阀门知识：海水阀门金属材料的耐磨防腐分析

由于海水阀门在海洋环境中长期执役，其工程资料遭受损害腐蚀在所难免，海水阀门作为海洋工程/体系中一种重要的作业部件面临着严峻的磨损及腐蚀等耦合损害，因而，本文针对海水环境下海水阀门金属资料磨损腐蚀实效的行为及其机理进行分析，并且进行系列防腐、磨损一体化技能的比照，对磨损防腐一体化资料优化磨损防腐功用机理进行分析，为海水阀门磨损防腐问题的处理供给参看。

跟着我国海洋工程制作海洋装备的不断发展，海洋途径、饲养途径、潜水设备等海工设施与装备，成为海洋国防及经济制作的重要组成部分。因为海洋装备需求在海洋环境中长时间作业，与其相关的运动体系必定遭受磨损腐蚀。因而对进行海水阀门资料磨损腐蚀以及彼此效果等问题给予充分认识，生动进行有用抗蚀耐磨资料和一体化防护技能的研发，成为海洋设备牢靠、安全作业的重要保障。

1、发生腐蚀磨损的首要要素

1.1介质的影响

影响资料的腐蚀功用首要要素包含介质的浓度、PH值及其温度等，一起也是影响资料磨损腐蚀功用的重要要素。腐蚀介质不只具有腐蚀效果，一起也可经过反响生成具有腐蚀性的新物质腐蚀磨损资料。

1.2资料的影响

资料的微观组织、化学成分、塑性、硬外表的粗糙度等是对资料的磨蚀功用发生影响的重要要素。所以，抗蚀耐磨一体化的资料应当具有优胜的腐蚀抗力和耐磨功用，需求概括优化资料的微观结构和化学成分等，选择资料磨损腐蚀以及磨损功用的重要要素是资料本身的力学功用、组织结构等。资料本身耐腐蚀、耐磨损的功用超卓，才能在磨损腐蚀的环境中运用。

2特别金属资料磨损腐蚀要素的影响

2.1介质的影响

经过对304型不锈钢的磨损腐蚀构成的损害行为及其机理受PH值、腐蚀介质的浓度影响的深化研讨，发现氯离子的浓度添加则会明显添加304型不锈钢部分腐蚀的敏感性，特别是点蚀的敏感性。因而304型不锈钢磨蚀中及静态腐蚀损害程度增大。可是，在氯离子的浓度不断升高的情况下，将会明显下降304/AL2O3磨损率及磨损系数，并且磨损的外表逐步光滑，则说明在氯化物光滑功用的效果下，磨损受腐蚀的影响程度逐步削弱。所以，腐蚀溶浓度的行进，可使磨损腐蚀中腐蚀和纯机械性磨损大大下降，该研讨指清楚金属资料抗蚀耐磨新的研讨方向。

2.2电化学的影响

在防护腐蚀技能中运用比较广泛的一种方法是牺牲阳极阴极保护法，该种方法是先给需求保护的金属资料进行阴极电流的施加，向辅佐的阳极进行阳极电流的施加，然后构成腐蚀电流，该方法是强制电流的方法。所以，外加的电位具有防护资料磨损腐蚀的效果，而该种方法要害要素则是外加电位。由试验证明，纯化膜点蚀的电位高于外加电位时，因为磨损腐蚀彼此交互，明显添加资料总丢掉;当点蚀电位低于外加电位时，则按捺资料腐蚀，所以资料丢掉首要是钝性机械的磨损。

2.3资料的影响

耐磨性、耐腐蚀性、硬度等资料本征物性是对资料的磨损腐蚀功用发生影响的重要要素，所以不同的金屬资料磨损腐蚀功用的比照，成为海水阀门选材的重要技能依据。经过查验各种金属资料磨损腐蚀效果可知，同马氏体的不锈钢比较，奥氏体的不锈钢更加适用于具有腐蚀性的海水环境阀门部件比方，304和316L两种类型的不锈钢比较，316L的腐蚀损害功用明显下降，一起腐蚀加快时明显下降其磨损损害。其他，奥氏体和铁素体2205型双相钢同单一的奥氏体型不锈钢比较，其阀门腐蚀抗力明显行进，腐蚀介质中阀门执役寿数明显延伸。比方，2205型双相钢腐的磨损损害约占资料11.6%总损害，而304型不锈钢约占资料20%的总损害，所以，耐腐蚀性的行进可使因腐蚀、加快损害等明显下降。关于钛合金和不锈钢来说，钛合金抗蚀耐磨功用更加优异。

