علل خوردگی شیرها و راه‌حل‌های آن

Thread Content

خوردگی یکی از عوامل مهمی است که باعث آسیب به شیرها می‌شود؛ بنابراین، در استفاده از شیرها، محافظت در برابر خوردگی اولین مسئله‌ای است که باید در نظر گرفته شود. خوردگی، فرسایش و تغییر کیفیت مواد در اثر عوامل مختلف محیطی است. خوردگی فلزات عمدتاً ناشی از خوردگی شیمیایی و خوردگی شیمیایی نقطه‌ای است، در حالی که خوردگی مواد غیرفلزی معمولاً به دلیل تأثیرات مستقیم شیمیایی و فیزیکی رخ می‌دهد. ۱. اشکال خوردگی شیرها: خوردگی شیرهای فلزی دارای دو شکل است، یعنی خوردگی یکنواخت و خوردگی موضعی. سرعت خوردگی یکنواخت را می‌توان با نرخ خوردگی سالانه میانگین ارزیابی کرد. مواد فلزی، گرافیت، شیشه، سرامیک و بتن، بر اساس میزان خوردگی به ۴ دسته تقسیم می‌شوند: موادی که سرعت خوردگی آن‌ها کمتر از ۰٫۰۵ میلی‌متر در سال است، درجه عالی دارند؛ موادی با سرعت خوردگی بین ۰٫۰۵ تا ۰٫۵ میلی‌متر در سال، درجه خوب دارند؛ موادی با سرعت خوردگی بین ۰٫۵ تا ۱٫۵ میلی‌متر در سال، هنوز قابل استفاده هستند؛ موادی که سرعت خوردگی آن‌ها بیشتر از ۱٫۵ میلی‌متر در سال است، مناسب نیستند. سطوح بسته‌کننده دریچه‌ها، میله‌های دریچه، دیافراگم‌ها، فنرهای کوچک و سایر اجزای دریچه معمولاً از مواد درجه یک ساخته می‌شوند؛ بدنه دریچه و درپوش‌های آن از مواد درجه دو یا سه مناسب هستند. برای دریچه‌هایی که در محیط‌های پرفشار، حاوی مواد بسیار سمی، قابل اشتعال، منفجره یا رادیواکتیو استفاده می‌شوند، از موادی با خورندگی بسیار کم استفاده می‌شود. ۱. خوردگی یکنواخت: خوردگی یکنواخت در کل سطح فلز رخ می‌دهد. مانند فولاد ضدزنگ، آلومینیوم، تیتانیوم و غیره که در محیط اکسیداسیون یک لایه محافظتی تشکیل می‌دهند و فلز در زیر این لایه به طور یکنواخت فرسوده می‌شود. پدیده دیگری نیز وجود دارد که در آن سطح فلز خوردگی کرده و پوسته می‌رود؛ این نوع خوردگی خطرناک‌ترین است. ۲. خوردگی موضعی: خوردگی موضعی در نقاط خاص فلز رخ می‌دهد و اشکال آن شامل خوردگی سوراخی، خوردگی شکافی، خوردگی بین کریستالی، خوردگی لایه‌برداری، خوردگی ناشی از تنش، خوردگی فرسایشی، خوردگی انتخابی، خوردگی ناشی از سایش، خوردگی حبابی، خوردگی ناشی از ارتعاش و سایش، و خوردگی هیدروژنی است. خوردگی نقطه‌ای معمولاً بر روی فلزاتی که دارای لایه پوششی یا لایه حفاظتی هستند، رخ می‌دهد. این پدیده به دلیل وجود نقص‌هایی در سطح فلز ایجاد می‌شود؛ یون‌های فعال موجود در محلول، لایه پوششی را تخریب کرده و باعث می‌شوند که این لایه به طور موضعی از بین برود و به داخل فلز نفوذ کند؛ در نتیجه سوراخ‌هایی ایجاد می‌شود. این نوع خوردگی، یکی از شدیدترین و خطرناک‌ترین انواع خوردگی در فلزات است. خوردگی شکافی در محیط‌هایی مانند زیر جوش، پین، واشر یا رسوبات رخ می‌دهد و نوع خاصی از خوردگی سوراخی است. روش پیشگیری، رفع شکاف‌هاست. خوردگی بین کریستالی، از سطح و در امتداد مرزهای کریستالی به داخل فلز نفوذ کرده و باعث خوردگی شبکه‌ای در مرزهای کریستالی می‌شود. علاوه بر رسوب ناخالصی‌ها در مرزهای کریستالی، علت اصلی خوردگی بین‌کریستالی، فرآیندهای نامناسب حرارتی و فرآوری سرد است. در دو طرف لبه جوش فولاد ضدزنگ آستنیتی، به راحتی نواحی کم‌کرومی ایجاد می‌شود که مستعد خوردگی هستند. خوردگی بین‌دانه‌ای فولاد ضدزنگ آستنیتی، یکی از شایع‌ترین و خطرناک‌ترین انواع خوردگی است. روش‌های جلوگیری از خوردگی بین دانه‌ای در شیرهای فولاد ضدزنگ آستنیتی عبارتند از: انجام فرآیند «خنک‌سازی حلالی»، یعنی گرم کردن تا حدود ۱۱۰۰ درجه سانتی‌گراد و سپس خنک‌سازی با آب؛ استفاده از فولاد ضدزنگ آستنیتی که حاوی تیتانیوم و نیوبیوم باشد و میزان کربن آن کمتر از ۰.