Výběr materiálu ventilu je zásadní pro jeho výkon, použitelné scénáře a životnost. Následující podrobnosti o rozdílech mezi litinou, uhlíkovou ocelí a odlivovou ocelí na základě vlastností materiálu, rozdílů v oblasti výkonu a aplikačních scénářích:
Porovnání materiálu
Litina má obsah uhlíku 2%- 4%, vysoký obsah křemíku a mnoho nečistot. Po tání je přímo obsazen, což usnadňuje proces. Je křehký, odolný vůči opotřebení a má vysokou pevnost v tlaku, ale má nízkou pevnost v tahu, špatný šok a vibrační odolnost a průměrnou odolnost proti korozi.
Uhlíková ocel má obsah uhlíku 0,02%-2,11%, primárně složený z železa a uhlíku. Vytváří se z ingotů přes tlakové procesy, jako je válcování a kování. Nabízí dobrý celkový výkon, s rovnováhou síly, tažnosti a houževnatosti, dobrou svařovatelnost a machinabilita, ale špatná odolnost proti korozi.
Odlitková ocel má obsah uhlíku 0,15%- 0,6%, má jen málo nečistot, je odlévá z roztavené oceli a vyžaduje tepelné zpracování ke zlepšení vlastností. Má vysokou pevnost, dobrou houževnatost a odolnost proti nárazu. Svícení (jako je přidání chromu nebo niklu) může zvýšit korozi a vysokoteplotní odolnost.
Klíčové rozdíly ve výkonu
1. Mechanické vlastnosti
Síla a houževnatost
Litina: Vysoká pevnost v tlaku (např. Šedá litina má pevnost v tlaku 200-400 MPa), ale nízká pevnost v tahu (pouze 100-250 MPa), špatná houževnatost a náchylná k zlomeninům pod nárazem.
Uhlíková ocel: Pevnost v tahu se zvyšuje se zvyšujícím se obsahem uhlíku (např. Ocel Q235 má pevnost v tahu přibližně 370–500 MPa, zatímco 45 oceli může dosáhnout více než 600 MPa). Má také dobrou plasticitu a houževnatost a vydrží určitou deformaci.
Odlitková ocel: Pevnost v tahu je obvykle 450-800 MPa a jeho houževnatost je výrazně lepší než litina (např. Odlitková ocel ZG230-450 má prodloužení až 22%), což je vhodné pro dynamické zatížení nesoucích.
Nosit odpor
Litina (zejména opotřebení - odolné litiny) obsahuje grafit, který má nízký koeficient tření a odolnost proti opotřebení s obyčejnou uhlíkovou ocelí a odlitou ocel. Často se používá v aplikacích vyžadujících redukci tření (např. Těsnicí povrchy tělesa ventilu).
2. odolnost proti korozi
Litina: Grafit v matrici snadno tvoří mikrobuněky, což má za následek průměrnou odolnost proti korozi. Povrchové povlaky (jako je barva nebo galvanizující) nebo koroze - jsou vyžadována odolná litinová železa (jako je vysoká - křemíková litina).
Uhlíková ocel: RESS snadno a rychle koroduje ve vlhkém, kyselém nebo alkalickém prostředí. Vyžadují se další ošetření ochrany proti korozi (jako je elektroplatací nebo epoxidový povlak).
Odlitková ocel: Obyčejná odlitková ocel má podobnou odolnost proti korozi na uhlíkovou ocel, ale odlitková ocel z nerezové oceli (jako je CF8 a CF3M) může být vytvořena přidáním letinových prvků (jako je Cr a Ni), aby se výrazně zlepšila odolnost proti korozi.
3. Vysoká - teplotní odpor
Litina: Šedá litina má špatnou tepelnou odolnost (dlouhý - termín provozní teplota menší nebo rovná 300 stupňů). Tažné železo může mít mírně vyšší odolnost proti teplu (menší než nebo rovna 400 stupňů), ale je náchylná k oxidaci při vysokých teplotách.
