Výber materiálu ventilu je rozhodujúci pre jeho výkon, uplatniteľné scenáre a životnosť služieb. Nasledujúce podrobnosti o rozdieloch medzi liatinou, uhlíkovou oceľou a liatej oceľ na základe vlastností materiálu, rozdielov vo výkone a scenárov aplikácií:
Porovnanie materiálovej nehnuteľnosti
Liatina má obsah uhlíka 2%- 4%, vysoký obsah kremíka a mnoho nečistôt. Po topení sa priamo odlieva, takže proces je jednoduchý. Je krehký, odolný voči opotrebeniu a má vysokú pevnosť v tlaku, má však nízku pevnosť v ťahu, zlý odolnosť voči šoku a vibrácií a priemernú odolnosť proti korózii.
Uhlíková oceľ má obsah uhlíka 0,02%-2,11%, čo sa skladá predovšetkým zo železa a uhlíka. Vytvára sa z ingotov prostredníctvom tlakových procesov, ako je valcovanie a kovanie. Ponúka dobrý celkový výkon, s rovnováhou sily, ťažkosti a húževnatosti, dobrého zvárateľnosti a machináovateľnosti, ale zlá odolnosť proti korózii.
Cast oceľ má obsah uhlíka 0,15%- 0,6%, má málo nečistôt, odlieva z roztavenej ocele a na zlepšenie vlastností je potrebné tepelné ošetrenie. Má vysokú pevnosť, dobrú tvrdosť a odolnosť proti nárazu. Zliatie (napríklad pridanie chrómu alebo niklu) môže zvýšiť koróziu a rezistenciu na vysokú teplotu.
Kľúčové rozdiely vo výkone
1. Mechanické vlastnosti
Sila a tvrdosť
Liatina: Vysoká pevnosť v tlaku (napr. Šedá liatina má pevnosť v tlaku 200-400 MPa), ale nízka pevnosť v ťahu (iba 100 až 250 MPa), zlá húževnatosť a náchylná k zlomeniu pod nárazom.
Uhlíková oceľ: Pevnosť v ťahu sa zvyšuje so zvyšujúcim sa obsahom uhlíka (napr. Oceľ Q235 má pevnosť v ťahu približne 370-500 MPa, zatiaľ čo 45 oceľ môže dosiahnuť viac ako 600 MPa). Má tiež dobrú plasticitu a húževnatosť a vydrží určitú deformáciu.
Odliata oceľ: Pevnosť v ťahu je zvyčajne 450-800 MPa a jej húževnatosť je výrazne lepšia ako liatina (napr. ZG230-450 Cast Ocele má predĺženie až 22%), čo ju robí vhodnými pre dynamické zaťaženie.
Odpor
Liatina (najmä opotrebenie - odolné liatinové liatinové) obsahuje grafit, ktorý má nízky koeficient trenia a vynikajúci odpor opotrebovania voči bežnej uhlíkovej ocele a liatej ocele. Často sa používa v aplikáciách, ktoré si vyžadujú redukciu trenia (napr. Povrchy tesnenia tela ventilu).
2. Odolnosť proti korózii
Liatina: grafit v matrici ľahko tvorí mikrokocelky, čo vedie k priemernej odolnosti proti korózii. Vyžaduje sa povrchové povlaky (napríklad farba alebo galvanizácia) alebo korózia - odolné liatinové liatinové liatina (napríklad vysoké - kremíkové liatinové liatinové).
Uhlíková oceľ: Rustí sa ľahko a rýchlo koroduje vo vlhkých, kyslých alebo alkalických prostrediach. Vyžadujú sa ďalšie ošetrenie na ochranu proti korózii (ako je elektrotechnický alebo epoxidový povlak).
Odliata oceľ: Bežná liate oceľ má podobný odpor korózie voči uhlíkovej ocele, ale liatina z nehrdzavejúcej ocele (napríklad CF8 a CF3M) sa môže vytvoriť pridaním zliatinových prvkov (ako je CR a NI), aby sa významne zlepšila odolnosť proti korózii.
3. Vysoký - teplotný odpor
Liatina: Šedá liatina má zlý tepelný odpor (dlhá - termín prevádzková teplota menšia alebo rovná 300 stupňom). Ductile železo môže mať mierne vyšší tepelný odpor (menší alebo rovný 400 stupňov), ale je náchylné na oxidáciu pri vysokých teplotách.
