Ursachen für die Korrosion von Ventilen und Lösungsmaßnahmen

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Korrosion ist einer der wichtigsten Faktoren, die zum Verschleiß von Ventilen führen. Deshalb steht beim Einsatz von Ventilen der Schutz vor Korrosion an erster Stelle. Korrosion ist die Zerstörung und Veränderung von Materialien unter dem Einfluss verschiedener Umgebungsbedingungen. Die Korrosion von Metallen wird hauptsächlich durch chemische und punktuelle chemische Prozesse verursacht. Die Korrosion von Nichtmetallmaterialien entsteht in der Regel durch direkte chemische und physikalische Einflüsse. I. Formen der Korrosion von Ventilen
Es gibt zwei Arten der Korrosion von Metallventilen: homogene Korrosion und lokale Korrosion. Die Geschwindigkeit der gleichmäßigen Korrosion kann anhand der jährlichen Durchschnittskorrosionsrate bewertet werden. Metallmaterialien, Graphit, Glas, Keramik und Beton werden nach ihrem Korrosionsgrad in 4 Klassen eingeteilt: Materialien mit einer Korrosionsrate von weniger als 0,05 mm/Jahr gelten als ausgezeichnet; solche mit einer Korrosionsrate zwischen 0,05 und 0,5 mm/Jahr gelten als gut; Materialien mit einer Korrosionsrate zwischen 0,5 und 1,5 mm/Jahr sind noch verwendbar; Materialien mit einer Korrosionsrate von mehr als 1,5 mm/Jahr sind nicht geeignet. Für die Dichtflächen von Ventilen, Ventilstangen, Membranen sowie kleine Federn werden in der Regel Materialien der ersten Klasse verwendet. Für den Ventilkörper und die Ventilhaube eignen sich Materialien der zweiten oder dritten Klasse. Bei Ventilen, die für hochdruckige, stark giftige, brennbare, explosive oder radioaktive Medien verwendet werden, kommen Materialien mit sehr geringer Korrosionsneigung zum Einsatz. 1. Gleichmäßige Korrosion – Die gleichmäßige Korrosion findet auf der gesamten Oberfläche des Metalls statt. Wie z. B. eine Schutzschicht, die in einer oxidierenden Umgebung an Edelstahl, Aluminium, Titan usw. entsteht; unter dieser Schicht korrodiert das Metall gleichmäßig. Es gibt noch ein weiteres Phänomen: Die Korrosion der Metalloberfläche, wobei diese Art der Korrosion am gefährlichsten ist. 2. Lokale Korrosion: Lokale Korrosion tritt an bestimmten Stellen des Metalls auf. Zu den Formen der lokalen Korrosion gehören Lochkorrosion, Spaltkorrosion, interkristalline Korrosion, Delaminationskorrosion, Spannungskorrosion, Verschleißkorrosion, selektive Korrosion, Blasenkorrosion, Schwingungskorrosion sowie Wasserstoffschäden. Punktkorrosion tritt in der Regel an Metallen auf, die mit einer Passivierschicht oder Schutzschicht überzogen sind. Sie entsteht aufgrund von Defekten an der Metalloberfläche – aktive Ionen in der Lösung können die Passivierschicht zerstören. Dadurch wird die Passivierschicht lokal beschädigt und dringt in das Metall ein, wodurch Korrosionslöcher entstehen. Es handelt sich dabei um eine der zerstörerischsten Formen der Korrosion. Spaltkorrosion tritt in Umgebungen wie unter Schweißnähten, Nieten, Dichtungen oder Ablagerungen auf und ist eine besondere Form der Lochkorrosion. Die Verhütungsmethode besteht darin, die Spalten zu beseitigen. Interkristalline Korrosion erfolgt von der Oberfläche aus entlang der Kristallgrenzen in das Innere des Metalls hinein, wodurch die Kristallgrenzen in einem netzartigen Muster korrodieren. Zur Entstehung der interkristallinen Korrosion tragen neben den an den Kristallgrenzen abgelagerten Verunreinigungen hauptsächlich unsachgemäße Wärmebehandlung und Kaltverarbeitung bei. An den Seiten der Schweißnähte von austenitischem Edelstahl entstehen leicht kohlenstoffarme Zonen, die anfällig für Korrosion sind. Interkristalline Korrosion von Austenitstahl ist eine häufige und gefährlichste Form der Korrosion. Methoden zur Verhinderung der interkristallinen Korrosion bei Austenitstahlventilen sind: Die Anwendung einer „Lösungshärtung“, d.h. das Erhitzen auf