۰۳٪ باشد، تا تولید کروم کربنات کاهش یابد. خوردگی لایه‌ای در ساختارهای لایه‌ای رخ می‌دهد؛ ابتدا خوردگی به صورت عمودی به داخل پیش می‌رود و سپس مواد موازی با سطح نیز خورده می‌شوند. تحت فشار ناشی از خوردگی، سطح به صورت لایه‌لایه جدا می‌شود. خوردگی تحت تنش، شکستی است که در اثر تأثیر همزمان خوردگی و تنش کششی رخ می‌دهد. روش‌های جلوگیری از خوردگی ناشی از تنش؛ رفع یا کاهش تنش‌های ناشی از جوشکاری و فرآیندهای فرآوری سرد از طریق حرارت‌دادن، بهبود ساختار دریچه‌ها برای جلوگیری از تمرکز تنش، استفاده از روش‌های محافظت الکتروشیمیایی و استفاده از رنگ‌های ضدخوردگی. استفاده از مواد کندکننده خوردگی، اعمال تنش فشاری و سایر اقدامات. خستگی خوردگی در ناحیه‌ای که تأثیرات مشترک تنش متناوب و خوردگی رخ می‌دهد، منجر به شکست فلز می‌شود. می‌توان از فرآیندهای حرارتی برای رفع یا کاهش تنش‌ها، پراکندگی سطحی، و همچنین روکش‌کاری الکتریکی با فلزاتی مانند روی، کروم و نیکل استفاده کرد؛ اما باید توجه داشت که در لایه روکش نباید تنش کششی وجود داشته باشد و همچنین پدیده انتشار هیدروژن نیز نباید رخ دهد. خوردگی انتخابی در موادی با ترکیبات و ناخالصی‌های متفاوت رخ می‌دهد؛ در یک محیط خاص، برخی از عناصر مورد خوردگی قرار گرفته و حل می‌شوند، در حالی که عناصر باقی‌مانده که خوردگی ندیده‌اند، شکلی اسفنجی پیدا می‌کنند. موارد رایج شامل خارج شدن روی از برنج، خارج شدن آلومینیوم از آلیاژهای مس، و گرافیتی شدن آهن آلیاژی است. خوردگی ناشی از سایش، نوعی خوردگی است که در اثر تأثیر متناوب سیال بر فلز ایجاد می‌شود؛ این نوع خوردگی یکی از مشکلات رایج در شیرهاست و معمولاً در سطوح مهر و موم‌شده رخ می‌دهد. روش‌های پیشگیری: استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی و فرسودگی، بهبود طراحی ساختاری، و استفاده از روش‌های حفاظت کاتدی و غیره. خوردگی حبابی، که به نام خوردگی گازی نیز شناخته می‌شود، نوع خاصی از خوردگی در اثر سایش است. این حباب‌هایی هستند که در مایعات تشکیل می‌شوند؛ هنگام انفجار آن‌ها، امواج شوکی با فشاری تا ۴۰۰ اتمسفر ایجاد می‌شود که منجر به تخریب لایه محافظ فلز و حتی پاره شدن ذرات فلزی می‌گردد. سپس به صورت لایه‌ای فرسوده می‌شود؛ این فرآیند به طور مداوم تکرار شده و باعث فرسودگی فلز می‌گردد. روش‌های جلوگیری از خوردگی ناشی از حباب‌های هوا، شامل استفاده از مواد مقاوم در برابر خوردگی ناشی از حباب‌ها، سطوح فرآوری‌شده با صافی بالا، لایه‌های محافظ الاستیکی و محافظت کاتدی است. خوردگی ناشی از لرزش، زمانی رخ می‌دهد که دو قطعه در تماس با یکدیگر، همزمان تحت بار قرار گیرند و سطح تماس به دلیل لرزش و لغزش آسیب ببیند. خوردگی ناشی از لرزش در محل‌هایی مانند اتصال پیچ‌ها، اتصال میله دریچه به قطعات بسته‌کننده، و بین لوله‌های رولری و محور رخ می‌دهد. برای محافظت، می‌توان از مالیدن روغن کاری برای کاهش اصطکاک، فسفاته‌سازی سطح، استفاده از آلیاژهای سخت، و همچنین روش‌هایی مانند پراکندگی سطحی یا فرآوری سرد برای افزایش سختی سطح، بهره برد. 　　