ידע בסיסי ואמצעי זהירות בנוגע לקורוזיה של שסתומים

קורוזיה היא אחד הגורמים החשובים ביותר שגורמיםשַׁסתוֹםנזק. לכן, בשַׁסתוֹםהגנה, עמידות בפני קורוזיה של שסתומים היא נושא חשוב שיש לקחת בחשבון.

שַׁסתוֹםצורת קורוזיה
קורוזיה של מתכות נגרמת בעיקר על ידי קורוזיה כימית וקורוזיה אלקטרוכימית, וקורוזיה של חומרים לא מתכתיים נגרמת בדרך כלל על ידי פעולות כימיות ופיזיקליות ישירות.
1. קורוזיה כימית
בתנאי שלא נוצר זרם, המדיום שמסביב מגיב ישירות עם המתכת והורס אותה, כגון קורוזיה של מתכת על ידי גז יבש בטמפרטורה גבוהה ותמיסה לא אלקטרוליטית.
2. קורוזיה גלוונית
המתכת נמצאת במגע עם האלקטרוליט, וכתוצאה מכך נוצרת זרימת אלקטרונים, אשר גורמים לעצמה להינזק על ידי פעולה אלקטרוכימית, שהיא הצורה העיקרית של קורוזיה.
קורוזיה נפוצה של תמיסת מלח חומצית-בסיסית, קורוזיה אטמוספרית, קורוזיה בקרקע, קורוזיה במי ים, קורוזיה מיקרוביאלית, קורוזיה בורות וקורוזיה בסדקים של נירוסטה וכו', כולן קורוזיה אלקטרוכימית. קורוזיה אלקטרוכימית לא רק מתרחשת בין שני חומרים שיכולים למלא תפקיד כימי, אלא גם יוצרת הפרשי פוטנציאלים עקב הפרש ריכוז התמיסה, הפרש ריכוז החמצן שמסביב, הבדל קל במבנה החומר וכו', ומשיגה את כוח הקורוזיה, כך שהמתכת עם הפוטנציאל הנמוך ומיקום לוח השמש היבש אובדים.

קצב קורוזיה של השסתומים
ניתן לחלק את קצב הקורוזיה לשש דרגות:
(1) עמיד לחלוטין בפני קורוזיה: קצב הקורוזיה נמוך מ-0.001 מ"מ/שנה
(2) עמידות גבוהה ביותר בפני קורוזיה: קצב קורוזיה 0.001 עד 0.01 מ"מ/שנה
(3) עמידות בפני קורוזיה: קצב קורוזיה 0.01 עד 0.1 מ"מ/שנה
(4) עדיין עמיד בפני קורוזיה: קצב קורוזיה 0.1 עד 1.0 מ"מ/שנה
(5) עמידות נמוכה בפני קורוזיה: קצב קורוזיה 1.0 עד 10 מ"מ/שנה
(6) לא עמיד בפני קורוזיה: קצב הקורוזיה גדול מ-10 מ"מ/שנה

תשעה אמצעים נגד קורוזיה
1. בחר חומרים עמידים בפני קורוזיה בהתאם לתווך הקורוזי
בייצור בפועל, קורוזיה של המדיום היא מורכבת מאוד, גם אם חומר השסתום בו משתמשים באותו מדיום זהה, הריכוז, הטמפרטורה והלחץ של המדיום שונים, והקורוזיה של המדיום לחומר אינה זהה. עבור כל עלייה של 10 מעלות צלזיוס בטמפרטורת המדיום, קצב הקורוזיה עולה פי 1~3 בערך.
לריכוז המדיום יש השפעה רבה על קורוזיה של חומר השסתום, כמו למשל עופרת הנמצאת בחומצה גופרתית בריכוז נמוך, הקורוזיה קטנה מאוד, וכאשר הריכוז עולה על 96%, הקורוזיה עולה בחדות. לעומת זאת, פלדת פחמן סובלת מהקורוזיה החמורה ביותר כאשר ריכוז חומצה גופרתית הוא כ-50%, וכאשר הריכוז עולה ליותר מ-60%, הקורוזיה יורדת בחדות. לדוגמה, אלומיניום קורוזיבי מאוד בחומצה חנקתית מרוכזת בריכוז של יותר מ-80%, אך קורוזיבי מאוד בריכוזים בינוניים ונמוכים של חומצה חנקתית, ופלדת אל-חלד עמידה מאוד בפני חומצה חנקתית מדוללת, אך היא מחמירה בחומצה חנקתית מרוכזת של יותר מ-95%.
