La corrosion est l'un des éléments les plus importants qui causentsoupapedommages. Par conséquent, danssoupapeLa protection et la protection anticorrosion des vannes sont des points importants à prendre en compte.
Soupapeforme de corrosion
La corrosion des métaux est principalement due à la corrosion chimique et à la corrosion électrochimique, tandis que la corrosion des matériaux non métalliques est généralement due à des actions chimiques et physiques directes.
1. Corrosion chimique
À condition qu'aucun courant ne soit généré, le milieu environnant réagit directement avec le métal et le détruit, comme par exemple la corrosion du métal par un gaz sec à haute température et une solution non électrolytique.
2. Corrosion galvanique
Le métal est en contact avec l'électrolyte, ce qui entraîne un flux d'électrons et provoque sa détérioration par action électrochimique, principale forme de corrosion.
La corrosion par solutions salines acides et basiques, la corrosion atmosphérique, la corrosion du sol, la corrosion par l'eau de mer, la corrosion microbienne, la corrosion par piqûres et la corrosion caverneuse de l'acier inoxydable, etc., sont toutes des corrosions électrochimiques. La corrosion électrochimique ne se produit pas seulement entre deux substances ayant une affinité chimique, mais génère également des différences de potentiel dues à la différence de concentration de la solution, à la différence de concentration d'oxygène environnant, à de légères différences de structure entre les substances, etc. Ces différences de potentiel créent l'énergie corrosive, ce qui explique la dégradation du métal à faible potentiel et sa détérioration au contact du soleil.
taux de corrosion des vannes
Le taux de corrosion peut être divisé en six grades :
(1) Totalement résistant à la corrosion : le taux de corrosion est inférieur à 0,001 mm/an
(2) Extrêmement résistant à la corrosion : taux de corrosion de 0,001 à 0,01 mm/an
(3) Résistance à la corrosion : taux de corrosion de 0,01 à 0,1 mm/an
(4) Toujours résistant à la corrosion : taux de corrosion de 0,1 à 1,0 mm/an
(5) Faible résistance à la corrosion : taux de corrosion de 1,0 à 10 mm/an
(6) Non résistant à la corrosion : le taux de corrosion est supérieur à 10 mm/an
Neuf mesures anticorrosion
1. Choisir des matériaux résistants à la corrosion en fonction du milieu corrosif.
En production, la corrosion du fluide est un phénomène complexe. Même avec un matériau de vanne identique, la concentration, la température et la pression du fluide varient, et la corrosion du matériau n'est pas uniforme. Pour chaque augmentation de 10 °C de la température du fluide, le taux de corrosion est multiplié par 1 à 3 environ.
La concentration du milieu a une grande influence sur la corrosion des matériaux de la vanne. Par exemple, le plomb est très peu corrodé dans l'acide sulfurique à faible concentration, mais la corrosion augmente fortement lorsque la concentration dépasse 96 %. L'acier au carbone, en revanche, est le plus sensible à la corrosion lorsque la concentration d'acide sulfurique est d'environ 50 %, et diminue fortement au-delà de 60 %. L'aluminium, par exemple, est très corrosif dans l'acide nitrique concentré à plus de 80 %, mais fortement corrodé à des concentrations moyennes et faibles. L'acier inoxydable, quant à lui, est très résistant à l'acide nitrique dilué, mais sa corrosion s'aggrave à une concentration supérieure à 95 %.
Les exemples précédents montrent que le choix approprié des matériaux de vannes doit être basé sur la situation spécifique, analyser divers facteurs affectant la corrosion et sélectionner les matériaux conformément aux manuels anticorrosion pertinents.
2. Utiliser des matériaux non métalliques
La résistance à la corrosion des matériaux non métalliques est excellente ; pourvu que la température et la pression de la vanne respectent les exigences de ces matériaux, elle permet non seulement de résoudre le problème de la corrosion, mais aussi d'économiser des métaux précieux. Le corps de vanne, le chapeau, le revêtement, la surface d'étanchéité et les autres éléments couramment utilisés sont fabriqués à partir de matériaux non métalliques.
Les revêtements de soupape sont réalisés en plastique (PTFE, polyéther chloré, caoutchouc naturel, néoprène, caoutchouc nitrile, etc.) et en d'autres caoutchoucs. Le corps de la soupape est en fonte et en acier au carbone, ce qui garantit sa robustesse et la protège de la corrosion.
De nos jours, on utilise de plus en plus de plastiques comme le nylon et le PTFE, ainsi que du caoutchouc naturel et synthétique, pour fabriquer divers joints d'étanchéité et bagues d'étanchéité destinés à différentes vannes. Ces matériaux non métalliques, utilisés comme joints d'étanchéité, présentent non seulement une bonne résistance à la corrosion, mais aussi d'excellentes performances d'étanchéité, ce qui les rend particulièrement adaptés aux milieux contenant des particules. Cependant, leur résistance mécanique et thermique est moindre, et leur champ d'application est limité.