خوردگی، خرابی‌ای است که در نتیجه انتشار اتم‌های هیدروژن حاصل از واکنش‌های شیمیایی در داخل فلز ایجاد می‌شود؛ اشکال آن شامل حباب‌های هیدروژن، شکنندگی ناشی از هیدروژن و خوردگی تحت تأثیر هیدروژن می‌باشد. فولادهای قوی و فولادهای حاوی غیرفلزات، مستعد ایجاد حباب‌های هیدروژن هستند. هنگامی که نفت حاوی سولفیدها و هیدریدها باشد، به راحتی ممکن است حباب‌های هیدروژن تشکیل شود. جایگزینی فولاد جوش‌خورنده حاوی حفره با فولاد آرام‌کننده بدون حفره، استفاده از مواد لاستیکی و پلاستیکی برای محافظت، و افزودن مواد ضدخوردگی می‌تواند از تشکیل حباب‌ها جلوگیری کند. در فولادهای قوی، ارتفاع شبکه بلوری به شدت تغییر می‌کند؛ با ورود اتم هیدروژن، این شبکه باید بزرگ‌تر شود که منجر به شکنندگی فولاد می‌گردد. باید از فولاد آلیاژی حاوی نیکل و سرب استفاده کرد و از فولادهای با استحکام بالا که مستعد شکنندگی در اثر هیدروژن هستند، پرهیز نمود؛ همچنین باید در فرآیندهای جوشکاری، رزین‌کاری و شستشوی اسیدی، از بروز پدیده شکنندگی در اثر هیدروژن جلوگیری یا آن را کاهش داد. هیدروژن در دماها و فشارهای بالا وارد فلز می‌شود و با ترکیبی از عناصر واکنش شیمیایی ایجاد کرده و باعث تخریب آن می‌گردد؛ این پدیده را خوردگی هیدروژنی می‌نامند. فولاد ضدزنگ آستنیتی کاملاً در برابر خوردگی هیدروژنی در دماهای بالا مقاوم است. ۳. خوردگی غیرفلزات: خوردگی غیرفلزات به همان میزانی رخ می‌دهد که خوردگی فلزات. اکثر مواد غیرفلزی، رسانای الکتریکی نیستند؛ بنابراین معمولاً دچار خوردگی الکتروشیمیایی نمی‌شوند. در عوض، خوردگی در این مواد ناشی از عوامل شیمیایی یا فیزیکی است؛ این همان تفاوت اصلی خوردگی غیرفلزات با خوردگی فلزات است. خوردگی فلزات نمی‌تواند منجر به کاهش وزن شود؛ بلکه اغلب باعث افزایش وزن می‌شود. در مقابل، خوردگی فلزات عمدتاً منجر به کاهش وزن می‌شود. خوردگی فلزات نامتال‌ها اغلب ناشی از عوامل فیزیکی است، در حالی که چنین عواملی در خوردگی فلزات بسیار نادر هستند. خوردگی درونی فلزات نامتال‌ها پدیده‌ای رایج است، در حالی که خوردگی فلزات عمدتاً در سطح آن‌ها رخ می‌دهد. 　　پس از تماس فلزات با محیط‌های اطراف، محلول یا گاز به تدریج به داخل فلز نفوذ می‌کند و باعث ایجاد تغییرات خوردگی در فلزات غیرفلزی می‌شود. شکل خوردگی بسته به نوع و گونه فلزات غیرفلزی، متفاوت است. أشکال فرسایش شامل حل شدن، تورم، ایجاد حباب‌ها، نرم شدن، تجزیه، تغییر رنگ، تغییر کیفیت، پیر شدن، سخت شدن و شکستن می‌باشد. اما، از دیدگاه کلی، عملکرد خوردگی مواد غیرفلزی **بسیار بهتر از فلزات است، در حالی که استحکام و مقاومت در برابر دما در مواد غیرفلزی کمتر از فلزات می‌باشد. ۲. اقدامات ضدخوردگی در شیرهای فلزی: خوردگی الکتروشیمیایی، فلزات را به اشکال مختلف خراب می‌کند؛ این پدیده نه تنها بین دو فلز رخ می‌دهد، بلکه به دلیل تفاوت‌های ذوب‌پذیری محلول‌ها، تفاوت‌های ذوب‌پذیری اکسیژن و تفاوت‌های جزئی در ساختار درونی فلزات نیز، تفاوت پتانسیل ایجاد می‌شود که باعث تشدید خوردگی می‌گردد. برخی فلزات در خود مقاومتی در برابر خوردگی ندارند، اما پس از خوردگی می‌توانند یک لایه محافظتی بسیار خوب، یعنی لایه پوشش‌دهنده، تولید کنند که مانع از خوردگی آن‌ها توسط محیط اطراف می‌شود. بنابراین، برای رسیدن به هدف مقاومت در برابر خوردگی در شیرهای فلزی، اولاً باید خوردگی الکتروشیمیایی از بین برود؛ دوماً، در صورتی که نتوان خوردگی الکتروشیمیایی را از بین برد، باید لایه‌ای روی سطح فلز ایجاد شود تا از خوردگی جلوگیری شود؛ سوماً، باید از مواد غیرفلزی که دچار خوردگی الکتروشیمیایی نمی‌شوند، به جای مواد فلزی استفاده کرد. در ادامه، چند روش ضدعفونی ارائه می‌شود. ۱. انتخاب مواد مقاوم در برابر خوردگی بر اساس محیط کاری
