專利名稱：陽極保護(hù)耐腐蝕閥門的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于液體管道中的閥門技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種耐腐蝕閥門。
背景技術(shù)：
閥門作為壓力管道的主要核心元件之一，是壓力管道的重要組成部分，廣泛應(yīng)用 于石化、燃?xì)狻⒁苯?、電力等重要工業(yè)設(shè)施和城市生命線工程，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生產(chǎn) 活動中發(fā)揮了重要作用。目前采用鈍化技術(shù)，在閥門腐蝕部位形成耐蝕的表面膜的不銹鋼 類的閥門大量被使用。但是這些控制閥門仍會產(chǎn)生不同程度的腐蝕，閥門腐蝕后使得閥門 不易開啟和關(guān)閉，特別是鈍化膜破壞產(chǎn)生的點(diǎn)蝕和局部腐蝕，影響到密封性能，閥門腐蝕造 成物料浪費(fèi)，增加能源消耗，造成閥門泄漏，污染環(huán)境，導(dǎo)致發(fā)生傷亡事故，威脅安全生產(chǎn)。 以上這些情況都會帶來不同程度的經(jīng)濟(jì)損失。目前，在現(xiàn)有專利技術(shù)中，常用的耐腐蝕閥門大多有以下三類一類是通過改進(jìn)閥門結(jié)構(gòu)，減少與腐蝕流體的接觸。專利號為95117085. 6的中國 發(fā)明專利，公開了一種無滲漏耐腐蝕可控閥門，通過磁力作用控制閥舌移動，從而控制閥門 的開啟或閉合，不易磨損；專利號為90206833. 4的中國實(shí)用新型專利，公開了一種耐腐蝕 改進(jìn)閥門，將整體閥桿改為上閥桿和下閥桿兩部分，并將處于密封圈以下位置的旋轉(zhuǎn)螺紋 改放到上閥桿上，上閥桿處于密封圈以上位置，來提高閥門耐蝕能力。另一類是采用新的耐蝕材料來提高閥門的耐蝕能力。專利號為01141067. 1的中 國發(fā)明專利，公開了一種新結(jié)構(gòu)陶瓷閥門，其閥座和閥瓣均用陶瓷材料制成，閥座與閥體之 間用石墨填料密封，且借助壓套固定，通過改變結(jié)構(gòu)和采用耐蝕材料來提高閥門耐蝕能力； 專利申請?zhí)枮?00710000292. 9的中國發(fā)明專利，公開了一種耐高溫耐腐蝕高強(qiáng)度石墨-碳 復(fù)合材料閥門，閥桿和閥芯采用碳碳復(fù)合材料制成，閥座采用石墨制成，實(shí)現(xiàn)耐蝕。還有一類是在閥門內(nèi)部添加襯里或涂層隔絕腐蝕流體，專利號為90201262. 2的 中國實(shí)用新型專利，公開了一種鑄石襯里防腐閥門，在閥門里增設(shè)鑄石襯里實(shí)現(xiàn)耐蝕；專 利號為97233920. 5的中國實(shí)用新型專利，公開了一種耐高溫、耐沖刷、耐腐蝕閥門，是在閥 蓋、閥體內(nèi)腔、關(guān)閉件、閥座表面先設(shè)置過渡層，在過渡層上面設(shè)置陶瓷材料和增韌劑或自 熔性合金工作襯層。上述專利雖然在不同程度上提高了閥門的防腐蝕能力，但每一種都存在局限性， 適用性窄、通用性不強(qiáng)，有的閥門防腐效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述閥門的缺點(diǎn)，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、耐腐 性能好、適用性強(qiáng)、通用性好、使用壽命長的帶陽極保護(hù)的耐腐蝕閥門。