Как повысить устойчивость чугунных клапанов к коррозии?

Стандарты для клапан В последние годы требования к коррозионной стойкости в эксплуатационных средах становятся все более жесткими. Например, клапаны, используемые в канализационных системах, на электростанциях с охлаждением морской водой и в химических системах, продемонстрировали некоторое улучшение коррозионной стойкости. Поэтому очень важно изучить коррозионную стойкость типичных клапанов. клапан материалов, особенно для клапанов для морской воды с большим диаметром свыше DN1000. Увеличить. Коррозионная стойкость часто используемых чугунных материалов для клапанов большого диаметра клапаны рассматривается в этой статье.

Cast iron corrodes chemically or electrochemically most frequently, and the corrosion state might be homogenous, localized, stressed, or intergranular. Due to the hazard of localized, stressed, and intergranular corrosion, engineering demands that the corrosion be uniform. Cast iron corrosion is influenced by various parameters, including chemical makeup, metallographic structure, surface properties, other factors, and the corrosive medium’s makeup, activity, and temperature. Cast iron corrodes quite gradually in the environment.

As time passes, a protective film will eventually form on the casting’s surface, changing the alloy’s state from active to inert and considerably slowing the pace at which cast iron corrodes in the atmosphere. Due to the precipitation of special carbides and other compounds along the grain boundaries in alloy cast iron with obvious grain boundaries, the alloying elements present in the solid solution are diminished. As a result, intergranular corrosion quickly occurs along the grain boundaries, leading to holes or decreased strength of the cast iron. Pure iron, ferrite, and austenitic steels have excellent corrosion-resistant stability when other conditions are the same because the ideal structure, according to the theory of electrochemical corrosion, should be a single-phase and uniform metallographic structure. To improve corrosion resistance, however, only the homogenization of the metallographic structure may be considered since it is impossible to obtain cast iron with a single metallographic structure in advance.

В общих слабых средах чугун с выдержкой (серый чугун после легирования) обеспечивает более высокую коррозионную стойкость, чем обычный чугун, согласно конкретной информации. Устойчивость привитого чугуна в серной кислоте при средней температуре эквивалентна устойчивости низколегированного чугуна. Чугун с низким содержанием никеля обладает в 1,5 раза большей устойчивостью в уксусной кислоте (0,5%-5,0%). Поэтому он может служить частичной заменой низколегированного чугуна.

How to increase cast iron’s resistance to corrosion?

The preferable option is to select nurtured cast iron (Table 1) and the proper alloying to address it to increase cast iron’s capacity to withstand seawater corrosion. For instance, the metallographic structure of HT250Ni2 (Table 2) shows pearlite > 98%, fine flake, 75%–90% flake graphite, length 30–120m, binary phosphorus eutectic 1%, single pearlite, no carbide precipitation according to the rules of GB 9439, N grade gray cast iron has a tensile strength of N — (n), effectively preventing grain boundary corrosion. Additionally, not only is the matrix structure consistently polished following molten iron’s nurturing treatment, but the internal stress is markedly decreased, which can prevent stress corrosion.

It must be emphasized that depending on the amount of nickel and chromium added, nickel’s graphitization coefficient at the eutectic temperature is + 0.4. Chromium’s graphitization coefficient is – 1.2, so to avoid carbide precipitation at the grain boundary, Ni: Cr> 3:1, There should also be a margin to consider Mn’s potential to form carbides. The practice has shown that gray cast iron with 0.5% Cr will generate many carbides, making cutting challenging. Therefore, the more Cr content, the worse.

Существует еще несколько способов повысить коррозионную стойкость чугунных клапанов, в том числе:

1. Выбор материала: Выбор материала чугуна, специально разработанного для повышения коррозионной стойкости, может значительно улучшить эксплуатационные характеристики клапаны. Например, использование таких материалов, как ковкий чугун или легированный чугун с повышенным содержанием хрома, никеля или других коррозионностойких элементов, может помочь предотвратить коррозию.
2. Защитные покрытия: Нанесение защитных покрытий на поверхность чугунных клапанов может обеспечить дополнительный слой защиты от коррозии. Такие покрытия, как эпоксидная смола или эмаль, могут быть нанесены на клапаны для создания барьера, который предотвращает прямой контакт между металлической поверхностью и коррозионными веществами.
3. Катодная защита: Метод катодной защиты использует металлическую поверхность в качестве катода электрохимической ячейки, чтобы защитить ее от коррозии. Этого можно достичь, прикрепив к арматуре жертвенные аноды или используя системы импульсного тока. Они помогают предотвратить коррозию, передавая потенциал коррозии на жертвенные аноды или подавая защитный ток на клапаны.
4. Правильная установка: Правильная установка чугунных клапанов также поможет повысить их коррозионную стойкость. Правильные методы установки, такие как предотвращение гальванической связи между разнородными металлами, обеспечение надлежащей герметичности и защита клапанов от воздействия агрессивной среды, могут помочь предотвратить коррозию.
5. Регулярное обслуживание: Регулярный осмотр, очистка и техническое обслуживание чугунных клапанов помогут выявить и решить потенциальные проблемы с коррозией до того, как они станут серьезными. Это может включать в себя регулярную очистку клапанов, ремонт поврежденных покрытий или защитных слоев, а также мониторинг клапаны на наличие следов коррозии или других повреждений.
6. Контроль окружающей среды:Управление средой, в которой используются чугунные клапаны, также может повысить их коррозионную стойкость. Например, контроль pH, температуры и химического состава жидкости или газа, проходящих через клапаны, может помочь снизить риск коррозии.

It’s essential to consult with a qualified engineer or corrosion specialist to determine the most effective approach for improving the corrosion resistance of cast iron valves based on the specific operating conditions and requirements of the valves.

Заключение

 В результате на границе зерен не выпадает карбид, отливка может иметь лишь незначительное внутреннее напряжение, а поверхность и внутренняя поверхность отливки могут быть уменьшены. Последовательная организация может эффективно предотвратить локальную, межкристаллитную коррозию и коррозию под напряжением. Морская вода и регенерированная вода производства используются в клапане толщиной средней скорости коррозии ≤ 0,5 мм / а, тем самым продлевая срок службы клапана.