cromo-níquel en ácido sulfúrico libre de oxígeno, que tiene un amplio rango de solubilidad y entra en un estado de cremación, donde la corrosión es más grave. Sin embargo, la adición de una pequeña cantidad de sulfato de cobre o ácido nítrico y otros oxidantes puede hacer que el acero inoxidable se vuelva opaco, formando una película protectora en la superficie que previene la erosión del medio. En ácido clorhídrico, si se agrega una pequeña cantidad de oxidante, se puede reducir la corrosión del titanio.
La prueba de presión de válvulas se utiliza a menudo como medio para la prueba de presión, lo que puede provocar fácilmente corrosión de la válvula.válvulaAdemás, añadir una pequeña cantidad de nitrito de sodio al agua puede prevenir la corrosión de la válvula. El empaquetado de amianto contiene cloruro, que corroe considerablemente el vástago de la válvula. Si bien el contenido de cloruro puede reducirse mediante el lavado con agua a vapor, este método es muy difícil de implementar, no es de uso generalizado y solo es adecuado para necesidades específicas.
Para proteger el vástago de la válvula y prevenir la corrosión del empaque de amianto, en dicho empaque se recubre el vástago con un inhibidor de corrosión y un metal de sacrificio. El inhibidor de corrosión está compuesto de nitrito de sodio y cromato de sodio, que generan una película de pasivación en la superficie del vástago y mejoran su resistencia a la corrosión. El disolvente permite que el inhibidor de corrosión se disuelva lentamente y actúe como lubricante. De hecho, el zinc también es un inhibidor de corrosión que se combina con el cloruro del amianto, reduciendo así considerablemente el contacto entre el cloruro y el metal del vástago, logrando así la protección anticorrosión.
7. Protección electroquímica
Existen dos tipos de protección electroquímica: protección anódica y protección catódica. Si se utiliza zinc para proteger el hierro, este se corroe y se denomina metal de sacrificio. En la práctica, la protección anódica se utiliza menos, mientras que la protección catódica se utiliza más. Este método de protección catódica se emplea en válvulas grandes y de alta importancia, siendo un método económico, sencillo y eficaz. Además, se añade zinc al empaque de amianto para proteger el vástago de la válvula.
8. Controlar el entorno corrosivo
El denominado entorno tiene dos tipos: un sentido amplio y un sentido restringido. El sentido amplio del entorno se refiere al entorno que rodea el lugar de instalación de la válvula y su medio de circulación interno, mientras que el sentido restringido del entorno se refiere a las condiciones que rodean el lugar de instalación de la válvula.
La mayoría de los entornos son incontrolables y los procesos de producción no pueden modificarse arbitrariamente. Solo si no se produce ningún daño al producto ni al proceso, se puede adoptar un método de control ambiental, como la desoxigenación del agua de la caldera o la adición de álcalis en el proceso de refinación de petróleo para ajustar el pH. Desde esta perspectiva, la adición de inhibidores de corrosión y la protección electroquímica mencionadas anteriormente también constituyen una forma de controlar el entorno corrosivo.
La atmósfera está llena de polvo, vapor de agua y humo, especialmente en el entorno de producción, como salmuera de humo, gases tóxicos y polvo fino emitido por los equipos, que causarán diversos grados de corrosión en la válvula. El operador debe limpiar y purgar la válvula regularmente y reabastecerla regularmente de acuerdo con las disposiciones de los procedimientos operativos, lo cual es una medida eficaz para controlar la corrosión ambiental. Instalar una cubierta protectora en el vástago de la válvula, establecer un pozo de tierra en la válvula de tierra y rociar pintura en la superficie de la válvula son formas de evitar que las sustancias corrosivas erosionen laválvula.
El aumento de la temperatura ambiente y la contaminación del aire, especialmente para los equipos y válvulas en un entorno cerrado, acelerará su corrosión, por lo que se deben utilizar talleres abiertos o medidas de ventilación y refrigeración en la medida de lo posible para ralentizar la corrosión ambiental.
9. Mejorar la tecnología de procesamiento y la estructura de la válvula.
La protección anticorrosión de laválvulaEste es un problema que se ha considerado desde el inicio del diseño, y una válvula con un diseño estructural adecuado y un proceso de fabricación correcto tendrá, sin duda, un efecto positivo en la ralentización de la corrosión. Por lo tanto, el departamento de diseño y fabricación debe mejorar las piezas que no presentan un diseño estructural adecuado, métodos de fabricación incorrectos y que son propensas a la corrosión, para adaptarlas a los requisitos de las diversas condiciones de trabajo.
Fecha de publicación: 22 de enero de 2025