解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)解決方案是在閥體內(nèi)制作有相互聯(lián)通的第一內(nèi)腔 和第二內(nèi)腔，閥體上制作有與第一內(nèi)腔聯(lián)通的進(jìn)口 a、與第二內(nèi)腔聯(lián)通的出口 b，閥座設(shè)置 在第一內(nèi)腔與第二內(nèi)腔聯(lián)通的通道上，閥瓣設(shè)置在閥座內(nèi)，閥體頂部設(shè)有上閥蓋、底部設(shè)有下閥蓋，閥桿通過壓蓋設(shè)置在上閥蓋內(nèi)，壓蓋下方依次設(shè)置套在閥桿上的壓套、壓環(huán)和支撐 環(huán)，閥桿下方設(shè)置閥瓣，閥瓣與上閥蓋、下閥蓋之間設(shè)置有襯套，閥瓣的上方軸和下方軸的 外表面上分別設(shè)置有陰極片。本發(fā)明的陰極片有1-4個，陰極片沿閥瓣上方軸和下方軸的外表面均勻布置。本發(fā)明的陰極片為鈦陰極片或鉬陰極片或不銹鋼陰極片或碳鋼陰極片或銅陰極 片或鉛陰極片或石墨陰極片。由于本發(fā)明采用了在閥瓣上方軸和下方軸的外表面均勻設(shè)置陰極片，提高了閥瓣 的防腐性能，延長了閥門的使用壽命。本發(fā)明與現(xiàn)有的閥門相比，具有設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)簡單、 耐腐性能好、適用性強(qiáng)、通用性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可用于腐蝕液體生產(chǎn)設(shè)備和輸送管 道上的閥門。


圖1是本發(fā)明一個實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1中陰極片10與閥桿2的聯(lián)接示意圖。圖3是圖2的俯視圖。圖4是304不銹鋼鈍化前后極化曲線。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)地說明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施 例。實(shí)施例1在圖1、2、3中，本實(shí)施例的陽極保護(hù)耐腐蝕閥門由指示盤1、閥桿2、壓蓋3、壓套 4、壓環(huán)5、支撐環(huán)6、上閥蓋7、襯套8、閥體9、陰極片10、閥瓣11、閥座12、密封墊13、下閥蓋 14、絲堵15聯(lián)接構(gòu)成。本實(shí)施例中，閥體9內(nèi)的上部制作有第一內(nèi)腔、下部制作有第二內(nèi)腔，第一內(nèi)腔與 第二內(nèi)腔相聯(lián)通，閥體(9)上制作有與第一內(nèi)腔聯(lián)通的進(jìn)口 a、與第二內(nèi)腔聯(lián)通的出口 b。閥 體9頂部用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有上閥蓋7，閥體9底部用螺紋緊固聯(lián)接件固定聯(lián)接有 下閥蓋14，下閥蓋14上通過螺紋連接安裝有絲堵15，上閥蓋7和下閥蓋14與閥體9之間 安裝有密封墊13。閥桿2頂部通過螺紋聯(lián)接安裝有指示盤1，閥桿2用螺紋緊固聯(lián)接件和 壓蓋3安裝在上閥蓋7和下閥蓋14的中心孔內(nèi)，壓蓋3下方閥桿2上至上而下依次套裝有 壓套4、壓環(huán)5、支撐環(huán)6。閥瓣11與閥桿2連為一體位于閥桿2的下部，閥瓣11與上閥蓋 7、下閥蓋14之間安裝有襯套8，閥座12通過螺紋聯(lián)接安裝在第一內(nèi)腔與第二內(nèi)腔之間的聯(lián) 通道上，閥瓣11設(shè)置在閥座12上且可沿自身軸線移動，從而實(shí)現(xiàn)打開或關(guān)閉閥門。