מהדוגמאות לעיל, ניתן לראות כי הבחירה הנכונה של חומרי שסתומים צריכה להתבסס על המצב הספציפי, לנתח גורמים שונים המשפיעים על קורוזיה, ולבחור חומרים בהתאם למדריכים הרלוונטיים נגד קורוזיה.
2. השתמשו בחומרים שאינם מתכתיים
עמידות בפני קורוזיה לא מתכתית מצוינת, כל עוד הטמפרטורה והלחץ של השסתום עומדים בדרישות של חומרים לא מתכתיים, זה יכול לא רק לפתור את בעיית הקורוזיה, אלא גם לחסוך במתכות יקרות. גוף השסתום, מכסה המנוע, הבטנה, משטח האיטום וחומרים לא מתכתיים נפוצים אחרים עשויים.
פלסטיק כגון PTFE ופוליאתר כלורי, כמו גם גומי טבעי, ניאופרן, גומי ניטריל וגומי אחר משמשים לציפוי השסתומים, והגוף העיקרי של מכסה גוף השסתום עשוי מברזל יצוק ופלדת פחמן. זה לא רק מבטיח את חוזק השסתום, אלא גם מבטיח שהשסתום לא יישחק.
כיום, נעשה שימוש רב יותר ויותר בפלסטיק כמו ניילון ו-PTFE, וגומי טבעי וגומי סינתטי משמשים לייצור משטחי איטום שונים וטבעות איטום, המשמשות בשסתומים שונים. חומרים לא מתכתיים אלה המשמשים כמשטחי איטום לא רק בעלי עמידות טובה בפני קורוזיה, אלא גם ביצועי איטום טובים, המתאימים במיוחד לשימוש במדיה עם חלקיקים. כמובן, הם פחות חזקים ועמידים בחום, וטווח היישומים מוגבל.
3. טיפול פני שטח מתכת
(1) חיבור שסתום: חילזון חיבור השסתום מטופל בדרך כלל באמצעות גלוון, ציפוי כרום וחמצון (כחול) כדי לשפר את היכולת לעמוד בפני קורוזיה אטמוספרית ובינונית. בנוסף לשיטות שהוזכרו לעיל, מחברים אחרים מטופלים גם הם באמצעות טיפולי שטח כגון פוספטציה בהתאם למצב.
(2) איטום משטחים וחלקים סגורים בקוטר קטן: תהליכי איטום משטחים כגון ניטריד ובורוניזציה משמשים לשיפור עמידותם בפני קורוזיה ועמידותם בפני שחיקה.
(3) עמידות בפני קורוזיה של הגזע: ניטרידציה, בורון, ציפוי כרום, ציפוי ניקל ותהליכי טיפול פני שטח אחרים נמצאים בשימוש נרחב לשיפור עמידות הקורוזיה, עמידות בפני קורוזיה ועמידות בפני שחיקה.
טיפולי שטח שונים צריכים להיות מתאימים לחומרי גזע שונים ולסביבות עבודה שונות. באטמוספירה, במדיום אדי מים ובמגע עם גזע אסבסט, ניתן להשתמש בציפוי כרום קשה ותהליך ניטרידינג גז (פלדת אל-חלד לא צריכה להשתמש בתהליך ניטרידינג יונים): בסביבה אטמוספרית של מימן גופרתי, באמצעות ציפוי אלקטרוליטי, ציפוי ניקל זרחן גבוה בעל ביצועי הגנה טובים יותר; 38CrMOAIA יכול להיות עמיד בפני קורוזיה גם על ידי ניטרידינג יונים וגז, אך ציפוי כרום קשה אינו מתאים לשימוש; 2Cr13 יכול לעמוד בפני קורוזיה של אמוניה לאחר מרווה וריפוי, ופלדת פחמן המשתמשת בניטרידינג גז יכולה גם לעמוד בפני קורוזיה של אמוניה, בעוד שכל שכבות הציפוי של זרחן-ניקל אינן עמידות בפני קורוזיה של אמוניה, וחומר 38CrMOAIA ניטרידינג גז בעל עמידות בפני קורוזיה מצוינת וביצועים מקיפים, והוא משמש בעיקר לייצור גבעולי שסתומים.