etwa 1100 °C gefolgt von einem Schnellabkühlen im Wasser. Zudem sollten Austenitstähle verwendet werden, die Titan und Niob enthalten sowie einen Kohlenstoffgehalt von unter 0,03 % haben – dadurch wird die Bildung von Chromkarbiden verringert. Die Schichtabnutzung tritt in schichtartigen Strukturen auf. Zunächst entwickelt sich die Korrosion senkrecht nach innen, anschließend werden die der Oberfläche parallelen Materialien angegriffen. Durch den Druck des entstehenden Korrosionsprodukts blättert die Oberfläche in Schichten ab. Spannungskorrosion ist das Auftreten von Rissen unter dem gleichzeitigen Einfluss von Korrosion und Zugspannung. Methoden zur Verhinderung der Spannungskorrosion; Beseitigung oder Verringerung der durch Schweißen sowie Kaltverarbeitung entstehenden Spannungen durch Wärmebehandlung, Verbesserung der Konstruktion von Ventilen, um eine Spannungskonzentration zu vermeiden, Anwendung von elektrochemischer Schutzmaßnahme sowie Auftragen von korrosionshemmenden Beschichtungen. Maßnahmen wie das Hinzufügen von Korrosionsinhibitoren und das Anwenden von Druckbelastungen. Korrosionsverschleiß tritt an den Stellen auf, an denen wechselnde Spannungen und Korrosion zusammenwirken und dadurch das Metall zerbricht. Wärmebehandlungen können zur Beseitigung oder Verringerung von Spannungen eingesetzt werden, ebenso wie Oberflächenbehandlungen durch Spritzbeschichtung sowie Elektrolytbeschichtungen mit Zink, Chrom, Nickel usw. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass in den Beschichtungen keine Zugspannungen sowie kein Wasserstoffdiffusionseffekt auftreten. Die selektive Korrosion tritt in Materialien mit unterschiedlichen Zusammensetzungen und Verunreinigungen auf. Unter bestimmten Bedingungen werden einige Elemente korrosiv ausgewaschen, während die übrigen, nicht korrodierten Elemente schwammartig zurückbleiben. Häufig kommen Zinkabspaltung bei Messing, Aluminiumabspaltung bei Kupferlegierungen sowie Graphitisierung von Gusseisen vor. Abnutzungskorrosion ist eine Form der Korrosion, die durch den wechselnden Einfluss von Flüssigkeiten auf das Metall entsteht. Es handelt sich dabei um eine häufige Art der Korrosion bei Ventilen – diese tritt meist an den Dichtflächen auf. Präventionsmaßnahmen: Verwendung von korrosionsbeständigen, abriebfesten Materialien, Verbesserung des Konstruktionsdesigns sowie Anwendung von Kathodenschutz usw. Blasenkorrosion, auch als Kavitation oder Gaskorrosion bezeichnet, ist eine besondere Form der Abnutzungskorrosion. Es handelt sich um Blasen, die in Flüssigkeiten entstehen. Wenn diese Blasen platzen, entstehen Druckwellen mit einem Druck von bis zu 400 Atmosphären. Dadurch wird die Schutzschicht des Metalls zerstört – manchmal sogar die Metallpartikel selbst. Anschließend entsteht durch Korrosion eine Schicht; dieser Prozess wiederholt sich ständig und führt zur Korrosion des Metalls. Zur Verhinderung von Kavitationskorrosion können kavitationsbeständige Materialien, bearbeitete Oberflächen mit hoher Glätte, elastische Schutzschichten sowie Kathodenschutz verwendet werden. Schwingungsbedingte Korrosion tritt auf, wenn zwei miteinander in Berührung stehende Komponenten gleichzeitig Belastungen ausgesetzt sind, wodurch die Berührungsfläche durch Vibrationen und Verschub beschädigt wird. Schwingungsbedingte Korrosion tritt an Stellen wie den Bolzenverbindungen, an der Verbindung zwischen Stangenteil und Schließelement sowie zwischen Kugellagern und Achsen auf. Zur Schutzmaßnahme kann Schmierfett aufgetragen werden, um den Reibungswiderstand zu verringern, die Oberfläche phosphatiert werden, Hartmetall verwendet werden sowie durch Spritzverfahren oder Kaltbearbeitung die Oberflächenhärte erhöht werden. 　　