در بخش «انتخاب شیرها»، به مواد رایج مورد استفاده در ساخت شیرها و محیط‌های کاری مناسب برای آن‌ها پرداختیم؛ اما این توضیحات صرفاً کلی بود. در عمل تولیدی، فرآیند خوردگی محیط‌های کاری بسیار پیچیده است. حتی اگر از یک ماده برای ساخت شیرها در یک محیط کاری خاص استفاده شود، با تغییر غلظت، دما و فشار محیط، میزان خوردگی ماده نیز تغییر می‌کند. هر ۱۰ درجه سانتی‌گراد افزایش دمای محیط، سرعت خوردگی را تقریباً ۱ تا ۳ برابر می‌کند. غلظت محیط، تأثیر زیادی بر خوردگی مواد درون شیرها دارد؛ به عنوان مثال، سرب در اسید سولفوریک با غلظت پایین، دچار خوردگی کمی می‌شود، اما وقتی غلظت اسید بالاتر از ۹۶٪ شود، خوردگی به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. در مقابل، فولاد کربنی در غلظت حدود ۵۰٪ اسید سولفوریک، بیشترین میزان خوردگی را دارد؛ و هنگامی که غلظت به بالای ۶٪ افزایش می‌یابد، خوردگی به طور چشمگیری کاهش می‌یابد. همانند آلومینیوم که در اسید نیتریک غلیظ با غلظت بالاتر از ۸۰٪ خورندگی بسیار زیادی دارد، اما در اسید نیتریک با غلظت متوسط و پایین، خوردگی آن حتی شدیدتر می‌شود. اگرچه فولاد ضدزنگ مقاومت خوبی در برابر اسید نیتریک رقیق دارد، اما در اسید نیتریک غلیظ با غلظت بالاتر از ۹۵٪، فرسایش آن تشدید می‌شود. 　　همان‌طور که از مثال‌های فوق مشخص است، انتخاب صحیح مواد دروازه‌ها باید بر اساس شرایط خاص، با تحلیل عوامل مختلف مؤثر بر خوردگی و مطابق با راهنمای‌های مربوط به مقاومت در برابر خوردگی، انجام شود. ۲. استفاده از مواد غیرفلزی: مواد غیرفلزی دارای مقاومت خوبی در برابر خوردگی هستند؛ به شرطی که دما و فشار مورد استفاده برای دریچه‌ها با الزامات مواد غیرفلزی سازگار باشد، نه تنها مشکل خوردگی برطرف می‌شود، بلکه از مصرف فلزات گران‌قیمت نیز جلوگیری می‌گردد. بدنه، درپوش، لایه‌های پوششی و سطوح مهر و موم کلیدها معمولاً از مواد غیرفلزی ساخته می‌شوند؛ در مورد جوشکارها نیز، پرکننده‌ها عمدتاً از مواد غیرفلزی تهیه می‌گردند. به عنوان پوشش دریچه‌ها از پلاستیک‌هایی مانند پلی‌تترافلوئورواتیلن و پلی‌اوره کلریده شده، و همچنین از لاستیک‌هایی مانند لاستیک طبیعی، لاستیک کلوروپنیل و لاستیک نایلون استفاده می‌شود، در حالی که بدنه دریچه و قسمت اصلی درپوش آن از آهن آلیاژی یا فولاد کربنی ساخته می‌شود. هم استحکام شیر تضمین می‌شود و هم از خوردگی آن جلوگیری می‌گردد. شیر کلامپی نیز بر اساس خواص مقاومت عالی در برابر خوردگی و ویژگی‌های منعطف رزین طراحی شده است. امروزه به طور فزاینده‌ای از پلاستیک‌هایی مانند نیلون و پلی‌تترافلوئورواتیلن، و همچنین لاستیک طبیعی و لاستیک مصنوعی برای ساخت انواع سطوح درزبندی و حلقه‌های درزبندی در شیرهای مختلف استفاده می‌شود. این مواد غیرفلزی که به عنوان سطوح درزبندی به کار می‌روند، نه تنها مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند، بلکه عملکرد درزبندی مناسبی نیز دارند و به ویژه برای استفاده در محیط‌هایی با مواد دارای ذرات مناسب هستند. البته، استحکام و مقاومت حرارتی آن‌ها پایین است و کاربردهایشان محدود می‌شود. ظهور گرافیت انعطاف‌پذیر، فلزات غیرفلزی را وارد حوزه دماهای بالا کرد؛ این ماده مشکلات نشتی مربوط به پرکننده‌ها و وصله‌ها را که مدت‌ها برطرف نشده بودند، حل کرد و همچنین یک روان‌کننده عالی برای دماهای بالا محسوب می‌شود. ۳. استفاده از رنگ برای پوشش دادن: رنگ، یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای جلوگیری از