(4) גוף שסתום קטן וקידוח יד: לעתים קרובות גם מצופים כרום כדי לשפר את עמידותם בפני קורוזיה ולקשט את השסתום.
4. ריסוס תרמי
ריסוס תרמי הוא סוג של שיטת תהליך להכנת ציפויים, והפך לאחת הטכנולוגיות החדשות להגנה על פני השטח של חומרים. זוהי שיטת תהליך לחיזוק פני השטח המשתמשת במקורות חום בעלי צפיפות אנרגיה גבוהה (להבת בעירה בגז, קשת חשמלית, קשת פלזמה, חימום חשמלי, פיצוץ גז וכו') כדי לחמם ולהמיס חומרים מתכתיים או לא מתכתיים, ולרסס אותם על פני השטח הבסיסיים שטופלו מראש בצורה של אטומיזציה ליצירת ציפוי ריסוס, או לחמם את פני השטח הבסיסיים בו זמנית, כך שהציפוי נמס שוב על פני השטח של המצע ליצירת שכבת ריתוך ריסוס לחיזוק פני השטח.
ניתן לצפות את רוב המתכות וסגסוגותיהן, קרמיקה של תחמוצת מתכת, חומרים מרוכבים של סרמט ותרכובות מתכת קשות על גבי מצע מתכת או אל-מתכת באמצעות שיטת ריסוס תרמית אחת או יותר, מה שיכול לשפר את עמידות פני השטח בפני קורוזיה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני טמפרטורה גבוהה ותכונות אחרות, ולהאריך את חיי השירות. ריסוס תרמי הוא ציפוי פונקציונלי מיוחד, עם בידוד חום, בידוד (או חשמל חריג), איטום טחינה, שימון עצמי, קרינה תרמית, מיגון אלקטרומגנטי ותכונות מיוחדות אחרות, השימוש בריסוס תרמי יכול לתקן חלקים.
5. צבע ספריי
ציפוי הוא אמצעי אנטי-קורוזיה בשימוש נרחב, והוא חומר אנטי-קורוזיה הכרחי וסימן זיהוי על מוצרי שסתומים. ציפוי הוא גם חומר לא מתכתי, העשוי בדרך כלל משרף סינתטי, גומי, שמן צמחי, ממס וכו', המכסה את פני המתכת, מבודד את המדיום והאטמוספרה ומשיג את מטרת האנטי-קורוזיה.
ציפויים משמשים בעיקר במים, מי מלח, מי ים, אטמוספירה וסביבות אחרות שאינן קורוזיביות מדי. חלל השסתום צבוע לעתים קרובות בצבע נגד קורוזיה כדי למנוע ממים, אוויר ומדיה אחרת לגרום לקורוזיה בשסתום.
6. הוסיפו מעכבי קורוזיה
המנגנון שבו מעכבי קורוזיה שולטים בקורוזיה הוא קידום הקיטוב של הסוללה. מעכבי קורוזיה משמשים בעיקר במדיות ובחומרי מילוי. הוספת מעכבי קורוזיה למדיום יכולה להאט את הקורוזיה של ציוד ושסתומים, כגון פלדת אל-חלד כרום-ניקל בחומצה גופרתית נטולת חמצן, טווח מסיסות גדול עד למצב שריפה, קורוזיה חמורה יותר, אך הוספת כמות קטנה של נחושת גופרתית או חומצה חנקתית וחומרים מחמצנים אחרים, יכולה להפוך את הפלדה אל-חלד למצב קהה, פני השטח של שכבת מגן כדי למנוע שחיקה של המדיום, בחומצה הידרוכלורית, אם מוסיפים כמות קטנה של חומר מחמצן, ניתן להפחית את הקורוזיה של טיטניום.
בדיקת לחץ שסתום משמשת לעתים קרובות כמדיום לבדיקת לחץ, דבר שקל לגרום לקורוזיה שלשַׁסתוֹם, והוספת כמות קטנה של נתרן ניטריט למים יכולה למנוע קורוזיה של השסתום על ידי מים. חומרי אריזה אסבסט מכילים כלוריד, אשר גורם לקורוזיה משמעותית של גזע השסתום, וניתן להפחית את תכולת הכלוריד אם מאמצים את שיטת השטיפה במים אדים, אך שיטה זו קשה מאוד ליישום, אינה ניתנת לפופולריות באופן כללי, ומתאימה רק לצרכים מיוחדים.