Korrosion ist eine Zerstörung, die durch die Diffusion von Wasserstoffatomen in das Metall infolge chemischer Reaktionen entsteht. Ihre Formen sind Wasserstoffblasen, Wasserstoffbruch und Wasserstoffkorrosion. Stahl mit hoher Festigkeit sowie Stahl, der Metalle enthält, neigen leicht zu Wasserstoffblasenbildung. Wenn Öl Sulfide und Hydride enthält, entstehen leicht Wasserstoffblasen. Der Einsatz von blasenfreiem beruhigtem Stahl anstelle von blasenhaltigem kochendem Stahl, der Schutz mit Gummi und Kunststoff sowie die Zugabe von Korrosionsinhibitoren können das Blasenbilden verhindern. In hochfestem Stahl kommt es zu einer starken Veränderung der Gitterhöhe; durch das Eindringen von Wasserstoffatomen muss sich das Gitter erweitern, was zu einer erhöhten Bruchanfälligkeit führt. Es sollten Legierungsstähle mit Nickel und Blei verwendet werden; hochfeste Stähle mit hoher Anfälligkeit für Wasserstoffbruch sollten vermieden werden. Beim Schweißen, Elektrolytbeschichten und Ätzen sollte das Auftreten von Wasserstoffbruch vermieden oder reduziert werden. Unter hohen Temperaturen und hohem Druck dringt Wasserstoff in das Metall ein und reagiert chemisch mit bestimmten Elementen, wodurch das Metall beschädigt wird – dieses Phänomen wird als Wasserstoffschäden bezeichnet. Austenitisches Edelstahl ist vollständig widerstandsfähig gegen Korrosion durch Wasserstoff bei hohen Temperaturen. 3. Korrosion von Nichtmetallen
Die Korrosion von Nichtmetallen ist in demselben Maße ein Problem wie die Korrosion von Metallen. Die überwiegende Mehrheit der Nichtmetallmaterialien sind keine Leiter. Deshalb kommt es in der Regel nicht zu elektrochemischer Korrosion, sondern nur zu einer rein chemischen oder physikalischen Korrosion. Das ist der Hauptunterschied zur Korrosion von Metallen. Bei der Korrosion von Nichtmetallen kommt es nicht unbedingt zu einem Gewichtsverlust – vielmehr tritt oft ein Gewichtszuwachs auf. Bei der Korrosion von Metallen hingegen ist ein Gewichtsverlust die häufigste Erscheinung. Die Korrosion von Nichtmetallen wird in vielen Fällen durch physikalische Prozesse verursacht, während solche physikalischen Prozesse bei der Korrosion von Metallen nur selten vorkommen. Bei Nichtmetallen ist eine innere Korrosion ein häufiges Phänomen, während bei Metallen vor allem eine Oberflächenkorrosion auftritt. 　　Nachdem metallische Materialien mit dem Medium in Kontakt kommen, diffundieren die Lösung oder das Gas allmählich in das Innere des Materials, wodurch es bei nichtmetallischen Materialien zu einer Reihe von Korrosionsveränderungen kommt. Je nach Art und Sorte des nichtmetallischen Materials unterscheidet sich die Form der Korrosion. Die Formen der Korrosion umfassen Auflösung, Schwellen, Blasenbildung, Weichwerden, Zersetzung, Farbveränderung, Verschlechterung, Alterung, Verhärtung und Bruch. Aus einer umfassenden Sichtweise betrachtet sind die Korrosionseigenschaften von Nichtmetallen jedoch **deutlich besser als die von Metallen; die Festigkeit und Temperaturbeständigkeit von Nichtmetallen sind hingegen geringer als die von Metallen. II. Maßnahmen zum Korrosionsschutz von Metallventilen
Die elektrochemische Korrosion greift das Metall in verschiedenen Formen an. Sie wirkt nicht nur zwischen zwei Metallen, sondern aufgrund von Unterschieden in der Löslichkeit der Lösung, im Sauerstoffgehalt sowie in den feinen Unterschieden der inneren Struktur des Metalls entstehen ebenfalls Potentialunterschiede, die die Korrosion verstärken. Manche Metalle sind an sich nicht korrosionsbeständig, doch nach der Korrosion bilden sie eine sehr gute Schutzschicht – die Passivschicht –, die eine weitere Korrosion durch die Umgebungsmittel verhindert. Daraus lässt sich schließen, dass zur Verhinderung der Korrosion an Metallventilen erstens die elektrochemische Korrosion beseitigt werden muss; zweitens, falls eine Beseitigung der elektrochemischen Korrosion nicht möglich ist, muss eine Passivschicht auf der Metalloberfläche entstehen; drittens sollte ein nicht-elektrochemisch korrodierendes Nichtmetallmaterial anstelle des Metallmaterials verwendet werden. Im Folgenden werden einige Methoden zur Konservierung vorgestellt. 1. Wahl korrosionsbeständiger Materialien entsprechend dem Medium
