A corrosão é um dos elementos mais importantes que causamválvuladanos. Portanto, emválvulaA proteção e a resistência à corrosão das válvulas são aspectos importantes a serem considerados.
Válvulaforma de corrosão
A corrosão dos metais é causada principalmente por corrosão química e corrosão eletroquímica, enquanto a corrosão de materiais não metálicos é geralmente causada por ações químicas e físicas diretas.
1. Corrosão química
Na condição de que nenhuma corrente seja gerada, o meio circundante reage diretamente com o metal e o destrói, como ocorre na corrosão de metais por gases secos em alta temperatura e soluções não eletrolíticas.
2. Corrosão galvânica
O metal entra em contato com o eletrólito, resultando no fluxo de elétrons, o que causa danos por ação eletroquímica, principal forma de corrosão.
A corrosão por soluções salinas ácido-base comuns, a corrosão atmosférica, a corrosão do solo, a corrosão da água do mar, a corrosão microbiana, a corrosão por pites e a corrosão em frestas do aço inoxidável, etc., são todas exemplos de corrosão eletroquímica. A corrosão eletroquímica não ocorre apenas entre duas substâncias que podem reagir quimicamente, mas também gera diferenças de potencial devido à diferença de concentração da solução, à diferença de concentração do oxigênio circundante, à ligeira diferença na estrutura da substância, etc., e obtém o poder de corrosão, de modo que o metal com baixo potencial e a posição da placa seca são afetados.
taxa de corrosão da válvula
A taxa de corrosão pode ser dividida em seis graus:
(1) Completamente resistente à corrosão: a taxa de corrosão é inferior a 0,001 mm/ano
(2) Extremamente resistente à corrosão: taxa de corrosão de 0,001 a 0,01 mm/ano
(3) Resistência à corrosão: taxa de corrosão de 0,01 a 0,1 mm/ano
(4) Ainda resistente à corrosão: taxa de corrosão de 0,1 a 1,0 mm/ano
(5) Baixa resistência à corrosão: taxa de corrosão de 1,0 a 10 mm/ano
(6) Não resistente à corrosão: a taxa de corrosão é superior a 10 mm/ano
Nove medidas anticorrosivas
1. Selecione materiais resistentes à corrosão de acordo com o meio corrosivo.
Na produção real, a corrosão do fluido é muito complexa, mesmo que o material da válvula seja o mesmo, a concentração, a temperatura e a pressão do fluido são diferentes, e a corrosão do fluido no material também não é a mesma. Para cada aumento de 10°C na temperatura do fluido, a taxa de corrosão aumenta de 1 a 3 vezes.
A concentração do meio tem grande influência na corrosão do material da válvula. Por exemplo, o chumbo, em ácido sulfúrico de baixa concentração, apresenta corrosão mínima, mas quando a concentração ultrapassa 96%, a corrosão aumenta drasticamente. O aço carbono, por outro lado, apresenta corrosão mais severa quando a concentração de ácido sulfúrico é de cerca de 50%, e diminui drasticamente quando a concentração sobe para mais de 60%. Por exemplo, o alumínio é muito corrosivo em ácido nítrico concentrado com concentração superior a 80%, mas torna-se seriamente corrosivo em concentrações médias e baixas de ácido nítrico. Já o aço inoxidável é muito resistente ao ácido nítrico diluído, mas sua corrosão se agrava em concentrações superiores a 95%.
A partir dos exemplos acima, pode-se observar que a seleção correta dos materiais das válvulas deve ser baseada na situação específica, analisando os diversos fatores que afetam a corrosão e selecionando os materiais de acordo com os manuais anticorrosivos pertinentes.
2. Utilize materiais não metálicos
A resistência à corrosão de materiais não metálicos é excelente; desde que a temperatura e a pressão da válvula atendam aos requisitos para materiais não metálicos, é possível não apenas resolver o problema da corrosão, mas também economizar metais preciosos. O corpo da válvula, a tampa, o revestimento, a superfície de vedação e outros componentes comumente utilizados são fabricados com materiais não metálicos.
Plásticos como PTFE e poliéter clorado, além de borracha natural, neoprene, borracha nitrílica e outras borrachas, são usados para o revestimento das válvulas, e o corpo principal da tampa da válvula é feito de ferro fundido e aço carbono. Isso não só garante a resistência da válvula, como também a protege da corrosão.
Atualmente, plásticos como náilon e PTFE são cada vez mais utilizados, assim como borracha natural e sintética, para a fabricação de diversas superfícies e anéis de vedação em válvulas. Esses materiais não metálicos, quando utilizados como superfícies de vedação, apresentam boa resistência à corrosão e excelente desempenho de vedação, sendo especialmente adequados para uso em fluidos com partículas. Entretanto, são menos resistentes e menos tolerantes ao calor, o que limita sua gama de aplicações.
