Wybór materiału zasuwy zależy wyłącznie od dopasowania właściwości chemicznych i fizycznych zaworu do medium, temperatury roboczej i ciśnienia systemu rurociągów, aby zapobiec korozji i uszkodzeniom konstrukcji. Niewłaściwy wybór metalu lub gumy wiąże się z ryzykiem katastrofalnych wycieków, awarii systemu i zagrożeń dla bezpieczeństwa, których można by uniknąć, stosując proste rozwiązanie. sprawdzenie zgodności.
Wybór zaworu z półki może wydawać się prosty, ale stawka jest wysoka. Zawory przemysłowe to żołnierze na pierwszej linii frontu w Twojej firmie. Wytrzymują ogromne ciśnienie i niebezpieczne chemikalia. Jeśli dokonasz właściwego wyboru, będziesz spać spokojnie. Jeśli popełnisz błąd, skończysz z skorodowanym materiałem lub uszkodzoną uszczelką. Ten poradnik przedstawia złożony świat metalurgii i polimerów w formie praktycznych porad.
Podstawa: Materiał korpusu zaworu zasuwowego
Korpus to powłoka ciśnieniowa, a jego materiał decyduje o ogólnym ciśnieniu i temperaturze znamionowej urządzenia. Twój wybór stanowi punkt odniesienia dla całego zaworu.
W przypadku zastosowań wymagających konstrukcji ze staliwa, konsultacja naszego obszernego przewodnika dotyczącego norm i specyfikacji zasuw ze staliwa zapewnia zgodność z normami branżowymi i optymalną wydajność materiału.
Żeliwo
Stanowi ekonomiczne rozwiązanie. Jest sztywne, tanie i doskonale sprawdza się w przypadku wody, ścieków i pary niskociśnieniowej. Ma jednak szczęki wykonane ze szkła. Żeliwo jest kruche. Nie znosi wstrząsów termicznych ani uderzeń hydraulicznych. Jeśli rury będą się trząść i stukać, lub jeśli temperatura gwałtownie wzrośnie, żeliwo może pęknąć.
Stal węglowa (WCB)
Stal WCB to „koń roboczy” przemysłu naftowego i gazowego. Zawór w rafinerii jest prawdopodobnie wykonany ze stali węglowej. Ten materiał, z którego wykonany jest korpus zaworu zasuwowego, jest wytrzymały, ciągliwy i wytrzymuje wysokie temperatury do 800 stopni Fahrenheita (400°C). Nie pęka łatwo pod wpływem naprężeń. Wadą jest rdza. Bez powłoki ochronnej ma słabą odporność na korozję wywołaną przez wodę i substancje chemiczne.
Stal nierdzewna (CF8M)
CF8M to rozwiązanie, gdy korozja jest Twoim wrogiem. Jeśli transportujesz produkty spożywcze, kwasy lub zwykłą wodę, które muszą pozostać czyste, stal nierdzewna to standard. Tworzy pasywną warstwę tlenku, która regeneruje się sama, zapobiegając rdzewieniu.
Stopy specjalne
Ten materiał sprawdza się w ekstremalnych warunkach. Stale dupleksowe, monel i inconel są stosowane w przypadku wody morskiej lub silnie kwaśnych gazów. Są drogie, ale wytrzymują tam, gdzie standardowa stal nierdzewna uległaby zniszczeniu w ciągu kilku tygodni.
Nie zapomnij o pokrywie: materiał osłony zaworu zasuwowego
Pokrywa zakrywa górny otwór korpusu zaworu i musi być dopasowana do materiału korpusu, aby zapewnić integralność strukturalną i zapobiec korozji galwanicznej. Rzadko się je łączy. Jeśli korpus jest wykonany ze stali węglowej, materiał pokrywy zaworu zasuwowego również powinien być ze stali węglowej.
W pokrywie znajduje się trzpień i uszczelnienie, co czyni ją krytyczną granicą ciśnienia. W wielu konstrukcjach wysokociśnieniowych pokrywa jest przykręcana lub uszczelniana ciśnieniowo. Użycie słabszego materiału w tym miejscu tworzy słaby punkt, który może ulec uszkodzeniu. Zawsze upewnij się, że certyfikat materiałowy pokrywy jest zgodny ze specyfikacją korpusu.
Uszczelnienie: materiał siedziska zaworu zasuwowego
Gniazdo jest miejscem, w którym następuje faktyczne zamknięcie zaworu, co czyni je najbardziej podatnym na zużycie elementem zaworu. To tutaj należy dokonać wyboru między miękkim a metalowym gniazdem.
Miękkie siedzenia wykorzystują elastomery lub polimery. Zapewniają one szczelność bąbelkową, co doskonale sprawdza się w przypadku czystych cieczy i gazów.
- EPDM:Doskonały do stosowania w kontakcie z wodą i parą, ale rozpuszcza się w kontakcie z olejem.
- PTFE (teflon):Król odporności chemicznej. Radzi sobie z prawie wszystkim, ale jest stosunkowo miękki i może zostać uszkodzony przez ostre odłamki.
Metalowe gniazda są wymagane w przypadku przepływów ściernych lub wysokotemperaturowych. Gniazda zaworów zasuwowych wykonane z prostej stali szybko by się zużyły. Zamiast tego producenci stosują napawanie. Stellit to stop kobaltu i chromu, często spawany do pierścieni gniazd. Jest niezwykle twardy i odporny na efekt “ciągnięcia drutu”, który polega na tym, że para o dużej prędkości wycina kanały w metalu. Jeśli masz do czynienia z osadem, piaskiem lub parą pod wysokim ciśnieniem, potrzebujesz metalowych gniazd.