Im Abschnitt „Auswahl von Ventilen“ haben wir die für gängige Ventilmaterialien geeigneten Medien vorgestellt – allerdings nur in allgemeiner Form. In der Praxis ist die Korrosion durch Medien äußerst komplex: Selbst wenn dasselbe Ventilmaterial in einem bestimmten Medium verwendet wird, führt unterschiedliche Konzentration, Temperatur und Druck des Mediums zu unterschiedlichen Korrosionsauswirkungen auf das Material. Jeder Anstieg der Mediumtemperatur um 10 °C führt zu einer Erhöhung der Korrosionsgeschwindigkeit um etwa das 1- bis 3-fache. Die Konzentration des Mediums hat einen großen Einfluss auf die Korrosion des Ventilmaterials. Wenn Blei in einer Schwefelsäure mit niedriger Konzentration vorhanden ist, ist die Korrosion gering. Wenn die Konzentration jedoch über 96 % liegt, nimmt die Korrosion stark zu. Im Gegensatz dazu wird Carbonstahl bei einer Säurekonzentration von etwa 50 % am stärksten korrodiert. Wenn die Konzentration auf über 6 % ansteigt, nimmt die Korrosion hingegen stark ab. So ist Aluminium in konzentriertem Salpetersäurelösung mit einer Konzentration von über 80 % äußerst korrosiv, doch bei mittleren und niedrigen Konzentrationen der Salpetersäure ist die Korrosion sogar noch stärker. Obwohl Edelstahl einer starken Korrosionsbeständigkeit gegenüber schwach konzentriertem Salpetersäure ist, verschlimmert sich die Korrosion in konzentrierterer Salpetersäure mit einem Gehalt von über 95 %. 　　Aus den oben genannten Beispielen geht hervor, dass bei der richtigen Auswahl des Ventilmaterials die konkreten Umstände berücksichtigt werden müssen. Dabei sollten alle Faktoren berücksichtigt werden, die die Korrosion beeinflussen. Das Material sollte entsprechend den Richtlinien in den entsprechenden Handbüchern zur Korrosionsprävention ausgewählt werden. 2. Verwendung von nichtmetallischen Materialien: Nichtmetallische Materialien weisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. Solange die Betriebstemperatur und -druck des Ventils den Anforderungen der nichtmetallischen Materialien entsprechen, lässt sich nicht nur das Korrosionsproblem lösen, sondern es können auch wertvolle Metalle eingespart werden. Die Gehäuse der Ventile, die Deckel, die Auskleidungen sowie die Dichtflächen werden in der Regel aus nichtmetallischen Materialien hergestellt. Was die Dichtungen angeht, so bestehen diese ebenfalls hauptsächlich aus nichtmetallischen Materialien. Als Auskleidung für Ventile werden Kunststoffe wie Polytetrafluorethylen und chloriertes Polyether sowie Gummisorten wie Naturkautschuk, Neopren und Nitrilkautschuk verwendet. Der Ventilkörper sowie der Ventildeckel bestehen in der Regel aus Gusseisen oder Kohlenstoffstahl. So wird sowohl die Stärke der Ventile gewährleistet als auch ihr Schutz vor Korrosion. Die Klemmventile wurden ebenfalls aufgrund der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit des Gummis entwickelt. Heutzutage werden immer häufiger Kunststoffe wie Nylon und Polytetrafluorethylen sowie natürlicher und synthetischer Kautschuk verwendet, um verschiedene Dichtflächen und Dichtringe herzustellen. Diese finden Anwendung in allen Arten von Ventilen. Die als Dichtmaterialien verwendeten nichtmetallischen Stoffe zeichnen sich nicht nur durch eine gute Korrosionsbeständigkeit aus, sondern auch durch hervorragende Dichtungseigenschaften – sie eignen sich besonders gut für den Einsatz bei Medien mit Feststoffpartikeln. Natürlich sind ihre Festigkeit und Wärmebeständigkeit gering, wodurch ihr Anwendungsbereich eingeschränkt ist. Durch das Auftreten des weichen Graphits konnten Nichtmetalle in den Hochtemperaturbereich eingesetzt werden. Dadurch wurden die seit Langem ungelösten Probleme mit Leckagen durch Füllstoffe und Dichtungen beseitigt. Zudem handelt es sich um einen hervorragenden Schmierstoff für hohe Temperaturen. 3. Auftragen von Lack/Farbe