3. Traitement de surface des métaux
(1) Raccord de vanne : Le raccord de vanne est généralement traité par galvanisation, chromage et oxydation (bleuissement) afin d’améliorer sa résistance à la corrosion atmosphérique et aux milieux corrosifs. Outre ces procédés, d’autres fixations peuvent également subir des traitements de surface tels que la phosphatation, selon les besoins.
(2) Surface d'étanchéité et pièces fermées de petit diamètre : des procédés de surface tels que la nitruration et la boruration sont utilisés pour améliorer sa résistance à la corrosion et à l'usure.
(3) Protection anticorrosion de la tige : la nitruration, la boruration, le chromage, le nickelage et d'autres procédés de traitement de surface sont largement utilisés pour améliorer sa résistance à la corrosion, sa résistance à la corrosion et sa résistance à l'abrasion.
Différents traitements de surface doivent être adaptés aux différents matériaux de tige et environnements de travail. En présence d'atmosphère, de vapeur d'eau ou de garnitures en amiante, on peut utiliser le chromage dur ou la nitruration gazeuse (l'acier inoxydable ne doit pas être traité par nitruration ionique). Dans un environnement atmosphérique contenant du sulfure d'hydrogène, le nickelage électrolytique à haute teneur en phosphore offre une meilleure protection. L'acier 38CrMOAIA peut également être protégé contre la corrosion par nitruration ionique et gazeuse, mais le chromage dur n'est pas adapté. L'acier 2Cr13 résiste à la corrosion par l'ammoniac après trempe et revenu, tout comme l'acier au carbone nitruré gazeuse. En revanche, les revêtements de nickelage phosphoré ne résistent pas à la corrosion par l'ammoniac. L'acier 38CrMOAIA nitruré gazeuse présente une excellente résistance à la corrosion et des performances globales remarquables ; il est principalement utilisé pour la fabrication de tiges de soupape.
(4) Corps de vanne et volant de petit calibre : Il est également souvent chromé pour améliorer sa résistance à la corrosion et décorer la vanne.
4. Projection thermique
La projection thermique est un procédé de préparation de revêtements qui s'est imposé comme une technologie émergente pour la protection des surfaces. Ce procédé de renforcement de surface utilise des sources de chaleur à haute densité énergétique (flamme de combustion de gaz, arc électrique, arc plasma, chauffage électrique, explosion de gaz, etc.) pour chauffer et fondre des matériaux métalliques ou non métalliques, puis les projeter par atomisation sur une surface de base préalablement traitée, formant ainsi un revêtement. Il est également possible de chauffer simultanément la surface de base afin que le revêtement fonde à nouveau sur le substrat, créant ainsi une couche de renforcement par soudage.
La plupart des métaux et leurs alliages, les céramiques d'oxyde métallique, les composites cermet et les composés métalliques durs peuvent être déposés sur des substrats métalliques ou non métalliques par une ou plusieurs méthodes de projection thermique. Ce procédé permet d'améliorer la résistance à la corrosion, à l'usure et aux hautes températures, ainsi que d'autres propriétés, et d'allonger la durée de vie. La projection thermique permet également de réaliser des revêtements fonctionnels spéciaux, offrant des propriétés spécifiques telles que l'isolation thermique et électrique, l'étanchéité par meulage, l'autolubrification, la protection contre le rayonnement thermique et le blindage électromagnétique. Elle peut ainsi être utilisée pour la réparation de pièces.
5. Peinture en aérosol
Le revêtement est un procédé anticorrosion largement utilisé et constitue un matériau anticorrosion indispensable ainsi qu'un signe distinctif des produits de vannes. Ce revêtement, composé de matériaux non métalliques généralement à base de résine synthétique, de pâte de caoutchouc, d'huile végétale ou de solvant, recouvre la surface métallique, l'isole du fluide et de l'atmosphère et assure ainsi sa protection contre la corrosion.
Les revêtements sont principalement utilisés dans l'eau, l'eau salée, l'eau de mer, l'atmosphère et d'autres environnements peu corrosifs. La cavité intérieure de la vanne est souvent recouverte d'une peinture anticorrosion afin d'empêcher l'eau, l'air et d'autres fluides de la corroder.