Uhlíková ocel: Obyčejná uhlíková ocel má dlouhý - termín provozní teplota menší nebo rovna 450 stupňů. Při vysokých teplotách se jeho pevnost výrazně snižuje, takže je vyžadována rezistentní ocel ({3}}.
Odlévá ocel: Prostřednictvím letin vydrží vysoké teploty (např. ZG1CR18NI9TI Nerezová ocel, listová ocel vydrží teploty přesahující 800 stupňů), což je vhodné pro teplotní média s vysokou - (např. Steam a horký olej).
4. Zpracovatelnost
Litina: Nabízí vynikající obsazení vlastností a dobrou plynulost, což umožňuje složité formování (např. Tělesa chlopně s chladicími dřezy). Má však špatnou majitelnost (tvrdost a křehkost) a svařovatelnost (náchylná k praskání).
Uhlíková ocel: Nabízí vynikající kování, svařování a majitelnost, což usnadňuje tvorbu do různých tvarů (např., Příruby a závitem), což je vhodné pro aplikace vyžadující časté sestavení a demontáž.
Odlévá ocel: Proces lití je složitější než litina (vyžadující kontrolovanou teplotu lití a rychlost chlazení), ale jeho vlastnosti lze zlepšit tepelným zpracováním (např. Normalizace a temperování), což má za následek vynikající svařovatelnost ve srovnání s litinou.
Porovnání aplikací
1. litinové ventily
Scénář aplikace:
Nízký - tlak, statický nebo malý - průměry potrubí (např. DN menší nebo rovna 300 mm), s ne - korozivní nebo mírně korozivní tekutiny, jako je voda, pára a olej.
Typické ventily: brány ventily, glóbové ventily a kontrolní ventily (běžně používané při přívodu a drenáži vodě a topných systémech).
Výhody: nízké náklady, snadné obsazení a dobrý odpor opotřebení.
Nevýhody: Nelze použít ve vysokém - tlaku, dopadu nebo korozivním prostředí.
2. uhlíkové ocelové ventily
Použitelné aplikace:
Střední - a vysoké - Tlakové potrubí (např. Pn menší nebo rovna 16 MPa), médium, jako je vzduch, pára, olej a plyn, které musí vydržet určité tlaky a vibrace (např. Průmyslové potrubí a tepelné systémy).
Typické ventily: kulové ventily, motýlí ventily a bezpečnostní ventily (např. Ventily vyrobené z q235 a 20# oceli).
Výhody: Vysoká pevnost, vyvážený celkový výkon a mírné náklady na zpracování.
Nevýhody: Nedostatečná odolnost proti korozi, vyžadující pravidelnou ochranu proti korozi.
3. lité ocelové ventily
Použitelné aplikace:
Vysoký - tlak, vysoký - teplota, vysoký - dopad nebo komplexní provozní podmínky (např. Pn větší nebo rovna 25 MPa, teplota větší než nebo rovná 450 stupňů) nebo aplikace vyžadující odolnost proti korozi (nerezová ocel a odlivová ocel).
Mezi typické ventily patří ventily elektrárny (jako jsou brány a ventily glóbu), chemické ventily (jako jsou kuličky z nerezové oceli) a offshore inženýrské ventily.
Výhody: Vysoká síla, dobrá houževnatost a přizpůsobivost extrémním prostředím prostřednictvím zvržení.
Nevýhody: Vysoké a komplexní proces odlévání.
Shrnutí a doporučení výběru
Litina: nízký náklad, nízký tlak: levný, s vynikajícími odlévacími vlastnostmi, splňuje základní pečeť a tlak - Požadavky na ložisko.
Uhlíková ocel: Vhodné pro střední - a vysoké - tlakové aplikace, konvenční média. Nabízí rovnováhu síly a houževnatosti, je snadno zpracovatelné a nabízí vysokou cenu - účinnost.
Odlitková ocel (slitina): Vhodné pro vysoký tlak, vysokou teplotu a korozní aplikace. Sligování může zlepšit sílu, vysokou - odolnost proti teplotě a odolnost proti korozi, což je vhodné pro složité provozní podmínky.