فرسودگی است؛ در محصولات شیرها نیز، رنگ ماده‌ای ضروری برای جلوگیری از فرسودگی و همچنین به عنوان نشانه‌ای برای تشخیص محصول محسوب می‌شود. رنگ نیز جزو مواد غیرفلزی محسوب می‌شود؛ این ماده معمولاً از رزین‌های سنتتیک، مخلوط لاستیک، روغن‌های گیاهی، حلال‌ها و مواد مشابه تهیه می‌شود. رنگ بر روی سطح فلزات قرار گرفته و مانع از تماس محیط و هوا با فلز می‌شود تا از فرسودگی آن جلوگیری شود. رنگ‌ها عمدتاً در محیط‌هایی با خوردگی نسبتاً کم، مانند آب، آب شور، آب دریا و جو، استفاده می‌شوند. داخل دریچه معمولاً با رنگ ضدخوردگی پوشانده می‌شود تا از خوردگی دریچه توسط موادی مانند آب و هوا جلوگیری شود. رنگ‌های مختلفی در رنگ‌آمیزی استفاده شده تا مواد به کار رفته توسط فارن را نشان دهد. رنگ‌آمیزی شیرها معمولاً هر نیم سال تا یک بار انجام می‌شود. ۴. افزودن مواد کندکننده خوردگی: افزودن مقدار کمی از مواد ویژه دیگر به محیط‌های خورنده و مواد خورنده، می‌تواند سرعت خوردگی فلزات را به طور قابل توجهی کاهش دهد؛ این مواد ویژه، مواد کندکننده خوردگی نامیده می‌شوند. 　　مکانیسم کنترل خوردگی توسط مواد ضدخوردگی، این است که باعث پولاریزاسیون سلول می‌شوند. مواد ضدخوردگی عمدتاً در محیط‌های حامل و پرکننده‌ها استفاده می‌شوند. افزودن مواد ضدخوردگی به محیط، می‌تواند باعث کاهش خوردگی تجهیزات و دریچه‌ها شود. برای مثال، فولاد ضدزنگ کروم-نیکل در اسید سولفوریک بدون اکسیژن، در محدوده‌ی گسترده‌ای از غلظت‌ها، در حالت خورنده قرار دارد و خوردگی آن شدید است؛ اما با افزودن مقدار کمی از اکسیدکننده‌هایی مانند سولفات مس یا نیتریک اسید، می‌توان فولاد ضدزنگ را به حالت غیرخورنده درآورد و لایه‌ای محافظ روی سطح آن تشکیل داد که از نفوذ محیط جلوگیری می‌کند. در اسید هیدروکلریک نیز، افزودن مقدار کمی اکسیدکننده می‌تواند خوردگی تیتانیوم را کاهش دهد. در آزمایش فشار شیرها، معمولاً از آب به عنوان محیط آزمایش استفاده می‌شود که این امر می‌تواند باعث خوردگی شیرها شود. افزودن مقدار کمی نیتریت سدیم به آب می‌تواند از خوردگی شیرها توسط آب جلوگیری کند. پرکننده‌های آسبست حاوی کلریدها هستند که باعث خوردگی شدید میله دریچه می‌شوند. استفاده از روش شستشو با آب جوش می‌تواند میزان کلریدها را کاهش دهد، اما اجرای این روش دارای مشکلات زیادی است و نمی‌توان آن را به طور گسترده به کار برد؛ لذا این روش برای نیازهای ویژه مناسب است. 　مواد غیرفلزی مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند؛ به شرطی که دما و فشار مورد استفاده برای دریچه‌ها با الزامات این مواد سازگار باشد، نه تنها مشکل خوردگی برطرف می‌شود، بلکه از مصرف فلزات گران‌قیمت نیز جلوگیری می‌گردد. بدنه، درپوش، لایه‌های پوششی و سطوح مهر و موم کلیدها معمولاً از مواد غیرفلزی ساخته می‌شوند؛ در مورد جوشکارها نیز، پرکننده‌ها عمدتاً از مواد غیرفلزی تهیه می‌گردند. به عنوان پوشش دریچه‌ها از پلاستیک‌هایی مانند پلی‌تترافلوئورواتیلن و پلی‌اوره کلریده شده، و همچنین از لاستیک‌هایی مانند لاستیک طبیعی، لاستیک کلوروپنیل و لاستیک نایلون استفاده می‌شود، در حالی که بدنه دریچه و قسمت اصلی درپوش آن از آهن آلیاژی یا فولاد کربنی ساخته می‌شود. هم استحکام شیر تضمین می‌شود و هم از خوردگی آن جلوگیری می‌گردد. شیر کلامپی نیز بر اساس خواص مقاومت عالی در برابر خوردگی و ویژگی‌های منعطف رزین طراحی شده است. امروزه به طور فزاینده‌ای از پلاستیک‌هایی مانند نیلون و پلی‌تترافلوئورواتیلن، و همچنین لاستیک