閥門腐蝕的處理方法及防腐措施

一、閥門腐蝕的形態

金屬閥門腐蝕有兩種形態，即均勻腐蝕和局部腐蝕。均勻腐蝕的速度可用年平均腐蝕率來評價。金屬材料，石

墨、玻璃、陶瓷和混凝土，按腐蝕率大小分4個等級：腐蝕速度小于0.05mm/a的為優良;腐蝕速度在0.05——

0.5mm/a的為良好;腐蝕速度在0.5——1.5mm/a的尚可使用;腐蝕速度大于1.5mm/a的為不適用，閥門的密封面、閥

桿、膜片、小彈簧等閥件一般用一級材料，閥體、閥蓋等適用二級或三級材料，用于高壓、劇毒、易燃、易爆、放

射性介質的閥門，則選用腐蝕性很小的材料。

1、均勻腐蝕

均勻腐蝕是在金屬的全部表面上進行。如不銹鋼、鋁、鈦等在氧化環境中產生的一層保護膜，膜下金屬狀態腐

蝕均勻。還有一種現象，金屬表面腐蝕剝落，這種腐蝕是很危險的。

2、局部腐蝕

局部腐蝕發生在金屬的局部位置上，它的形態有孔蝕、縫隙腐蝕、晶間腐蝕、脫層腐蝕、應力腐蝕、疲勞腐

蝕、選擇性腐蝕、磨損腐蝕、空泡腐蝕、摩振腐蝕、氫蝕等。

點蝕通常發生在鈍化膜或保護膜的金屬上，是由于金屬表面存在缺陷，溶液中能破壞鈍化膜的活性離子，使鈍

化膜局部破壞，伸入金屬內部，成為蝕孔，它是金屬破壞性和隱患大的腐蝕形態之一。

縫隙腐蝕發生在焊、鉚、墊片或沉淀物下面等環境，它是孔蝕的一種特殊形態。防止方法是消除縫隙。

晶間腐蝕是從表面沿晶界深入金屬內部，使晶界呈網狀腐蝕。產生晶間腐蝕除晶界沉淀積雜質外，主要是熱處

理和冷加工不當所致。奧氏體不銹鋼的焊接縫兩側容易產生貧鉻區而遭到腐蝕。奧氏體不銹鋼晶間腐蝕是常見的和

危險的腐蝕形態。防止奧氏體不銹鋼閥件產生晶間腐蝕方法有：進行“固溶淬火”處理，即加熱至1100℃左右水

淬，選用含有鈦和鈮，而含碳量在0.03%以下的奧氏體不銹鋼，減少碳化鉻的產生。

脫層腐蝕發生在層狀結構中，腐蝕先垂直向內發展，后腐蝕表面平行的物質，在腐蝕物的脹力下，使表面呈層

狀剝落。

應力腐蝕發生在腐蝕和拉應力同時作用下產生的破裂。防止應力腐蝕的方法;通過熱處理消除或減少焊接，冷

加工中產生的應力，改進不可理的閥門結構，避免應力集中，采用電化學保護、噴刷防蝕涂料。添加緩蝕劑、施加

壓應力等措施。

腐蝕疲勞發生在交變應力腐蝕的共同作用的部位，使金屬破裂?？蛇M行熱處理消除或減少應力，表面噴丸處理

以及電鍍鋅、鉻、鎳等，但要注意鍍層不可有拉應力和氫擴散現象。

選擇性腐蝕發生在不同成分和雜質的材料中，在一定環境中，有一部分元素被腐蝕浸出，剩下未腐蝕的元素呈

海綿狀。常見有黃銅脫鋅、銅合金脫鋁、鑄鐵石墨化等。

磨損腐蝕是流體對金屬磨損和腐蝕交替作用所產生的一種腐蝕形態，是閥門常見的一種腐蝕，這種腐蝕以發生

在密封面為多。防止方法：選用耐腐蝕、耐磨損的材料，改進結構設計，采用陰極保護等。

空泡腐蝕又稱空蝕和氣蝕，是磨損腐蝕的一種特殊形態。它是流體中產生的氣泡，在破滅時產生的沖擊波，壓

力可高達400個大氣壓，使金屬保護膜破壞，甚至撕裂金屬粒子。然后再腐蝕成膜，這種過程不斷反復，使金屬腐

蝕。防止空泡腐蝕的方法，可選用耐空泡腐蝕材料，光潔度高的加工面，彈性保護層和陰極保護等。

摩振腐蝕是相互接觸的兩部件同時承受載荷，接觸面由于振動和滑動引起的破壞。摩振腐蝕發生在螺栓連接

處，閥桿與關閉件連接處、滾珠軸承與軸之間等部位上?？梢圆捎猛繚櫥椭?，減少摩擦，表面磷化，選用硬質合

金，以及用噴瓦處理或冷加工提高表面硬度方法防護。

腐蝕是化學反映中產生的氫原子擴散到金屬內部引起的破壞，其形態有氫鼓泡、氫脆和氫蝕。

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強鋼和含有非金屬的鋼易容易發生氫鼓泡。石油中含有硫化物、氫化物時容易產生氫鼓泡。采用無空穴的鎮靜