Uhlíková oceľ: Bežná uhlíková oceľ má dlhú - termín prevádzkovú teplotu menšiu alebo rovnú 450 stupňu. Jeho pevnosť výrazne klesá pri vysokých teplotách, takže sa vyžaduje teplo - odolná oceľ (napríklad 15CRMO).
Cast Ocel: Prostredníctvom legovania môže odolávať vysokým teplotám (napr. ZG1CR1CR18NI9TI z nehrdzavejúcej oceľovej ocele, ktorá vydrží teploty presahujúce 800 stupňov), vďaka čomu je vhodná pre teplotné médiá s vysokým obsahom- (napr. Para a horúci olej).
4. Spracovateľnosť
Liatina: Ponúka vynikajúce vlastnosti liatia a dobrú plynulosť, čo umožňuje zložité formovanie (napr. Telo ventilov s chladičmi). Má však zlú machinabilitu (tvrdosť a krehkosť) a zvárateľnosť (náchylné na praskanie).
Uhlíková oceľ: Ponúka vynikajúce kovanie, zváranie a stroj schopnosti, čo uľahčuje vytváranie rôznych tvarov (napr. Príruby a závitové spojenia), vďaka čomu je vhodná pre aplikácie vyžadujúce časté montáž a demontáž.
Odliatok: Proces odlievania je zložitejší ako liatina (vyžaduje si kontrolovanú teplotu liatia a rýchlosť chladenia), ale jej vlastnosti sa môžu zlepšiť tepelným spracovaním (napr. Normalizácia a temperovanie), čo vedie k vynikajúcej zvárateľnosti v porovnaní s liatinou.
Porovnanie aplikácií
1. Liatinové ventily
Aplikačný scenár:
Nízky - tlak, statický alebo malý - potrubia (napr. DN menšie alebo rovné 300 mm), s korozívnymi alebo mierne korozívnymi kvapalinami, ako je voda a olej.
Typické ventily: bránové ventily, glóbusové ventily a kontrolné ventily (bežne používané v prívode a odtoku vody a vykurovacie systémy).
Výhody: Nízke náklady, ľahké odlievanie a dobrý odpor opotrebenia.
Nevýhody: nemožno sa použiť pri vysokom - tlaku, náraze alebo korozívnych prostrediach.
2. Ventily uhlíkovej ocele
Príslušné aplikácie:
Médium - a vysoké - tlakové potrubia (napr. PN menšie alebo rovné 16 MPa), médiá ako vzduch, olej a plyn, ktoré musia vydržať určité tlaky a vibrácie (napr. Priemyselné potrubia a tepelné systémy).
Typické ventily: guľové ventily, motýľové ventily a bezpečnostné ventily (napr. Ventily vyrobené z ocele Q235 a 20#).
Výhody: Vysoká pevnosť, vyvážený celkový výkon a mierne náklady na spracovanie.
Nevýhody: neprimeraná odolnosť proti korózii, ktorá si vyžaduje pravidelnú ochranu proti korózii.
3. Odliate oceľové ventily
Príslušné aplikácie:
Vysoký - tlak, vysoký - teplota, vysoký - náraz alebo komplexné prevádzkové podmienky (napr. PN väčšie alebo rovné 25 MPa, teplota väčšia alebo rovná 450 stupňom) alebo aplikácie vyžadujúce odolnosť proti korózii (napr. Nerezová oceľ).
Typické ventily zahŕňajú ventily elektrárne (ako sú bránové ventily a guľôčkové ventily), chemické ventily (napríklad guľové ventily z nehrdzavejúcej ocele) a morské inžinierske ventily.
Výhody: vysoká sila, dobrá tvrdosť a prispôsobivosť na extrémne prostredie prostredníctvom zliatiny.
Nevýhody: Vysoké náklady a komplexný proces odlievania.
Zhrnutie a výberové odporúčania
Liatina: Nízke náklady, nízky tlak: lacný, s vynikajúcimi vlastnosťami liatia spĺňa základné tesnenie a tlak - požiadavky na ložisko.
Carbon Steel: Vhodné pre médium - a vysoké - tlakové aplikácie, konvenčné médiá. Ponúka rovnováhu sily a tvrdosti, je ľahko spracovateľný a ponúka vysoké náklady- efektívnosť.
Cast oceľ (zliatina): Vhodné pre aplikácie vysokého tlaku, vysokej teploty a korózie. Legovanie môže zlepšiť pevnosť, vysoký - teplotný odpor a odolnosť proti korózii, vďaka čomu je vhodný pre zložité prevádzkové podmienky.