Lack bzw. Farbe ist ein am häufigsten verwendetes Mittel zum Korrosionsschutz. Bei Ventilprodukten handelt es sich dabei um ein unverzichtbares Material zum Schutz vor Korrosion sowie als Kennzeichnungselement. Beschichtungen gehören ebenfalls zu den nichtmetallischen Materialien. Sie werden in der Regel aus Syntheseharzen, Gummilösungen, Pflanzenölen, Lösungsmitteln usw. hergestellt. Sie überziehen die Metalloberfläche und schützen sie vor Einflüssen von Medien sowie der Atmosphäre – mit dem Ziel, Korrosion zu verhindern. Farben werden hauptsächlich in Umgebungen mit geringer Korrosionsgefahr verwendet, wie Wasser, Salzwasser, Meerwasser und die Atmosphäre. Das Inneninnere der Ventile wird üblicherweise mit korrosionshemmender Farbe beschichtet, um zu verhindern, dass Medien wie Wasser und Luft das Ventil korrodieren lassen. In die Farbe sind verschiedene Farbtöne gemischt, um die von Farn verwendeten Materialien darzustellen. Die Ventile werden in der Regel alle sechs Monate bis ein Jahr einmal mit Farbe gestrichen. 4. Hinzufügen von Korrosionsinhibitoren: Durch das Hinzufügen einer kleinen Menge an anderen speziellen Substanzen in das korrodierende Medium sowie in die Korrosionsprodukte kann die Geschwindigkeit der Metallkorrosion erheblich verlangsamt werden. Solche speziellen Substanzen werden als Korrosionsinhibitoren bezeichnet. 　　Der Mechanismus, durch den Inhibitor die Korrosion kontrolliert, besteht darin, dass er die Polarisation der Zelle fördert. Inhibitorien werden hauptsächlich in Medien und Füllstoffen eingesetzt. Durch das Hinzufügen von Korrosionshemmern in die Flüssigkeit kann die Korrosion von Geräten und Ventilen verlangsamt werden. Beispielsweise befindet sich Chrom-Nickel-Stahl in sauren Lösungen ohne Sauerstoff über einen großen Konzentrationsbereich hinweg im aktiven Zustand, wodurch eine starke Korrosion auftritt. Durch das Hinzufügen geringer Mengen an Oxidationsmitteln wie Kupfersulfat oder Salpetersäure kann der Stahl in einen passiven Zustand versetzt werden; dadurch entsteht eine Schutzschicht auf der Oberfläche, die die Einwirkung der Flüssigkeit verhindert. In Salzsäure kann durch das Hinzufügen geringer Mengen an Oxidationsmitteln die Korrosion von Titan verringert werden. Bei der Druckprüfung von Ventilen wird in der Regel Wasser als Prüfmittel verwendet. Dadurch kann es zu einer Korrosion der Ventile kommen. Durch das Hinzufügen einer kleinen Menge Natriumnitrit zum Wasser kann die Korrosion durch Wasser verhindert werden. Asbestfüllstoffe enthalten Chloride, die eine starke Korrosion der Ventilstangen verursachen. Durch das Waschen mit verdünntem Wasser kann der Chloridgehalt verringert werden. Doch diese Methode ist in der Praxis sehr schwierig anzuwenden und daher nicht für eine breite Anwendung geeignet. Ester eignen sich eher für spezielle Anforderungen. 　Nichtmetalle weisen eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit auf. Solange die Betriebstemperatur und -druck der Ventile den Anforderungen an nichtmetallische Materialien entsprechen, lässt sich nicht nur das Problem der Korrosion lösen, sondern auch wertvolle Metalle sparen. Die Gehäuse der Ventile, die Deckel, die Auskleidungen sowie die Dichtflächen werden in der Regel aus nichtmetallischen Materialien hergestellt. Was die Dichtungen angeht, so bestehen diese ebenfalls hauptsächlich aus nichtmetallischen Materialien. Als Auskleidung für Ventile werden Kunststoffe wie Polytetrafluorethylen und chloriertes Polyether sowie Gummisorten wie Naturkautschuk, Neopren und Nitrilkautschuk verwendet. Der Ventilkörper sowie der Ventildeckel bestehen in der Regel aus Gusseisen oder Kohlenstoffstahl. So wird sowohl die Stärke der Ventile gewährleistet als auch ihr Schutz vor Korrosion. Die