3防腐耐磨技能一体化研讨

3.1PVD防腐耐磨技能

在远海或许深海作业中进行体系补给保护的难度较大，所以阀门的稳定性及其牢靠性具有加高的要求，需求进行防腐耐磨一体化的防护技能强化处理。关于比方TiN GLC CrN进行PVD 涂层，经过对腐蚀-磨损之间交互效果的机制施行研讨，构建结构细密、界面多层次高承载、阻挡腐蚀通道涂层资料，进行系列集耐磨损、低冲突、防腐蚀等功用于一体的耐蚀抗磨的资料，促进金属资料抵挡腐蚀的功用进一步改善。

与金属资料比较，明显行进了PVD涂层硬度，比方约为2000HV维氏硬度的CrN涂层，2800HV的TiN涂层，2500HV的类金刚石、均低于300HV的2205型双相钢及316L等，所以以耐磨性与硬度之间的正比关系为依据，进行高硬度功用PVD防腐耐磨一体化的涂层金属资料机械磨损的抗力明显行进的估测，试验标明，CrN涂层的机械磨损为41.2%总磨损腐蚀的丢掉量，同金属资料比较前进凹凸较大。因而，资料硬度的行进是金属资料的机械磨损进一步改善的重要方法。

针对体系不同的PVD防腐耐磨一体化的涂层进一步施行分析比照，TiN、GLC、CrN涂层金属资料相关的功用均得到有用改善。比方316型不锈钢磨损防腐功用。海水中CrN涂层中，Cr2N/CrN的结构涂层光滑减磨的效果更加凸显。其他，参与Si、C等元素CrN涂层磨损率及冲突系数均下降，特别是Si为1.44%的质量分数，C元素为5.72%时，CrN涂层磨损冲突均得到明显改善。所以，四元及三元体系的CrN涂层在金属资料磨损防腐功用充分发挥中起到重要的效果。

3.2热喷涂防腐耐磨技能

在镍基涂层中，因为金属镍为首要资料，因而其耐腐蚀性比较好，可是具有耐磨功用较差、硬度低一级不足之处。所以，在日常作业中，一般选用对设备的WC陶瓷用等离子进行喷涂，促进镍基复合的涂层增强，并对海水工况中涂层耐磨蚀性进行研讨。WC增强的陶瓷镍基复合的涂层组成部分首要包含带状相和连续相，分别为碳化钨和固溶体y-Ni。由海水工况中的磨蚀试验可知，同316L型不锈钢比较，该涂层磨损率和冲突系数约低于两个数量的等级。证明该涂层耐磨蚀的功用比较好，可对316L型不锈钢进行外表防护。

3.3电镀技能

在电镀涂层中，镍镀层的运用比价典型，是今世工业运用比较广泛的一种涂层方法，相同金属耐磨蚀的问题有待处理。试验证明，当晶粒的标准由50nm逐步削减到5nm时，会不断增强镀层耐腐蚀性，非晶型镍镀层抵达最好耐腐蚀性;非晶型纳米晶的涂层其耐腐蚀性坐落20nm-50nm之间，同大标准的纳米晶比较，其耐腐蚀的功用较为优胜。其他，晶粒标准的不同，其镍镀层硬度分别为50nm>20nm>非晶>非晶/纳米晶>5nm。所以，非晶化和晶粒细化可使镀层耐腐蚀性和硬度行进。

4、一体化技能的实践运用

在船只工作中，冲蚀发生的磨损广泛存在，冲蚀磨损可使设备失效加快，致使阀门一再替换、修补，添加经济丢掉，所以，耐冲蚀防腐的特种涂层的研发和运用，可使阀门运用寿数大大延伸，出产本钱下降。某工程和资料技能研讨所针对企业出产中海水阀门所遇到具有腐蚀性的冲蚀问题，经过对力学功用规划、以及耐化学、耐高温腐蚀改性高分子的树脂资料，选择及级配耐磨性、高硬度的陶瓷颗粒，同石墨烯、聚醚醚酮纤维、碳纤维等填充资料防腐性及力学相结合，具有协同防腐耐冲功用。该防腐耐蚀涂层的研发在企业出产中得到示范性运用，获得的经济效益及社会效益超卓。