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Para evitar a oxidação e corrosão em válvulas industriais, é recomendado utilizar materiais resistentes à corrosão, como aço inoxidável ou ligas de níquel.
Também é importante realizar inspeções regulares para identificar e corrigir problemas precocemente. Além disso, é possível utilizar revestimentos protetores e lubrificantes para prolongar a vida útil das válvulas.
Nesse artigo vamos contar mais sobre as principais formas de agressão aos materiais, o que causa falhas em válvulas e como prevenir problemas de oxidação e corrosão. Acompanhe!
A corrosão de metais é causada principalmente por corrosão química e corrosão por desgaste, enquanto a corrosão de materiais não metálicos é geralmente causada por ação química e física direta.
Sob a condição de nenhuma corrente elétrica, o meio circundante age diretamente sob o metal e o destrói, como gás seco de alta temperatura e corrosão da solução não eletrolítica no metal.
A principal forma de corrosão é que o metal entra em contato com o eletrólito e produz um fluxo de elétrons que se destrói em ação eletroquímica.
A corrosão da solução comum de ácido-álcali-sal, corrosão atmosférica, corrosão do solo, corrosão por água do mar, corrosão microbiana e corrosão em frestas do aço inoxidável são todas corrosões eletroquímicas.
A corrosão eletroquímica ocorre não apenas entre duas substâncias que podem agir quimicamente, mas também por causa da diferença na concentração da solução, na concentração de oxigênio ao seu redor, na pequena diferença na estrutura das substâncias e assim por diante.
Muitos fluidos são corrosivos. Seu princípio de corrosão é muito complexo, assim, válvulas que controlam o mesmo produto, usando o mesmo material de válvula, quando a concentração, temperatura e pressão do fluido forem diferentes, a ação de corrosão do material também será diferente.
A taxa de corrosão aumenta 1 a 3 vezes com o aumento da temperatura do fluido em 10°C. A concentração do fluido tem grande influência na corrosão do material da válvula.
A resistência à corrosão do aço carbono e do ferro fundido é melhor quando a concentração de ácido sulfúrico está acima de 80% e a temperatura está abaixo de 80°C.
Mas o aço carbono e o ferro fundido não são adequados para o fluxo de ácido sulfúrico em alta velocidade.
Aço inoxidável comum, como 304 (0Cr18Ni9), 316 (0Cr18Ni12Mo2Ti) em fluido de ácido sulfúrico também tem uso limitado, portanto, a entrega da válvula da bomba de ácido sulfúrico geralmente usa ferro fundido com alto silício (dificuldades de fundição e processamento), fabricação de aço inoxidável de alta liga.
Fluoroplásticos tem boa resistência ao ácido sulfúrico. É uma escolha mais econômica usar válvula de bomba de fluoroplástico (F46). Se a pressão for muito grande, o aumento da temperatura, o ponto de uso da válvula de plástico será afetado, aí é preciso escolher uma válvula de esfera de cerâmica mais cara.
A maioria dos materiais metálicos não são resistentes à corrosão por ácido clorídrico (incluindo vários materiais de aço inoxidável). O alto teor de ferrosilício contendo molibdênio só pode ser usado a 50°C, menos de 30% de ácido clorídrico.
Ao contrário dos materiais metálicos, a maioria dos materiais não metálicos tem boa resistência à corrosão ao ácido clorídrico, portanto, bombas revestidas de borracha e bombas de plástico (como polipropileno, fluoroplásticos etc.) são a melhor escolha para o transporte de ácido clorídrico.
Mas se a temperatura desse fluido exceder 150°C ou a pressão for superior a 16kg, qualquer plástico (incluindo polipropileno, fluoroplásticos e até mesmo politetrafluoretileno) não estará à altura da tarefa.
A maioria dos metais é destruída pela corrosão rápida em ácido nítrico. O aço inoxidável é o material resistente ao ácido nítrico mais amplamente utilizado. Tem boa resistência à corrosão ao ácido nítrico de todas as concentrações à temperatura ambiente.
Vale ressaltar que a resistência à corrosão do aço inoxidável contendo molibdênio (como 316/316L) ao ácido nítrico não é tão boa quanto o aço inoxidável comum (como 304/321).
Para ácido nítrico de alta temperatura, titânio e materiais de liga de titânio são geralmente usados.
A resistência da maioria das válvulas metálicas à corrosão por cloro é limitada, especialmente no caso de cloro com água, incluindo uma variedade de válvulas de liga.