鋼代替有空穴的沸騰鋼，取用橡膠和塑料保護，加緩蝕劑等可防止鼓泡。

強鋼中晶格高度變性，氫原子進入后，4晶格應變更大，引起金融脆化。應選用含鎳和鉛的合金鋼，避免選用

氫脆性大的高強鋼，焊接、電鍍、酸洗中避免或減少氫脆現象。高溫、高壓下氫進入金屬內，與一種組合會元素產

生化學反應而破壞，稱為氫蝕。奧氏體不銹鋼完全耐高溫氫蝕。

3、非金屬腐蝕

非金屬腐蝕與金屬腐蝕大小一樣，絕大多數非金屬材料是非電導體，一般不會產生電化學腐蝕，而是純粹的化

學或物理作用的腐蝕，這是與金屬腐蝕的主要區別。非金屬腐蝕不一定失重而往往是增重，對金屬腐蝕來說失重是

主要的，非金屬腐蝕，許多是物理作用引起的，而金屬腐蝕物理作用極少見;非金屬內部腐蝕為常見現象，而金屬

腐蝕則以表面腐蝕為主。

金屬材料與介質接觸后，溶液或氣體會逐漸擴散到材料的內部，使非金屬發生一系列腐蝕變化，根據非金屬材

料的種類和品種的不同，其腐蝕的形態各有不同。腐蝕的形態有溶解、溶脹、氣泡、軟化、會有分解、變色、變

質、老化、硬化、斷裂等現象出現。但是，從全面觀點來看，非金屬腐蝕性能大大地優于金屬材料，而非金屬材料

的強度，耐溫性能卻低于金屬材料。

二、金屬閥門的防腐措施

電化學腐蝕以各種形態腐蝕金屬，它不僅作用于兩種金屬之間，而且由于溶液的溶度差、氧氣的溶度差、金屬

內部組織微小的差別，也會產生電位差，使腐蝕加劇。有的金屬本身是不耐蝕的，但它腐蝕后能產生非常好的保護

膜，即鈍化膜，可以阻止介質的腐蝕。由此可見，要達到金屬閥門防腐的目的，一是要消除電化學腐蝕;二是當電

化學腐蝕消除不了;要能使金屬表面產生鈍化膜;三是選用沒有電化學腐蝕的非金屬材料代替金屬材料。下面介紹幾

種防腐方法。

1、根據介質選用耐蝕材料

在“閥門的選用”一節中，我們介紹了閥門常用材料所適用的介質，只不過是一般的介紹，在生產實際中，介質

的腐蝕是非常的復雜的，即使在用一介質中使用的閥門材料一樣，介質的濃度、溫度、壓力不同，介質對材料腐蝕

也不一樣。介質溫度每升高10℃，腐蝕速度約增加1——3倍。介質濃度對閥門材料腐蝕影響很大，如鉛處在濃度

小的硫酸中，腐蝕很小，當濃度超過96%時，腐蝕急劇上升。而碳鋼相反，在硫酸濃度為50%左右時腐蝕更嚴重，

當濃度增加到6%以上時，腐蝕反而急劇下降。有如鋁在濃度80%以上的濃硝酸中腐蝕性很強，但在中、低濃度的

硝酸中腐蝕反而嚴重。不銹鋼雖說對稀硝酸耐蝕性很強，但在95%以上的濃硝酸中腐蝕反而加重。

從以上幾例可以看出，正確選用閥門材料應根據具體情況，分析各種影響腐蝕因素，按有關防腐手冊選用材

料。

2、采用非金屬材料

非金屬耐腐蝕性優良，只要閥門使用溫度和壓力符合非金屬材料的要求，不但能解決腐蝕問題，而且可節省貴

重金屬。閥門的閥體、閥蓋、襯里、密封面等常用非金屬材料制作，至于墊片，填料主要死非金屬材料制作的。用

聚四氟乙稀、氯化聚醚等塑料、以及用天然橡膠、氯丁橡膠、丁晴橡膠等橡膠做閥門襯里，而閥體、閥蓋主體是一

般鑄鐵、碳鋼制成。即保證了閥門強度，又保證了閥門不受腐蝕。夾管閥也是根據橡膠的優良耐腐蝕性能和優異變

性能而設計出來的?，F在越來越對的用尼龍、聚四氟乙稀等塑料，用天然橡膠和合成橡膠做各種各樣的密封面，密

封圈，用于各類閥門上，這些用作密封面的非金屬材料，不但耐腐蝕性好，而且密封性能好，特別適于帶顆粒介質

中使用。當然，它們的強度和耐熱性都較低，應用的范圍受到限制。柔性石墨的出現，使非金屬進入了高溫領域，

解決了長期難以解決的填料和墊片泄露問題，而且是很好的高溫潤滑劑。

3、噴刷涂料