Uszczelnienie trzpienia: materiał uszczelniający zaworu zasuwowego
Uszczelnienie zapobiega przedostawaniu się cieczy do wnętrza rury i wyciekaniu do pomieszczenia. To podstawowa ochrona przed emisjami ulotnymi.
Grafit jest standardowym materiałem uszczelniającym zasuwy do zastosowań w wysokich temperaturach i w warunkach ognioodpornych. Grafit wytrzymuje intensywne ciepło bez topienia się. Jest to prawdopodobnie najlepszy wybór w przypadku pary wodnej i węglowodorów. Jednak grafit wymaga większej siły do uszczelnienia i powoduje tarcie na trzpieniu.
Uszczelnienia PTFE są stosowane w przypadku żrących substancji chemicznych, w których grafit mógłby reagować lub zanieczyszczać płyn. Są śliskie, co ułatwia obrót zaworu, ale nie są odporne na ogień. W przypadku pożaru PTFE topi się, a zawór przecieka.
Nowoczesne normy emisji często wymagają stosowania zestawów uszczelnień niskoemisyjnych. Są to specjalnie zaprojektowane połączenia, czasami wykorzystujące grafit wzmocniony włóknem węglowym, które zapobiegają przedostawaniu się lotnych związków organicznych (LZO) do atmosfery.
Zasady ruchu drogowego: Specyfikacja materiałów zaworów zasuwowych
Nie można po prostu prosić o “stal”. Trzeba posługiwać się językiem norm, a konkretnie kodeksów ASTM (Amerykańskiego Towarzystwa Badań i Materiałów).
Jeśli spojrzysz na kartę specyfikacji materiałowej zaworu zasuwowego, zobaczysz kody takie jak A216 WCB lub A351 CF8M.
- A216 WCB: Odlew ze stali węglowej.
- A351 CF8: Odlew ze stali nierdzewnej 304.
- A351 CF8M: Odlew ze stali nierdzewnej 316.
- A105: Kuta stal węglowa (do mniejszych zaworów).
Zrozumienie tych kodów gwarantuje, że otrzymasz dokładnie to, za co zapłaciłeś. Zawór “nierdzewny” może być wykonany ze stali 304 lub 316. Różnica polega na dodaniu molibdenu do stali 316, co drastycznie poprawia odporność na chlorki (takie jak sól). Jeśli zamówisz stal 304 do środowiska morskiego, będzie ona rdzewiała. Karta specyfikacji technicznej stanowi Twoją umowę.
Materiały wykończeniowe: ukryta zmienna
“Wykończenie” odnosi się do wewnętrznych części stykających się z medium: trzonu, powierzchni siedziska i powierzchni klina. API (Amerykański Instytut Naftowy) stworzył “Numery wykończeniowe”, aby uprościć wybór materiału zaworu zasuwowego.
Na przykład “Trim 1” to gniazda ze stali nierdzewnej 410 z trzonem 410. Jest to uniwersalne wykończenie do silników naftowych i gazowych. “Trim 5” to gniazda z powierzchnią stellitową. “Trim 8” to wykończenie uniwersalne (Stellite i stal nierdzewna 410), obejmujące szeroki zakres zastosowań. Korzystanie z tabeli wykończenia API pozwala uniknąć konieczności określania każdej pojedynczej śruby wewnętrznej i pierścienia. Wystarczy podać numer wykończenia, a producent zna wymaganą twardość i skład.
Równanie kosztów i długości życia
Tańsze materiały kosztują więcej w dłuższej perspektywie, jeśli ulegną przedwczesnemu uszkodzeniu. Zawór żeliwny kosztuje ułamek ceny zaworu ze stali nierdzewnej. Ale jeśli umieścisz ten żeliwny zawór w lekko kwaśnym środowisku, będziesz go wymieniać co sześć miesięcy. Koszt robocizny związanej z zamknięciem linii, opróżnieniem rury, odkręceniem starego zaworu i zainstalowaniem nowego minimalizuje początkową różnicę w cenie.
Jednak przesadne specyfikacje to również marnotrawstwo. Nie potrzebujesz zaworu ze stali nierdzewnej Duplex z wykończeniem Inconel do linii wody lodowej. To jak kupowanie zbiornika, żeby pojechać do sklepu spożywczego. Przemyślany dobór materiału na zasuwę pozwala znaleźć idealne rozwiązanie, gdzie materiał jest wystarczająco dobry, aby wytrzymać cały okres użytkowania systemu, ale nie na tyle egzotyczny, aby przekraczał budżet.
Typowe pułapki, których należy unikać
Jednym z poważnych błędów jest ignorowanie kompatybilności materiału uszczelnienia zaworu zasuwowego. Użytkownicy skupiają się głównie na korpusie i gniazdach, ale zapominają o uszczelnieniu. Jeśli uszczelnienie ulegnie uszkodzeniu, zawór może nadal zatrzymać przepływ, ale spowoduje to wyciek niebezpiecznego płynu na podłogę.
Kolejną pułapką jest lekceważenie ograniczeń temperaturowych materiału siedziska zaworu zasuwowego. Teflon (PTFE) jest znakomity, ale szybko traci wytrzymałość powyżej 200°C. Jeśli temperatura w procesie wzrośnie do 260°C, siedzisko ulegnie deformacji, a zawór nigdy nie będzie już szczelny.
Dostosuj idealny zawór do swojego projektu! Uzyskaj wycenę i zapoznaj się z naszymi niestandardowymi opcjami.