Para cloro, a válvula de teflon é uma boa escolha, mas a válvula de teflon com um pouco mais de tempo, o torque aumenta, o envelhecimento do teflon será destacado.
A válvula de teflon original foi substituída por núcleo de esfera de cerâmica de teflon. A propriedade autolubrificante da cerâmica e a resistência à corrosão do Teflon teriam um efeito melhor.
A maior parte da corrosão de metais e não metais em amônia líquida e amônia (hidróxido de amônia) é muito suave, apenas cobre e ligas de cobre não são adequadas para uso.
Os álcoois comuns, cetonas, ésteres e éteres são basicamente não corrosivos, materiais comuns são aplicáveis, a seleção específica também deve ser baseada nas propriedades dos fluidos e requisitos relacionados para fazer uma escolha adequada.
É importante notar também que cetonas, ésteres, éteres em uma variedade de borracha são solúveis, na seleção de materiais de vedação para evitar erros.
Materiais não metálicos têm excelente resistência à corrosão. Desde que a temperatura e a pressão das válvulas atendam aos requisitos de materiais não metálicos, o uso de materiais não metálicos pode não apenas resolver o problema de resistência à corrosão, mas também economizar metais preciosos e reduzir o custo das válvulas.
Agora, cada vez mais válvulas usam nylon, politetrafluoretileno e outros plásticos, bem como borracha natural e borracha sintética para fazer uma variedade de superfícies de vedação. Esses materiais não metálicos têm boa resistência à corrosão e desempenho de vedação, especialmente adequado para uso no meio com partículas.
No entanto, sua aplicação é limitada devido à sua baixa resistência mecânica e térmica. O grafite flexível faz com que materiais não metálicos entrem no campo de alta temperatura, resolve a dificuldade de longo prazo para contornar o problema de vazamento de juntas e gaxetas e é um bom lubrificante para altas temperaturas.
A tinta é um dos meios anticorrosivos mais amplamente utilizados e é um material anticorrosivo indispensável e uma marca de identificação em produtos de válvulas.
O revestimento geralmente é feito de resina sintética, pasta de borracha, óleo vegetal, solvente e assim por diante. Ele cobre a superfície do metal, isola o meio e a atmosfera e atinge o objetivo de anticorrosão. A tinta é colorida para indicar o material da válvula.
A tinta comum é usada principalmente em locais de exposição à água, água salgada, água do mar ou ambientes onde a corrosão atmosférica não é muito forte.
Existem dois tipos de proteção eletroquímica: proteção anódica e proteção catódica.
A proteção anódica é para proteger o ânodo de metal na corrente contínua, de modo que o potencial do ânodo aumente em uma direção positiva. Quando aumentado para um determinado valor, a superfície do ânodo de metal forma um filme protetor denso, ou seja, filme de passivação. Neste momento a corrosão do cátodo de metal é bastante reduzida. A proteção anódica é adequada para metais facilmente passivados.
A proteção catódica é para proteger o metal como um cátodo, de modo que haja potencial para a direção negativa da redução, pois atinge um certo potencial, redução da velocidade da corrente de corrosão e proteção do metal. Além disso, a proteção catódica pode ser fornecida por um metal com potencial de eletrodo mais negativo do que o metal protegido. Quando o zinco é usado para proteger o ferro, o zinco é corroído. O zinco é chamado de metal sacrificial.
Na prática de produção, a proteção do ânodo é menos usada e a proteção do cátodo é mais usada. Este método de proteção catódica é um método econômico, simples e eficaz para grandes válvulas e válvulas importantes.
Os processos de tratamento de superfície de metal incluem revestimento de superfície, penetração de superfície, oxidação e passivação de superfície etc. Seu objetivo é melhorar a resistência à corrosão dos metais e melhorar as propriedades mecânicas dos metais. Por isso, o tratamento de superfície é amplamente utilizado em válvulas.
Tratamentos comuns de zinco, cromo e óxido são usados para melhorar a resistência à corrosão atmosférica ou dielétrica dos parafusos de conexão da válvula.
Outros fixadores, além dos métodos acima, também podem ser usados, como é o caso do processo de tratamento de superfície, como a passivação por fosfatação.
A superfície de vedação e as peças de fechamento de pequeno calibre são geralmente tratadas por nitretação ou boronização para melhorar sua resistência à corrosão e resistência ao desgaste. Se o disco da válvula for feito de 38CrMoAlA, a espessura da camada de nitretação será de ≥014 mm.