閥門打 開時，進(jìn)口 a、第一內(nèi)腔通過閥座12與第二內(nèi)腔及出口 b的通路打開；閥門關(guān)閉時，進(jìn)口 a、 第一內(nèi)腔與第二內(nèi)腔及出口 b之間通路關(guān)閉。在閥瓣11的上方軸和下方軸的圓周外表面上分別焊接有3片陰極片10，陰極片 10也可采用螺釘固定聯(lián)接在安裝在閥瓣11的上方軸和下方軸的圓周外表面上，3片陰極片 10沿閥瓣11的外圓周均勻分布，即一片陰極片10的幾何中心線與相鄰一片陰極片10的幾 何中心線之間的夾角為120°。陰極片10的大小可根據(jù)閥門內(nèi)部流通介質(zhì)種類、流量以及被保護(hù)的閥門材料進(jìn)行具體確定，本實(shí)施例陰極片10的為石墨陰極片，這種材料作為電極片具有較好的導(dǎo)電性能，陰極片10也可采用鉬陰極片、不銹鋼陰極片、碳鋼陰極片、銅陰極 片、鉛陰極片中的任意一種，具體選用那一種陰極片，應(yīng)按照閥門內(nèi)部流通的介質(zhì)種類、流 量以及被保護(hù)的閥門的材料進(jìn)行具體確定。為了提高本發(fā)明的使用壽命，用化學(xué)或電化學(xué)的方法將上閥蓋7、下閥蓋14、閥體 內(nèi)腔、閥瓣11、閥座12表面進(jìn)行鈍化，使上述零部件形成耐蝕的表面膜，閥門在使用中，陰 極片10和閥門流道空間內(nèi)的零件都處于液體中，陰極片10和閥門流道空間內(nèi)的零件的電 位差形成電流，作為維持閥門流道空間內(nèi)的零件鈍化的維鈍電流給其以保護(hù)。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，在閥瓣11的上方軸和下方軸的圓周外表面上分別焊接有1片陰極 片10，1片陰極片10制作成環(huán)圈分別焊接在閥瓣11的上方軸和下方軸的圓周外表面上。陰 極片10的大小和選用那一種材料制作的陰極片，可根據(jù)閥門內(nèi)部流通介質(zhì)種類、流量以及 被保護(hù)的閥門材料進(jìn)行具體確定。其他零部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)于實(shí)施例1相同。實(shí)施例3在本實(shí)施例中，在閥瓣11的上方軸和下方軸的圓周外表面上分別焊接有4片陰極 片10，4片陰極片10沿閥瓣11的外圓周均勻分布，一片陰極片10的幾何中心線與相鄰一 片陰極片10的幾何中心線之間的夾角為90°。陰極片10的大小和選用那一種材料制作的 陰極片，可根據(jù)閥門內(nèi)部流通介質(zhì)種類、流量以及被保護(hù)的閥門材料進(jìn)行具體確定。其他零 部件以及零部件的聯(lián)接關(guān)于實(shí)施例1相同。本發(fā)明的工作原理如下如圖1所示，閥門處于半開狀態(tài)，流體介質(zhì)從入口 a進(jìn)入閥體9的第一內(nèi)腔中，經(jīng) 過閥瓣11與閥座12的環(huán)形空間，進(jìn)入閥體9的第二內(nèi)腔并從出口 b流出閥門。在這種狀 態(tài)下，流體介質(zhì)充滿整個閥門流道空間。陰極片10放置在閥瓣11的上方軸和下方軸上下 兩側(cè)，陰極片10的電位高于整個閥門流道空間內(nèi)的所有零件即壓套4、壓環(huán)5、支撐環(huán)6、 上閥蓋7、襯套8、閥體9、閥瓣11、閥座12、下閥蓋14、絲堵15，使得上述零部件處于陽極保 護(hù)狀態(tài)，不受流體介質(zhì)的腐蝕。而且本發(fā)明的整個閥門流道空間內(nèi)的所有零部件在使用前 都經(jīng)過鈍化處理，在陰極片10的高電位作用下，很容易處于陽極保護(hù)狀態(tài)。