Klemmventile wurden ebenfalls aufgrund der hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und Formbarkeit des Gummis entwickelt. Heutzutage werden immer häufiger Kunststoffe wie Nylon und Polytetrafluorethylen sowie natürlicher und synthetischer Kautschuk verwendet, um verschiedene Dichtflächen und Dichtringe herzustellen. Diese finden Anwendung in allen Arten von Ventilen. Die als Dichtmaterialien verwendeten nichtmetallischen Stoffe zeichnen sich nicht nur durch eine gute Korrosionsbeständigkeit aus, sondern auch durch hervorragende Dichtungseigenschaften – sie eignen sich besonders gut für den Einsatz bei Medien mit Feststoffpartikeln. Natürlich sind ihre Festigkeit und Wärmebeständigkeit gering, wodurch ihr Anwendungsbereich eingeschränkt ist. Durch das Auftreten des weichen Graphits konnten Nichtmetalle in den Hochtemperaturbereich eingesetzt werden. Dadurch wurden die seit Langem ungelösten Probleme mit Leckagen durch Füllstoffe und Dichtungen beseitigt. Zudem handelt es sich um einen hervorragenden Schmierstoff für hohe Temperaturen. 3. Auftragen von Lack/Farbe
Lack bzw. Farbe ist ein am häufigsten verwendetes Mittel zum Korrosionsschutz. Bei Ventilprodukten handelt es sich dabei um ein unverzichtbares Material zum Schutz vor Korrosion sowie als Kennzeichnungselement. Beschichtungen gehören ebenfalls zu den nichtmetallischen Materialien. Sie werden in der Regel aus Syntheseharzen, Gummilösungen, Pflanzenölen, Lösungsmitteln usw. hergestellt. Sie überziehen die Metalloberfläche und schützen sie vor Einflüssen von Medien sowie der Atmosphäre – mit dem Ziel, Korrosion zu verhindern. Farben werden hauptsächlich in Umgebungen mit geringer Korrosionsgefahr verwendet, wie Wasser, Salzwasser, Meerwasser und die Atmosphäre. Das Inneninnere der Ventile wird üblicherweise mit korrosionshemmender Farbe beschichtet, um zu verhindern, dass Medien wie Wasser und Luft das Ventil korrodieren lassen. In die Farbe sind verschiedene Farbtöne gemischt, um die von Farn verwendeten Materialien darzustellen. Die Ventile werden in der Regel alle sechs Monate bis ein Jahr einmal mit Farbe gestrichen. 4. Hinzufügen von Korrosionsinhibitoren: Durch das Hinzufügen einer kleinen Menge an anderen speziellen Substanzen in das korrodierende Medium sowie in die Korrosionsprodukte kann die Geschwindigkeit der Metallkorrosion erheblich verlangsamt werden. Solche speziellen Substanzen werden als Korrosionsinhibitoren bezeichnet. 　　Der Mechanismus, durch den Inhibitor die Korrosion kontrolliert, besteht darin, dass er die Polarisation der Zelle fördert. Inhibitorien werden hauptsächlich in Medien und Füllstoffen eingesetzt. Durch das Hinzufügen von Korrosionshemmern in die Flüssigkeit kann die Korrosion von Geräten und Ventilen verlangsamt werden. Beispielsweise befindet sich Chrom-Nickel-Stahl in sauren Lösungen ohne Sauerstoff über einen großen Konzentrationsbereich hinweg im aktiven Zustand, wodurch eine starke Korrosion auftritt. Durch das Hinzufügen geringer Mengen an Oxidationsmitteln wie Kupfersulfat oder Salpetersäure kann der Stahl in einen passiven Zustand versetzt werden; dadurch entsteht eine Schutzschicht auf der Oberfläche, die die Einwirkung der Flüssigkeit verhindert. In Salzsäure kann durch das Hinzufügen geringer Mengen an Oxidationsmitteln die Korrosion von Titan verringert werden. Bei der Druckprüfung von Ventilen wird in der Regel Wasser als Prüfmittel verwendet. Dadurch kann es zu einer Korrosion der Ventile kommen. Durch das Hinzufügen einer kleinen Menge Natriumnitrit zum Wasser kann die Korrosion durch Wasser verhindert werden. Asbestfüllstoffe enthalten Chloride, die eine starke Korrosion der Ventilstangen verursachen. Durch das Waschen mit verdünntem Wasser kann der Chloridgehalt verringert werden. Doch diese Methode ist in der Praxis sehr schwierig anzuwenden und daher nicht für eine breite Anwendung geeignet. Ester