A haste da válvula é geralmente tratada por nitretação, boronização, cromagem e niquelagem para melhorar sua resistência à corrosão, resistência ao desgaste e resistência à abrasão.
Diferentes tratamentos de superfície para diferentes materiais de haste e ambiente de trabalho, podem usar cromagem dura e processo de nitretação a gás (aço inoxidável não é adequado para processo de nitretação iônica).
A aspersão térmica é um processo de preparação de revestimentos, que se tornou uma das novas tecnologias para proteção de superfícies e reforço de materiais.
A pulverização térmica é um tipo de fonte de calor de alta densidade de energia (chama de combustão de gás, arco elétrico, arco de plasma, aquecimento elétrico, explosão de gás etc.) com o substrato pré-tratado por atomização. Um método de processo de fortalecimento de superfície para formar um revestimento por pulverização ou simultaneamente aquecer uma superfície de substrato para refundir o revestimento na superfície, formando uma camada de soldagem por pulverização.
A maioria dos metais e suas ligas, cerâmica de óxido de metal, compósitos de metal-cerâmica e compostos de metal duro podem ser revestidos em substratos metálicos ou não metálicos por um ou mais métodos de pulverização térmica.
A pulverização térmica pode melhorar a resistência à corrosão da superfície, resistência ao desgaste, resistência a altas temperaturas e prolongar a vida útil.
A atmosfera está cheia de poeira, vapor d’água e fumaça, especialmente no ambiente de produção, onde equipamentos e outras emissões de gases tóxicos e poeira, causarão vários graus de corrosão da válvula.
Limpeza e purga regulares das válvulas e lubrificação regular, conforme especificado nos procedimentos operacionais, é uma medida eficaz para controlar a corrosão ambiental.
O aumento da temperatura ambiente e a poluição do ar aceleram a corrosão de equipamentos e válvulas em ambiente fechado. Deve-se então tentar usar medidas de resfriamento de ventilação ou planta aberta para retardar a corrosão ambiental.
A proteção anticorrosiva da válvula deve ser considerada desde o início do projeto. Se o projeto da estrutura da válvula for bom e o método de processamento estiver correto, a corrosão da válvula pode ser bastante reduzida.
Portanto, é necessário melhorar as partes propensas à corrosão da válvula para atender aos requisitos de diferentes condições de trabalho.
Aqui está uma das principais causas da corrosão da haste. O dano por corrosão do corpo da válvula é causado principalmente pelo fluido corrosivo, e a corrosão da haste da válvula é causada principalmente pela gaxeta.
Não apenas o fluido pode danificar e causar a corrosão da haste, mas também o vapor e a água podem causar pontos de contato da haste e da gaxeta. Em particular, durante a armazenagem, também ocorrerá corrosão da haste. Esta é a corrosão eletroquímica da gaxeta para a haste da válvula.
As peças de fechamento são frequentemente “lavadas” pelo fluido, o que acelera o desenvolvimento da corrosão. Assim, alguns discos, embora o uso de certos materiais melhore, são os que mais sofrem com danos por corrosão. Muito mais rápidos do que no corpo da válvula.
As partes de fechamento superior e inferior são conectadas com a haste da válvula e a sede da válvula por meio de rosca comum. A parte de conexão tem menos oxigênio do que a parte geral, o que é fácil de causar corrosão na bateria de diferença de concentração de oxigênio.
A corrosão galvânica corrói diferentes tipos de metais, atuando entre dois metais. Além disso, devido a diferenças na solubilidade da solução, diferenças na solubilidade do oxigênio e pequenas diferenças na estrutura interna dos metais, pode haver diferenças nas taxas de corrosão acelerada.
Alguns metais não são resistentes à corrosão, mas podem produzir um bom filme protetor, ou seja, um filme de passivação, que pode prevenir a corrosão interna. Pode ser visto que a corrosão eletroquímica deve ser removida para alcançar a função anticorrosiva das válvulas de metal. Quando não funciona, forma um filme de passivação na superfície do metal.
O terceiro ponto é substituir o material metálico por um material não metálico, sem corrosão eletroquímica. Os métodos acima são muito úteis para evitar oxidação e corrosão em válvulas industriais, mas, precisando de ajuda com seus equipamentos ou substituição de válvulas com problema, entre em contato com nossa equipe!
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