طبیعی و لاستیک مصنوعی برای ساخت انواع سطوح درزبندی و حلقه‌های درزبندی در شیرهای مختلف استفاده می‌شود. این مواد غیرفلزی که به عنوان سطوح درزبندی به کار می‌روند، نه تنها مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند، بلکه عملکرد درزبندی مناسبی نیز دارند و به ویژه برای استفاده در محیط‌هایی با مواد دارای ذرات مناسب هستند. البته، استحکام و مقاومت حرارتی آن‌ها پایین است و کاربردهایشان محدود می‌شود. ظهور گرافیت انعطاف‌پذیر، فلزات غیرفلزی را وارد حوزه دماهای بالا کرد؛ این ماده مشکلات نشتی مربوط به پرکننده‌ها و وصله‌ها را که مدت‌ها برطرف نشده بودند، حل کرد و همچنین یک روان‌کننده عالی برای دماهای بالا محسوب می‌شود. ۳. استفاده از رنگ برای پوشش دادن: رنگ، یکی از رایج‌ترین روش‌ها برای جلوگیری از فرسودگی است؛ در محصولات شیرها نیز، رنگ ماده‌ای ضروری برای جلوگیری از فرسودگی و همچنین به عنوان نشانه‌ای برای تشخیص محصول محسوب می‌شود. رنگ نیز جزو مواد غیرفلزی محسوب می‌شود؛ این ماده معمولاً از رزین‌های سنتتیک، مخلوط لاستیک، روغن‌های گیاهی، حلال‌ها و مواد مشابه تهیه می‌شود. رنگ بر روی سطح فلزات قرار گرفته و مانع از تماس محیط و هوا با فلز می‌شود تا از فرسودگی آن جلوگیری شود. رنگ‌ها عمدتاً در محیط‌هایی با خوردگی نسبتاً کم، مانند آب، آب شور، آب دریا و جو، استفاده می‌شوند. داخل دریچه معمولاً با رنگ ضدخوردگی پوشانده می‌شود تا از خوردگی دریچه توسط موادی مانند آب و هوا جلوگیری شود. رنگ‌های مختلفی در رنگ‌آمیزی استفاده شده تا مواد به کار رفته توسط فارن را نشان دهد. رنگ‌آمیزی شیرها معمولاً هر نیم سال تا یک بار انجام می‌شود. ۴. افزودن مواد کندکننده خوردگی: افزودن مقدار کمی از مواد ویژه دیگر به محیط‌های خورنده و مواد خورنده، می‌تواند سرعت خوردگی فلزات را به طور قابل توجهی کاهش دهد؛ این مواد ویژه، مواد کندکننده خوردگی نامیده می‌شوند. 　　مکانیسم کنترل خوردگی توسط مواد ضدخوردگی، این است که باعث پولاریزاسیون سلول می‌شوند. مواد ضدخوردگی عمدتاً در محیط‌های حامل و پرکننده‌ها استفاده می‌شوند. افزودن مواد ضدخوردگی به محیط، می‌تواند باعث کاهش خوردگی تجهیزات و دریچه‌ها شود. برای مثال، فولاد ضدزنگ کروم-نیکل در اسید سولفوریک بدون اکسیژن، در محدوده‌ی گسترده‌ای از غلظت‌ها، در حالت خورنده قرار دارد و خوردگی آن شدید است؛ اما با افزودن مقدار کمی از اکسیدکننده‌هایی مانند سولفات مس یا نیتریک اسید، می‌توان فولاد ضدزنگ را به حالت غیرخورنده درآورد و لایه‌ای محافظ روی سطح آن تشکیل داد که از نفوذ محیط جلوگیری می‌کند. در اسید هیدروکلریک نیز، افزودن مقدار کمی اکسیدکننده می‌تواند خوردگی تیتانیوم را کاهش دهد. در آزمایش فشار شیرها، معمولاً از آب به عنوان محیط آزمایش استفاده می‌شود که این امر می‌تواند باعث خوردگی شیرها شود. افزودن مقدار کمی نیتریت سدیم به آب می‌تواند از خوردگی شیرها توسط آب جلوگیری کند. پرکننده‌های آسبست حاوی کلریدها هستند که باعث خوردگی شدید میله دریچه می‌شوند. استفاده از روش شستشو با آب جوش می‌تواند میزان کلریدها را کاهش دهد، اما اجرای این روش دارای مشکلات زیادی است و نمی‌توان آن را به طور گسترده به کار برد؛ لذا این روش برای نیازهای ویژه مناسب است. مسئله مقاومت میله دریچه در برابر خوردگی، موضوعی است که مورد توجه قرار گرفته است؛ با کسب تجربیات فراوان در زمینه تولید، از روش‌هایی مانند نیتریداسیون، بوریداسیون، پوشش دادن با کروم و نیکل برای بهبود مقاومت آن در برابر