通過陽極保護(hù)，使得閥門內(nèi)部的關(guān)鍵部位表面維持和修復(fù)鈍化表面膜，保護(hù)閥門 材料不受流體介質(zhì)的腐蝕，特別是能夠減少鈍化膜破壞所產(chǎn)生的點(diǎn)蝕和局部腐蝕，增加閥 門的抗沖蝕能力，從而延長閥門的使用壽命。為了驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果，發(fā)明人采用本發(fā)明實(shí)施例1制備的陽極保護(hù)耐腐蝕 閥門進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，試驗(yàn)情況如下實(shí)驗(yàn)藥品市售氯化鈉和氯化鉀(均為分析純，天津市紅巖化學(xué)試劑廠生產(chǎn))；蒸 餾水西安化學(xué)試劑廠生產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)儀器=Corrtest電化學(xué)測試系統(tǒng)，華中科技大學(xué)生產(chǎn)；電解池，三電極電化學(xué) 測試體系，參比電極和輔助電極為飽和甘汞電極、鉬電極，由上海羅素科技有限公司生產(chǎn)。制備試樣304不銹鋼試片，依次用400#，800#水砂紙打磨，另一面焊線引出導(dǎo)線， 將此面和其余邊角用環(huán)氧樹脂密封，實(shí)驗(yàn)前用丙酮擦拭除油，無水乙醇除水后，置于干燥器 中待用，其規(guī)格為Φ 16 X 3mm，試驗(yàn)面積為2. Olcm2 ；304不銹鋼鈍化試片用化學(xué)鈍化的方法將上述經(jīng)過處理的304不銹鋼試片進(jìn)行鈍化，實(shí)驗(yàn)前用丙酮擦拭除油，無水乙醇除水后，置于干燥器中待用。試驗(yàn)方法將304不銹鋼試片、輔助電極插入電解池內(nèi)，參比電極放入套式鹽橋 內(nèi)。鹽橋的連通過程如下先通過洗耳球從乳膠管口將待測溶液吸入到鹽橋的外套管中并 充滿之；取3mL飽和KCl溶液注入到鹽橋的內(nèi)套管中；將參比電極先插入有乳膠管口中，然 后一起塞入鹽橋的內(nèi)套管并使之緊密；通過負(fù)壓使內(nèi)孔溶液不致通過多孔砂芯泄露。304不銹鋼試片點(diǎn)蝕電位采用動電位掃描極化曲線測量試驗(yàn)方法，測試溫度為 40 0C，采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 5 %的NaCl水溶液。實(shí)驗(yàn)前接通電源使儀器預(yù)熱20分鐘，并將三電 極體系與腐蝕測試系統(tǒng)連接好。把經(jīng)過打磨試樣的試驗(yàn)面全浸入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3. 5%的NaCl 水溶液液面下0. 5-lcm，置于水浴鍋中保持溫度40°C。放置10分鐘后，待試樣達(dá)到穩(wěn)定的 自腐蝕電位后開始進(jìn)行動電位掃描。打開恒電位儀設(shè)置中的模擬低通濾波和數(shù)字濾波，延 遲時間設(shè)定為20秒。初始電位為-IOOmV,終止電位為SOOmV (均相對開路電位)，掃描的速 度均為60mV/min。采用動電位掃描極化曲線測量試驗(yàn)方法測試304不銹鋼鈍化試片的點(diǎn)蝕電位與 304不銹鋼試片相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果參考標(biāo)準(zhǔn)GB/T17899-1999《不銹鋼點(diǎn)蝕電位測量方法》測得不銹鋼鈍化前后的點(diǎn) 蝕電位，如圖4所示。(1)從列出的鈍化前后304不銹鋼試片的極化曲線，304不銹鋼試片鈍化前的點(diǎn)蝕 電位為_6mV，鈍化后的點(diǎn)蝕電位高達(dá)271mV，304不銹鋼試片鈍化后的點(diǎn)蝕電位遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于鈍 化前的點(diǎn)蝕電位。