eignen sich eher für spezielle Anforderungen. Das Problem der Korrosionsbeständigkeit des Ventilstabs wird von vielen als wichtig angesehen. Es gibt umfangreiche Erfahrungen in der Herstellung solcher Komponenten. Häufig werden Verfahren wie Nitrieren, Borieren, Chromieren oder Nickelieren eingesetzt, um die Korrosionsbeständigkeit sowie die Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung zu verbessern. Verschiedene Oberflächenbehandlungen sollten je nach Material des Ventilstabs sowie den Einsatzbedingungen gewählt werden. Bei Ventilstäben, die mit Luft, Wasserdampf oder Asbest in Berührung kommen, kann eine Hartchrombeschichtung oder eine Gasnitrierung angewandt werden – bei Edelstahl ist hingegen eine ionische Nitrierung nicht geeignet. In Umgebungen mit Schwefelwasserstoff bietet eine Hochphosphornickelbeschichtung einen guten Schutz. 38CrMoAlA kann durch Ionen- oder Gasnitrierung korrosionsbeständig gemacht werden; eine Hartchrombeschichtung eignet sich jedoch nicht dafür. 2Cr13 wird nach Vergütung korrosionsbeständig gegen Ammoniak. Auch Kohlenstahl, der durch Gasnitrierung behandelt wurde, ist gegen Ammoniak resistent. Alle Phosphornickelbeschichtungen hingegen sind gegen Ammoniak nicht beständig. Das Material 38CrMoAlA weist nach Gasnitrierung hervorragende Korrosionsbeständigkeit sowie allgemeine Eigenschaften auf – daher wird es häufig zur Herstellung von Ventilstäben verwendet. 　　Auch Ventilkörper und Handräder mit kleinem Durchmesser werden oft verchromt, um ihre Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen und das Aussehen des Ventils zu verschönern. 7. Wärmebeschichtung – Die Wärmebeschichtung ist eine Methode zur Herstellung von Beschichtungen. Sie zählt zu den neuen Technologien zur Schutz der Oberflächen von Materialien. Es ist ein **Schwerpunktförderungsprojekt**. Es handelt sich um ein Verfahren zur Oberflächenverstärkung, bei dem ein Metall- oder Nichtmetallmaterial mit Hilfe einer Wärmequelle hoher Energiedichte (Gasbrennerflamme, Lichtbogen, Plasmabogen, elektrische Heizung, Gasdetonation usw.) erhitzt und geschmolzen wird. Anschließend wird das geschmolzene Material in Form von Sprühnebel auf die vorbehandelte Grundoberfläche aufgesprüht, wodurch eine Beschichtung entsteht. Gleichzeitig wird die Grundoberfläche ebenfalls erwärmt, sodass die Beschichtung erneut auf der Substratoberfläche schmilzt und so eine verschweißte Schicht bildet. Die meisten Metalle und ihre Legierungen, Metalloxidkeramiken, Metallkeramikkomposite sowie harte Metallverbindungen können mithilfe einer oder mehrerer Wärmebeschichtungsmethoden mit einer Schicht auf einem metallischen oder nichtmetallischen Trägermaterial überzogen werden. Thermische Spritzbeschichtung kann die Korrosionsbeständigkeit, Abriebfestigkeit und Hitzebeständigkeit der Oberfläche verbessern und so die Lebensdauer verlängern. Durch Wärmebeschichtung werden spezielle Beschichtungen erzeugt, die Eigenschaften wie Wärmedämmung, Isolierung, selbstschmierende Eigenschaften, Wärmestrahlung sowie elektromagnetische Abschirmung aufweisen. Mit der Wärmebeschichtung können Bauteile repariert werden. 8. Kontrolle der korrosiven Umgebung
Unter Umgebung versteht man im weiteren Sinne die Umgebung um den Ort der Ventilmontage sowie das darin zirkulierende Medium; im engeren Sinne bezeichnet es die Bedingungen in der unmittelbaren Umgebung des Ventils. Die meisten Umgebungsbedingungen sind nicht steuerbar, und die Produktionsabläufe können nicht willkürlich geändert werden. Methoden zur Kontrolle der Umgebung können nur angewandt werden, sofern dadurch kein Schaden an Produkten oder Produktionsprozessen entsteht – beispielsweise durch Entoxidation des Kesselwassers oder Anpassung des pH-Werts in der Raffinerie. Aus dieser Sicht gehören auch das Hinzufügen von Korrosionsinhibitoren sowie die elektrochemische Schutzmaßnahme zur Kontrolle der korrosiven Umgebung. 　 