خوردگی و سایش استفاده می‌شود. روش‌های مختلف پوشش‌دهی سطحی باید با جنس متفاوت میله‌های دریچه و شرایط کاری آن‌ها سازگار باشند. برای میله‌های دریچه که در معرض هوا، بخار آب و پرکننده‌های آزبست قرار دارند، می‌توان از روکش کروم سخت یا فرآیند نیتریداسیون گازی استفاده کرد (برای فولاد ضدزنگ، استفاده از فرآیند نیتریداسیون یونی مناسب نیست). در محیط‌هایی که در آن‌ها هیدروژن سولفید وجود دارد، استفاده از روکش نیکل پرفسفر برای محافظت بهتر مناسب است؛ ماده ۳۸CrMoAlA نیز با استفاده از فرآیندهای نیتریداسیون یونی یا گازی می‌تواند در برابر خوردگی مقاوم باشد، اما استفاده از روکش کروم سخت برای آن مناسب نیست؛ ماده ۲Cr13 پس از فرآیند تقویت، می‌تواند در برابر خوردگی آمونیاک مقاوم باشد؛ فولاد کربنی که تحت فرآیند نیتریداسیون گازی قرار گرفته نیز می‌تواند در برابر خوردگی آمونیاک مقاوم باشد، اما تمام روکش‌های نیکل-فسفر در برابر خوردگی آمونیاک مقاوم نیستند؛ ماده ۳۸CrMoAlA پس از فرآیند نیتریداسیون گازی، دارای خواص مقاومت در برابر خوردگی و عملکرد کلی بسیار خوبی است؛ بنابراین از این ماده برای ساخت میله‌های دریچه استفاده زیادی می‌شود. 　　بدنه و چرخ دستی دروازه‌های با قطر کوچک نیز اغلب با روکش کروم پوشانده می‌شوند تا مقاومت آن‌ها در برابر خوردگی افزایش یافته و ظاهر دروازه زیباتر شود. ۷. پاشش حرارتی: پاشش حرارتی یکی از روش‌های تولید لایه‌های پوششی است و به یکی از فناوری‌های جدید برای محافظت از سطوح مواد تبدیل شده است. این یک **پروژه مورد ترویج ویژه** است. این روش، از منابع گرمایی با چگالی انرژی بالا (مانند شعله‌های احتراق گاز، قوس الکتریکی، پلاسما، گرمای الکتریکی، انفجار گاز و غیره) برای گرم کردن و ذوب کردن فلزات یا مواد غیرفلزی استفاده می‌کند؛ سپس این مواد به صورت ذرات ریز بر روی سطح پایه که از قبل آماده شده، پاشیده می‌شوند تا لایه‌ای ایجاد شود. همچنین می‌توان سطح پایه را نیز گرم کرد تا لایه پوششی دوباره در سطح آن ذوب شده و لایه‌ای برای تقویت سطح ایجاد شود. اکثر فلزات و آلیاژهای آن‌ها، سرامیک‌های اکسیدی فلزی، کامپوزیت‌های متالوسرامیکی و ترکیبات فلزی سخت را می‌توان با یک یا چند روش پاشش حرارتی، لایه‌ای بر روی زیرلایه‌های فلزی یا غیرفلزی ایجاد کرد. اسپری حرارتی می‌تواند عملکردهایی مانند مقاومت در برابر خوردگی، سایش و دماهای بالا را در سطح آن افزایش داده و عمر مفید آن را طولانی‌تر کند. لایه‌های پوششی با عملکردهای ویژه که از طریق رزین‌پاشی حرارتی تولید می‌شوند، دارای ویژگی‌های خاصی مانند عایق‌بندی حرارتی، عایق‌بندی الکتریکی، قابلیت سیل شدن، خودروان‌کنندگی، تابش حرارتی و محافظت در برابر امواج الکترومغناطیسی هستند؛ همچنین می‌توان از رزین‌پاشی حرارتی برای تعمیر قطعات استفاده کرد. ۸. کنترل محیط خوردگی: منظور از محیط، دو نوع گسترده و محدود است؛ محیط در معنای گسترده، به محیط اطراف محل نصب شیر و مایعاتی که در داخل آن جریان دارند، اشاره دارد؛ در حالی که محیط در معنای محدود، به شرایط اطراف محل نصب شیر اشاره دارد. اکثر محیط‌ها قابل کنترل نیستند و فرآیندهای تولید نیز نمی‌توانند به دلخواه تغییر کنند. روش‌های کنترل محیطی، مانند حذف اکسیژن از آب دیگ‌ها و تنظیم مقدار pH در فرآیندهای رفتاری، تنها در صورتی قابل استفاده هستند که به محصولات یا فرآیندها آسیبی وارد نکنند. از این دیدگاه، افزودن مواد ضدخوردگی و محافظت الکتروشیمیایی نیز جزو کنترل محیط خوردگی محسوب می‌شوند. 　 