3. Tratamento de superfície metálica
(1) Conexão da válvula: O parafuso de conexão da válvula é geralmente tratado com galvanização, cromagem e oxidação (azul) para melhorar a capacidade de resistir à corrosão atmosférica e do meio. Além dos métodos mencionados acima, outros fixadores também são tratados com tratamentos de superfície, como fosfatização, dependendo da situação.
(2) Superfície de vedação e peças fechadas com pequeno diâmetro: processos de superfície como nitretação e boronização são usados para melhorar sua resistência à corrosão e ao desgaste.
(3) Anticorrosão da haste: nitretação, boronização, cromagem, niquelagem e outros processos de tratamento de superfície são amplamente utilizados para melhorar sua resistência à corrosão e à abrasão.
Diferentes tratamentos de superfície devem ser adequados para diferentes materiais de haste e ambientes de trabalho. Em atmosferas com vapor de água e contato com gaxetas de amianto, pode-se utilizar cromagem dura ou nitretação gasosa (o processo de nitretação iônica não deve ser utilizado em aço inoxidável). Em ambientes atmosféricos com sulfeto de hidrogênio, o revestimento eletrolítico de níquel-fósforo apresenta melhor desempenho de proteção. O aço 38CrMOAIA também pode ser resistente à corrosão por nitretação iônica e gasosa, mas a cromagem dura não é adequada para esse uso. O aço 2Cr13 resiste à corrosão por amônia após têmpera e revenido, e o aço carbono submetido à nitretação gasosa também resiste à corrosão por amônia. Já os revestimentos de níquel-fósforo não são resistentes à corrosão por amônia. O material 38CrMOAIA nitretado a gás apresenta excelente resistência à corrosão e desempenho geral, sendo amplamente utilizado na fabricação de hastes de válvulas.
(4) Corpo da válvula e volante de pequeno calibre: Também são frequentemente cromados para melhorar a sua resistência à corrosão e decorar a válvula.
4. Aspersão térmica
A aspersão térmica é um método de processamento para preparação de revestimentos e tornou-se uma das novas tecnologias para proteção de superfícies. Trata-se de um processo de reforço superficial que utiliza fontes de calor de alta densidade energética (chama de combustão de gás, arco elétrico, arco de plasma, aquecimento elétrico, explosão de gás, etc.) para aquecer e fundir materiais metálicos ou não metálicos, que são então pulverizados sobre uma superfície previamente tratada, na forma de atomização, formando um revestimento por aspersão. Alternativamente, a superfície é aquecida simultaneamente, de modo que o revestimento se funda novamente sobre o substrato, formando uma camada de soldagem por aspersão que reforça a superfície.
A maioria dos metais e suas ligas, cerâmicas de óxido metálico, compósitos de cermet e compostos de metal duro podem ser revestidos em substratos metálicos ou não metálicos por um ou mais métodos de aspersão térmica, o que pode melhorar a resistência à corrosão superficial, a resistência ao desgaste, a resistência a altas temperaturas e outras propriedades, além de prolongar a vida útil. Revestimentos funcionais especiais obtidos por aspersão térmica, com propriedades de isolamento térmico, isolamento (ou contra eletricidade anômala), vedação resistente à abrasão, autolubrificação, proteção contra radiação térmica e blindagem eletromagnética, são utilizados para o reparo de peças.
5. Tinta spray
O revestimento é um meio anticorrosivo amplamente utilizado, sendo um material anticorrosivo indispensável e uma marca de identificação essencial em válvulas. Trata-se de um material não metálico, geralmente composto por resina sintética, pasta de borracha, óleo vegetal, solvente, etc., que reveste a superfície metálica, isolando-a do meio e da atmosfera, atingindo assim o objetivo de proteção anticorrosiva.
Os revestimentos são usados principalmente em água, água salgada, água do mar, atmosfera e outros ambientes não muito corrosivos. A cavidade interna da válvula geralmente é pintada com tinta anticorrosiva para evitar que água, ar e outros meios corroam a válvula.