涂料是應用廣泛的一種防腐手段，在閥門產品上更是一種不可缺少的防腐材料和識別標志。涂料也屬于非金屬

材料，它通常由合成樹脂、橡膠漿液、植物油、溶劑等配制成，覆蓋在金屬表面，隔絕介質和大氣，達到防腐目

的。涂料主要用于水、鹽水、海水、大氣等腐蝕不太強的環境中。閥門內腔常用防腐漆涂刷，防止水、空氣等介質

對閥門腐蝕。油漆內摻有不同顏色，來表示法恩使用的材料。閥門噴刷涂料，一般在半年至一年一次。

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4、添加緩蝕劑

在腐蝕介質和腐蝕物中加入少量其他特殊物質，能夠大大地減緩金屬腐蝕的速度，這種特殊物質稱為緩蝕劑。

緩蝕劑控制腐蝕的機理，是它促進了電池的極化。緩蝕劑主要用于介質和填料處。介質中添加緩蝕劑，可使設

備和閥門的腐蝕減緩，如鉻鎳不銹鋼在不含氧的硫酸中，很大的溶度范圍內成火化態，腐蝕較嚴重，但加入少量硫

酸銅或硝酸等氧化劑，可使不銹鋼轉變鈍態，表面生成一層保護膜，阻止介質的的浸蝕，在鹽酸中，如果加入少量

氧化劑，可降低對鈦的腐蝕。閥門試壓常用水作試壓的介質，容易引起閥門的腐蝕，在水中添加少量亞硝酸鈉可以

防止水對閥門的腐蝕。石棉填料中含有氯化物，對閥桿腐蝕很大，如果采用蒸鎦水洗滌方法可降低氯化物的含量，

但這種方法在實施中困難很多，不可普通推廣，酯適于特殊的需要。

為了保護閥桿，防止石棉填料的腐蝕，在石棉填料中，在閥桿上涂充緩蝕劑和犧牲金屬。緩蝕劑由亞硝酸鈉、

鉻酸鈉能使閥桿表面生成一層鈍化膜，提高閥桿的耐蝕能力;溶劑能使緩蝕劑慢慢地溶解，而且能起潤滑作用;在石

棉中添加鋅粉作犧牲金屬，實際上，鋅也是一種緩蝕劑，它能首先與石棉中的氯化物結合，使氯化物與閥桿金屬接

觸機會大為減少，從而達到防腐目的。涂料中如果加入了紅丹、鉛酸鈣等緩蝕劑，噴刷在閥門表面能防止大氣的腐

蝕。

5、電化學保護

電化學保護有陽極保護和陰極保護兩種。所謂陽極保護，就是以保護金屬為陽極導入外加直電流，使陽極電位

向正的方向增加，當增加到一定值時，金屬陽極表面生成一層致密的保護膜，即為鈍化膜，這時金屬陰極的腐蝕急

劇減少。陽極保護適于容易鈍化的金屬。所謂陰極保護，就是將被保護金屬作陰極，外加直流電，使其電位向負的

方向降低，為其達到一定電位值時，腐蝕電流速度減少，金屬得到保護。此外，陰極保護可用電極電位比被保護金

屬更負的金屬來保護被保護金屬。如用鋅保護鐵，鋅被腐蝕，鋅叫做犧牲金屬。在生產實踐中，陽極保護采用較

少，陰極保護應用較多。大型的閥門和重要閥門采用這種陰極保護法，是一種經濟簡便又行之有效的方法。石棉填

料中添加鋅，保護閥桿也屬于陰極保護法。

6、金屬表面處理

金屬表面處理工藝比安眠鍍層、表面滲透、表面氧化鈍化等。其目的提高金屬耐蝕能力，改善金屬的機械能

能。表面處理的閥門上應用廣泛。

閥門連接螺銓常用鍍鋅、鍍鉻、氧化(發藍)處理提高耐大氣、耐介質腐蝕的能力。其他緊固件除采用上述方法

處理外，還根據情況采用磷化等表面處理。

密封面以及口徑不大的關閉件，常采用滲氮、滲硼等表面工藝，提高它的耐蝕性和耐磨性。38CrMoAlA制作的

閥瓣，滲氮層≥0.4mm。

閥桿防腐問題是被人們所重視的問題，積累了豐富的生產經驗，常采用滲氮、滲硼、鍍鉻、鍍鎳等表面處理工

藝，提高它的耐蝕性，耐蝕性和耐磨擦傷性能。不同額表面處理應適于不同的閥桿材質和工作環境，在大氣、水蒸

氣介質與石棉填料接觸的閥桿，可采用鍍硬鉻、氣體氮化工藝(不銹鋼不宜采用離子氮化工藝);在硫化氫大氣環境中