6. Ajouter des inhibiteurs de corrosion
Le mécanisme par lequel les inhibiteurs de corrosion contrôlent la corrosion repose sur la polarisation de la batterie. Ces inhibiteurs sont principalement utilisés dans les milieux de réaction et les charges. Leur ajout au milieu permet de ralentir la corrosion des équipements et des vannes. Par exemple, dans l'acide sulfurique anhydre, l'acier inoxydable au chrome-nickel, grâce à sa large gamme de solubilité, se solidifie rapidement, la corrosion étant alors plus importante. En revanche, l'ajout d'une faible quantité de sulfate de cuivre, d'acide nitrique ou d'autres oxydants permet de rendre l'acier inoxydable moins tranchant, formant ainsi un film protecteur à sa surface et le préservant de l'érosion. Dans l'acide chlorhydrique, l'ajout d'une faible quantité d'oxydant permet de réduire la corrosion du titane.
Le test de pression des vannes est souvent utilisé comme fluide de test de pression, ce qui peut facilement provoquer la corrosion des éléments.soupapeL'ajout d'une petite quantité de nitrite de sodium à l'eau permet de prévenir la corrosion de la vanne. Les garnitures en amiante contiennent du chlorure, qui corrode fortement la tige de la vanne. Le lavage à l'eau bouillante permet de réduire la teneur en chlorure, mais cette méthode est difficile à mettre en œuvre et ne peut être généralisée ; elle ne convient qu'à des besoins spécifiques.
Afin de protéger la tige de soupape et de prévenir la corrosion du joint en amiante, un inhibiteur de corrosion et un métal sacrificiel sont appliqués sur la tige. L'inhibiteur de corrosion est composé de nitrite de sodium et de chromate de sodium, formant un film de passivation à la surface de la tige et améliorant ainsi sa résistance à la corrosion. Le solvant permet la dissolution lente de l'inhibiteur et joue un rôle lubrifiant. Le zinc, également inhibiteur de corrosion, se combine aux chlorures présents dans l'amiante, réduisant considérablement le contact entre les chlorures et le métal de la tige et assurant ainsi une protection anticorrosion.
7. Protection électrochimique
Il existe deux types de protection électrochimique : la protection anodique et la protection cathodique. Si le zinc est utilisé pour protéger le fer, il se corrode et est alors qualifié de métal sacrificiel. En pratique, la protection anodique est moins utilisée que la protection cathodique. Cette dernière est employée pour les vannes de grande taille et les vannes critiques ; c’est une méthode économique, simple et efficace, qui consiste à ajouter du zinc à la garniture en amiante pour protéger la tige de la vanne.
8. Contrôler l'environnement corrosif
Le terme « environnement » peut avoir deux sens : au sens large, il désigne l’environnement autour du lieu d’installation de la vanne et son fluide de circulation interne ; au sens étroit, il désigne les conditions autour du lieu d’installation de la vanne.
La plupart des environnements sont incontrôlables et les procédés de production ne peuvent être modifiés arbitrairement. Ce n'est que si cela ne risque pas d'endommager le produit ni le procédé que des méthodes de contrôle de l'environnement peuvent être mises en œuvre, comme la désoxygénation de l'eau de chaudière ou l'ajout d'alcalis lors du raffinage du pétrole pour ajuster le pH. Dans cette optique, l'ajout d'inhibiteurs de corrosion et la protection électrochimique mentionnés précédemment constituent également un moyen de maîtriser l'environnement corrosif.
L'atmosphère est chargée de poussière, de vapeur d'eau et de fumée, notamment en milieu de production, avec des émanations de saumure, des gaz toxiques et des fines particules émises par les équipements, ce qui peut entraîner une corrosion plus ou moins importante des vannes. L'opérateur doit nettoyer et purger régulièrement les vannes, et effectuer le remplissage de fluide conformément aux procédures d'exploitation ; il s'agit d'une mesure efficace pour lutter contre la corrosion environnementale. L'installation d'un couvercle de protection sur la tige de la vanne, la mise à la terre de la vanne et l'application d'une peinture protectrice sur sa surface sont autant de moyens de prévenir l'érosion par les substances corrosives.soupape.
L'augmentation de la température ambiante et de la pollution de l'air, en particulier pour les équipements et les vannes en milieu clos, accélérera leur corrosion ; il convient donc d'utiliser autant que possible des ateliers ouverts ou des mesures de ventilation et de refroidissement afin de ralentir la corrosion environnementale.
9. Améliorer la technologie de traitement et la structure des vannes
La protection anticorrosion desoupapeIl s'agit d'un problème qui a été pris en compte dès la conception, et une vanne dotée d'une conception structurelle adéquate et d'une méthode de fabrication appropriée contribuera sans aucun doute à ralentir sa corrosion. Par conséquent, le service de conception et de fabrication doit améliorer les pièces dont la conception structurelle est inadéquate, les méthodes de fabrication incorrectes ou qui sont susceptibles de provoquer de la corrosion, afin de les adapter aux exigences des différentes conditions de fonctionnement.
Date de publication : 22 janvier 2025