6. Adicione inibidores de corrosão
O mecanismo pelo qual os inibidores de corrosão controlam a corrosão é a promoção da polarização da bateria. Os inibidores de corrosão são usados principalmente em meios e enchimentos. A adição de inibidores de corrosão ao meio pode retardar a corrosão de equipamentos e válvulas. Por exemplo, em ácido sulfúrico isento de oxigênio, o aço inoxidável cromo-níquel apresenta uma ampla faixa de solubilidade, entrando em estado de cremação, onde a corrosão é mais severa. No entanto, a adição de uma pequena quantidade de sulfato de cobre, ácido nítrico ou outros oxidantes pode fazer com que o aço inoxidável entre em um estado opaco, formando uma película protetora na superfície que impede a erosão. Em ácido clorídrico, se uma pequena quantidade de oxidante for adicionada, a corrosão do titânio pode ser reduzida.
O teste de pressão em válvulas é frequentemente usado como meio para teste de pressão, o que pode facilmente causar corrosão.válvulaAlém disso, adicionar uma pequena quantidade de nitrito de sódio à água pode prevenir a corrosão da válvula pela água. A gaxeta de amianto contém cloreto, que corrói bastante a haste da válvula, e o teor de cloreto pode ser reduzido se for adotado o método de lavagem com água fervente, mas esse método é muito difícil de implementar e não pode ser generalizado, sendo adequado apenas para necessidades específicas.
Para proteger a haste da válvula e evitar a corrosão da gaxeta de amianto, na gaxeta de amianto, um inibidor de corrosão e um metal de sacrifício são aplicados na haste da válvula. O inibidor de corrosão é composto de nitrito de sódio e cromato de sódio, que podem gerar uma película passivante na superfície da haste da válvula e melhorar sua resistência à corrosão. O solvente permite que o inibidor de corrosão se dissolva lentamente e atue como lubrificante. Na verdade, o zinco também é um inibidor de corrosão, que se combina inicialmente com o cloreto presente no amianto, reduzindo significativamente a probabilidade de contato entre o cloreto e o metal da haste, atingindo assim o objetivo anticorrosivo.
7. Proteção eletroquímica
Existem dois tipos de proteção eletroquímica: proteção anódica e proteção catódica. Se o zinco for usado para proteger o ferro, o zinco sofrerá corrosão, sendo então chamado de metal de sacrifício. Na prática de produção, a proteção anódica é menos utilizada, enquanto a proteção catódica é mais comum. Este método de proteção catódica é empregado em válvulas de grande porte e válvulas críticas, sendo um método econômico, simples e eficaz. Além disso, o zinco é adicionado à gaxeta de amianto para proteger a haste da válvula.
8. Controlar o ambiente corrosivo
O chamado ambiente possui dois sentidos: amplo e restrito. O sentido amplo refere-se ao ambiente ao redor do local de instalação da válvula e ao seu fluido de circulação interno, enquanto o sentido restrito refere-se às condições ao redor do local de instalação da válvula.
A maioria dos ambientes é incontrolável e os processos de produção não podem ser alterados arbitrariamente. Somente nos casos em que não haja danos ao produto e ao processo, é possível adotar métodos de controle ambiental, como a desoxigenação da água da caldeira, a adição de álcalis no processo de refino de petróleo para ajustar o pH, etc. Sob essa perspectiva, a adição de inibidores de corrosão e a proteção eletroquímica mencionadas anteriormente também representam uma forma de controlar o ambiente corrosivo.
A atmosfera está repleta de poeira, vapor de água e fumaça, especialmente no ambiente de produção, como fumaça salina, gases tóxicos e partículas finas emitidas pelos equipamentos, que causam corrosão em diferentes graus nas válvulas. O operador deve limpar e purgar a válvula regularmente, bem como reabastecê-la conforme as disposições dos procedimentos operacionais, o que é uma medida eficaz para controlar a corrosão ambiental. Instalar uma capa protetora na haste da válvula, construir um poço de aterramento na válvula e aplicar tinta na superfície da válvula são maneiras de evitar que substâncias corrosivas a corroam.válvula.
O aumento da temperatura ambiente e da poluição do ar, especialmente em equipamentos e válvulas em ambientes fechados, acelera a corrosão. Portanto, oficinas abertas ou medidas de ventilação e resfriamento devem ser priorizadas sempre que possível para retardar a corrosão ambiental.
9. Aprimorar a tecnologia de processamento e a estrutura da válvula.
A proteção anticorrosiva doválvulaÉ um problema que foi considerado desde o início do projeto, e um produto de válvula com projeto estrutural adequado e método de processo correto certamente terá um bom efeito na redução da corrosão da válvula. Portanto, o departamento de projeto e fabricação deve aprimorar as partes que não possuem projeto estrutural adequado, métodos de processo incorretos e que são propensas à corrosão, de modo a adaptá-las aos requisitos das diversas condições de trabalho.
Data da publicação: 22 de janeiro de 2025