的閥采用電鍍高磷鎳鍍層有較好的防護性能;38CrMoAlA采用離子和氣體氮化也可耐蝕，但不宜采用硬鉻鍍

層;2Cr13經過調質后能耐氨氣腐蝕，采用氣體氮化的碳鋼也能耐氨的腐蝕，而所有磷鎳鍍層不耐氨腐蝕;經過氣體

氮化38CrMoAlA材料具有優良的耐蝕性能和綜合性能，用它制作閥桿為多。

小口徑的閥體和手輪也常鍍鉻處理，提高其耐蝕性能，裝飾閥門。

7、熱噴涂

熱噴涂是制備涂層的一類工藝方塊，已成為材料表面防護的新技術之一。是國家重點推廣項目。它是利用高能

源密度熱源(氣體燃燒火焰、電弧、等離子弧、電熱、氣體燃爆等)將金屬或非金屬材料加熱熔融后，以霧化形式噴

射到經預處理的基本表面，形成噴涂層，或同時對基本表面加熱，使涂層在基體表面再次熔融，形成噴焊層的表面

強化工藝方法。大多數金屬及其合金、金屬氧化物陶瓷、金屬陶瓷復合物以及硬的金屬化合物都可以用一種或幾種

熱噴涂方法，在金屬或非金屬基體上形成涂層。

熱噴涂能提高其表面耐腐蝕、耐磨損、耐高溫等性能，延長使用壽命。熱噴涂特殊功能涂層，具備隔熱、絕緣

(或異電)、可磨密封、自潤滑、熱輻射、電磁屏蔽等特殊的性能;利用熱噴涂可修復零部件。

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8、控制腐蝕環境

所謂環境，有廣義和狹義兩種，廣義的環境系指閥門安裝處四周的環境和它內部流通介質;狹義的環境系指閥

門安裝處四周的條件。大多數環境無法控制，生產流程也不可任意變動。只有在不會對產品、工藝等造成有損害的

情況下，可以采用控制環境的方法，如鍋爐水去氧、煉油工藝中家堿調節PH值等。從這個觀點出發，上述添加緩

蝕劑、電化學保護等也屬控制腐蝕環境。

大氣中充滿了灰塵、水蒸氣、煙霧，特別在生產環境中，如煙鹵、設備散發出的有害氣體和微粉，都會對閥門

產生不同程度的腐蝕。操作人員應按操作規程中的規定，定期清洗、吹掃閥門，定期加油，這是控制環境腐蝕有效

措施。閥桿安裝保護罩、地閥設置地井、閥門表面噴刷油漆等，這都是防止含有腐蝕的物質侵蝕閥門的方法。環境

溫度升高和空氣污染，特別對封閉的環境下的設備和閥門，會加速其腐蝕。應盡量采用敞開式廠房或采用通風、降

溫措施，減緩環境腐蝕。

9、改進加工工藝和閥門結構形式

閥門的防腐保護是從設計就開始考慮的問題，一個結構設計合理、工藝方法正確的閥門產品。無疑地對減緩閥

門的腐蝕是有好的效果的。

因此，設計和制造部門應對那些結構設計不合理，工藝方法不正確，容易引起腐蝕的部件，應進行改進，使之

適合各種不同工況條件下的要求。

閥門連接處的縫隙是氧濃差電池腐蝕的好環境。

因此，閥桿與關閉件連接處，盡量不采用里、螺紋連接形式;閥門焊接應用雙面對焊并連續焊接好，點焊和搭

焊容易產生腐蝕，閥門螺紋連接處，采用聚四氟乙稀生膠帶和墊。不但能有良好的密封，而且能腐蝕。死角不易流

動的介質，容易腐蝕閥門，除在使用閥門時不倒裝和注意排放沉積介質外，在制造閥門零件時，應盡量避免免凹陷

結構，閥門盡量設置排泄孔。

不同金屬接觸會構成點偶，促進陽極金屬腐蝕，選用材料時，應不免金屬電位差距大而又不能產生鈍化膜的金

屬接觸。在制作和加工過程，特備是焊接和熱處理中產生應力腐蝕，應注意改善加工方法，焊接后要盡量采用退火

處理等相應防護措施。提高閥桿加工表面粗糙度以及其他閥件表面粗糙度，表面粗糙度級別越高，抗蝕能力越強。

改進填料和墊片的加工工藝和結構，使用柔性石墨和塑料填料，以及柔性石墨貼粘墊片和用聚四氟乙稀包墊片，都

能改善密封性能，減少地閥桿和法蘭密封面的腐蝕。