Die Atmosphäre ist mit Staub, Wasserdampf und Rauch gefüllt. Insbesondere in Produktionsumgebungen können giftige Gase sowie feine Partikel, die von Anlagen abgegeben werden, zu unterschiedlichem Grad Korrosion an den Ventilen verursachen. Die Bediener müssen die Ventile gemäß den Vorgaben in den Betriebsanleitungen regelmäßig reinigen und entlüften sowie ölen – das sind wirksame Maßnahmen zur Verhinderung von Korrosion in der Umgebung. Schutzabdeckungen für den Ventilstängel, die Anlage von Bodenventilen in den Bodenschächten sowie das Besprühen der Ventiloberflächen mit Farbe – all das sind Methoden, um zu verhindern, dass korrosive Stoffe die Ventile angreifen. Steigende Umgebungstemperaturen und Luftverschmutzung beschleunigen die Korrosion von Geräten und Ventilen, insbesondere in geschlossenen Systemen. Es sollte versucht werden, offene Fabrikhallen zu verwenden oder Maßnahmen zur Belüftung und Kühlung anzuwenden, um die Korrosion durch die Umwelt zu verringern. 9. Verbesserung der Fertigungsverfahren und der Strukturformen der Ventile – Der Schutz der Ventile vor Korrosion muss bereits bei der Planung berücksichtigt werden. Es handelt sich dabei um Produkte mit einer gut durchdachten Struktur und korrekten Fertigungsverfahren. Es hat zweifellos eine positive Wirkung auf die Verlangsamung der Korrosion der Ventile. 　　Daher sollten die Entwurfs- und Fertigungsteams die Komponenten, deren Konstruktion unangemessen ist, bei denen die Verarbeitungsmethoden nicht korrekt sind und die leicht zu Korrosion neigen, verbessern, damit sie den Anforderungen unter verschiedenen Betriebsbedingungen entsprechen. 　Die Spalten an den Verbindungsstellen der Ventile sind eine günstige Umgebung für die Korrosion durch Sauerstoffkonzentrationsunterschiede. 　　Daher sollte an der Verbindung zwischen dem Ventilstab und dem Schließelement möglichst keine Schraubverbindung verwendet werden. Bei der Schweißung des Ventils sollte eine doppelseitige Schweißung angewandt werden, wobei das Schweißen kontinuierlich durchgeführt werden muss. Punktschweißen und Längsschweißen können zu Korrosion führen. An den Schraubverbindungen des Ventils sollten Polytetrafluorethylen-Dichtbänder sowie Dichtungen verwendet werden. Es kann nicht nur eine gute Abdichtung gewährleisten, sondern auch korrodieren. In Ecken, in denen sich Flüssigkeiten nur schwer bewegen können, korrodieren die Ventile leicht. Neben der Vorsicht, die Ventile nicht umzudrehen und darauf zu achten, dass sich Ablagerungen nicht ansammeln, sollte bei der Herstellung der Ventilteile versucht werden, Strukturen zu vermeiden, die zu Einbuchtungen führen könnten. Zudem sollten die Ventile möglichst mit Entlüftungsöffnungen ausgestattet sein. 　　Verschiedene Metallkontakte bilden Punktpaare, die die Korrosion des Anodenmetalls fördern. Bei der Auswahl der Materialien sollten daher Metallkontakte vermieden werden, bei denen die Elektropotenziale der Metalle stark voneinander abweichen und außerdem keine Passivschicht entstehen kann. Während des Herstellungs- und Bearbeitungsprozesses, insbesondere bei Schweißen und Wärmebehandlung, entsteht Spannungskorrosion. Es ist daher notwendig, die Bearbeitungsmethoden zu verbessern. Nach dem Schweißen sollten geeignete Schutzmaßnahmen wie das Anlassen angewandt werden. Verbessern Sie die Oberflächenrauheit der bearbeiteten Stellen des Ventilstabs sowie der Oberflächen anderer Ventilkomponenten. Je höher das Niveau der Oberflächenrauheit ist, desto größer ist die Widerstandsfähigkeit gegen Korrosion. Die Verbesserung der Verarbeitungsverfahren und der Struktur von Dichtungen und Packungen – beispielsweise durch den Einsatz von weichem Graphit sowie Kunststoffpackungen, weichen Graphit-Dichtbändern oder PTFE-ummantelten Dichtungen – kann die Dichtwirkung verbessern und die Korrosion an Ventilstangen sowie Flanschdichtflächen verringern.