על מנת להגן על גזע השסתום ולמנוע קורוזיה של אריזת האזבסט, באריזת האזבסט, מעכב קורוזיה ומתכת הקורבן מצופים על גזע השסתום. מעכב הקורוזיה מורכב מנתרן ניטריט ונתרן כרומט, שיכולים ליצור שכבת פסיבציה על פני גזע השסתום ולשפר את עמידות הקורוזיה של גזע השסתום. הממס יכול לגרום למעכב הקורוזיה להתמוסס באיטיות ולמלא תפקיד סיכה; למעשה, אבץ הוא גם מעכב קורוזיה, שיכול להתחבר תחילה עם הכלוריד באזבסט, כך שהאפשרות למגע בין הכלוריד למתכת הגזע מצטמצמת מאוד, על מנת להשיג את מטרת מניעת הקורוזיה.
7. הגנה אלקטרוכימית
ישנם שני סוגים של הגנה אלקטרוכימית: הגנה אנודית והגנה קתודית. אם משתמשים באבץ להגנה על ברזל, אבץ עובר קורוזיה, אבץ נקרא מתכת קורבן, בפועל הייצור משתמשים פחות בהגנה על אנודה, ויותר בהגנה קתודית. שיטת הגנה קתודית זו משמשת עבור שסתומים גדולים ושסתומים חשובים, וזוהי שיטה חסכונית, פשוטה ויעילה, ואבץ מתווסף לאריזת האזבסט כדי להגן על גזע השסתום.
8. לשלוט בסביבה הקורוזיווית
למונח "סביבה" שני סוגים: מובן רחב ומובן צר, המובן הרחב של סביבה מתייחס לסביבה סביב מקום התקנת השסתום ותווך המחזור הפנימי שלו, והמובן הצר של סביבה מתייחס לתנאים סביב מקום התקנת השסתום.
רוב הסביבות אינן ניתנות לשליטה, ותהליכי הייצור אינם ניתנים לשינוי שרירותי. רק במקרה שלא ייגרם נזק למוצר ולתהליך, ניתן לאמץ שיטות לשליטה בסביבה, כגון הסרת חמצון ממי הדוד, הוספת אלקליות בתהליך זיקוק הנפט כדי להתאים את ערך ה-pH וכו'. מנקודת מבט זו, הוספת מעכבי קורוזיה והגנה אלקטרוכימית שהוזכרו לעיל היא גם דרך לשלוט בסביבה הקורוזיווית.
האווירה מלאה באבק, אדי מים ועשן, במיוחד בסביבת הייצור, כגון מי מלח, גזים רעילים ואבקה דקה הנפלטים מהציוד, אשר יגרמו לדרגות שונות של קורוזיה לשסתום. על המפעיל לנקות ולנקות את השסתום באופן קבוע ולתדלק אותו באופן קבוע בהתאם להוראות נהלי ההפעלה, וזהו אמצעי יעיל לשליטה בקורוזיה סביבתית. התקנת כיסוי מגן על גזע השסתום, הצבת באר הארקה על שסתום ההארקה וריסוס צבע על פני השסתום הן כולן דרכים למנוע שחיקה מחומרים קורוזיביים.שַׁסתוֹם.
העלייה בטמפרטורת הסביבה וזיהום האוויר, במיוחד עבור ציוד ושסתומים בסביבה סגורה, יאיצו את קורוזיתם, ויש להשתמש ככל האפשר בסדנאות פתוחות או באמצעי אוורור וקירור כדי להאט את הקורוזיה הסביבתית.
9. שיפור טכנולוגיית העיבוד ומבנה השסתומים
ההגנה מפני קורוזיה של ה-שַׁסתוֹםזוהי בעיה שנלקחה בחשבון מתחילת התכנון, ומוצר שסתום עם תכנון מבני סביר ושיטת תהליך נכונה ללא ספק ישפיע לטובה על האטת הקורוזיה של השסתום. לכן, על מחלקת התכנון והייצור לשפר את החלקים שאינם סבירים בתכנון המבני, שגוי בשיטות התהליך ובעלי קורוזיה קלה, על מנת להתאימם לדרישות של תנאי עבודה שונים.