جو پر از گرد و غبار، بخار آب و دود است؛ به‌ویژه در محیط‌های تولیدی، گازهای سمی و ذرات ریزی که از محلول‌های نمکی و تجهیزات ساطع می‌شوند، می‌توانند درجات مختلفی از خوردگی را در شیرها ایجاد کنند. اپراتورها باید طبق دستورالعمل‌های مربوطه، شیرها را به طور منظم تمیز و پاکسازی کنند و روغن لازم را به آن‌ها اضافه نمایند؛ این کار یکی از راهکارهای مؤثر برای کنترل خوردگی در محیط است. نصب محافظ بر روی میله شیر، تعبیه چاه برای شیرهای زمینی، رنگ‌آمیزی سطح شیرها و غیره، همگی روش‌هایی برای جلوگیری از خوردگی شیرها توسط مواد خورنده هستند. افزایش دمای محیط و آلودگی هوا، به‌ویژه برای تجهیزات و شیرهای موجود در محیط‌های بسته، باعث تسریع فرآیند خوردگی آن‌ها می‌شود. باید تا حد امکان از کارخانه‌های با فضای باز استفاده شود یا اقداماتی برای تهویه و کاهش دما انجام گیرد تا خوردگی ناشی از محیط کاهش یابد. ۹. بهبود فرآیندهای فرآوری و ساختار دریچه‌ها: محافظت دریچه‌ها در برابر خوردگی، موضوعی است که از همان مرحله طراحی لحاظ می‌شود؛ یعنی محصولات دریچه‌ای که دارای طراحی ساختاری مناسب و روش‌های فرآوری صحیح باشند. بدون شک، تأثیر مثبتی بر کاهش خوردگی دریچه‌ها دارد. 　　بنابراین، بخش‌های طراحی و تولید باید در مورد قطعاتی که طراحی ساختاری مناسبی ندارند، روش‌های فرآیندی صحیحی به کار نرفته است و مستعد خوردگی هستند، اقدامات اصلاحی انجام دهند تا با الزامات شرایط کاری مختلف سازگار شوند. 　شکاف‌های موجود در اتصالات شیرها، محیط مناسبی برای خوردگی سلول‌های تفاوت غلظت اکسیژن هستند. 　　بنابراین، در نقطه اتصال میله شیر به قطعات بسته‌کننده، تا حد امکان از اتصالات رزوه‌دار یا سوراخ‌دار استفاده نشود؛ جوشکاری شیر باید به صورت دوطرفه و به طور پیوسته انجام شود، زیرا جوشکاری نقطه‌ای و جوشکاری روی هم باعث خوردگی می‌شود. در نقاط اتصال رزوه‌ای شیر، از نوار چسب پلی‌تترافلوئورواتیلن و کاغذ عایق استفاده می‌شود. نه تنها می‌تواند در برابر نشت مقاومت خوبی داشته باشد، بلکه در برابر خوردگی نیز مقاوم است. مایعاتی که در گوشه‌ها جریان ندارند، می‌توانند باعث خوردگی شیرها شوند. علاوه بر اینکه هنگام استفاده از شیرها باید از قرار دادن آن‌ها به صورت وارونه و توجه به خارج کردن رسوبات جلوگیری شود، هنگام ساخت قطعات شیرها نیز باید تا حد امکان از ساختارهایی که منجر به ایجاد فرورفتگی می‌شوند، اجتناب شود؛ همچنین باید در شیرها سوراخ‌هایی برای تخلیه وجود داشته باشد. 　　تماس فلزات مختلف، یک جفت نقطه‌ای ایجاد کرده و باعث خوردگی فلز آند می‌شود؛ بنابراین هنگام انتخاب مواد، باید از تماس فلزاتی که تفاوت پتانسیل الکتریکی زیادی دارند و قادر به تشکیل لایهٔ رسوبی نیستند، اجتناب کرد. در فرآیندهای ساخت و فرآوری، به‌ویژه در جوشکاری و عملیات حرارتی، خوردگی ناشی از تنش ایجاد می‌شود؛ بنابراین باید به بهبود روش‌های فرآوری توجه کرد و پس از جوشکاری، از اقدامات حفاظتی مانند عملیات آنیلینگ استفاده کرد. بهبود خشنی سطح فرآوری میله شیر و همچنین خشنی سطوح سایر قطعات شیر؛ هرچه درجه خشنی سطح بالاتر باشد، مقاومت آن در برابر خوردگی نیز بیشتر خواهد بود. بهبود فرآیندهای فرزکاری و ساختار پرکننده‌ها و جوشکارها، استفاده از پرکننده‌های گرافیت نرم و پلاستیکی، همچنین استفاده از جوشکارهای گرافیت نرم برای محکم کردن قطعات و پوشاندن جوشکارها با پلی‌تترافلوئورواتیلن، همگی می‌توانند عملکرد ضدنشتی را بهبود بخشیده و خوردگی میله‌های دریچه‌ها و سطوح ضدنشتی فلنج‌ها را کاهش دهند.