(2) 304不銹鋼試片鈍化后的鈍化區(qū)范圍>鈍化前的鈍化區(qū)范圍，鈍化膜起到了很 好的保護(hù)作用。(3) 304不銹鋼試片鈍化前的維鈍電流密度為7. 45 X 10_7A/Cm2，鈍化后的維鈍電流 密度為1.28X10_7A/cm2，304不銹鋼試片鈍化后的維鈍電流密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)<鈍化前的維鈍電流
也/又。(4)304不銹鋼試片經(jīng)鈍化后，點(diǎn)蝕電位正移，為304不銹鋼試片提供更大的電位 差，增加了 304不銹鋼試片的陽極保護(hù)效果。
權(quán)利要求
一種陽極保護(hù)耐腐蝕閥門，在閥體(9)內(nèi)制作有相互聯(lián)通的第一內(nèi)腔和第二內(nèi)腔，閥體(9)上制作有與第一內(nèi)腔聯(lián)通的進(jìn)口(a)、與第二內(nèi)腔聯(lián)通的出口(b)，閥座(12)設(shè)置在第一內(nèi)腔與第二內(nèi)腔聯(lián)通的通道上，閥瓣(11)設(shè)置在閥座(12)內(nèi)，閥體(9)頂部設(shè)有上閥蓋(7)、底部設(shè)有下閥蓋(14)，閥桿(2)通過壓蓋(3)設(shè)置在上閥蓋(7)內(nèi)，壓蓋(3)下方依次設(shè)置套在閥桿(2)上的壓套(4)、壓環(huán)(5)和支撐環(huán)(6)，閥桿(2)下方設(shè)置閥瓣(11)，閥瓣(11)與上閥蓋(7)、下閥蓋(14)之間設(shè)置有襯套(8)，其特征在于所說的閥瓣(11)的上方軸和下方軸的外表面上分別設(shè)置有陰極片(10)。
2.按照權(quán)利要求1所述的陽極保護(hù)耐腐蝕閥門，其特征在于所說的陰極片(10)有 1-4個，陰極片(10)沿閥瓣(11)上方軸和下方軸的外表面均勻布置。
3.按照權(quán)利要求1所述的陽極保護(hù)耐腐蝕閥門，其特征在于所說的陰極片(10)為鈦 陰極片或鉬陰極片或不銹鋼陰極片或碳鋼陰極片或銅陰極片或鉛陰極片或石墨陰極片。
全文摘要
一種陽極保護(hù)耐腐蝕閥門，在閥體內(nèi)制作有相互聯(lián)通的第一內(nèi)腔和第二內(nèi)腔，閥體上制作有與第一內(nèi)腔聯(lián)通的進(jìn)口a、與第二內(nèi)腔聯(lián)通的出口b，閥座設(shè)置在第一內(nèi)腔與第二內(nèi)腔聯(lián)通的通道上，閥瓣設(shè)置在閥座內(nèi)，閥體頂部設(shè)有上閥蓋、底部設(shè)有下閥蓋，閥桿通過壓蓋設(shè)置在上閥蓋內(nèi)，壓蓋下方依次設(shè)置套在閥桿上的壓套、壓環(huán)和支撐環(huán)，閥桿下方設(shè)置閥瓣，閥瓣與上閥蓋、下閥蓋之間設(shè)置有襯套，閥瓣的上方軸和下方軸的外表面上分別設(shè)置有陰極片，本發(fā)明具有設(shè)計(jì)合理結(jié)構(gòu)簡單、耐腐性能好、適用性強(qiáng)、通用性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可用于腐蝕液體生產(chǎn)設(shè)備和輸送管道上的閥門。
文檔編號C23F13/00GK101818817SQ20101013603
公開日2010年9月1日 申請日期2010年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月30日
發(fā)明者周三平, 林紅先, 樊玉光, 陳兵 申請人:西安石油大學(xué)