밸브 바디 소재 호환성
밸브에 적합한 재료를 선택하는 방법
밸브 소재를 선택할 때 고려해야 할 요소가 몇 가지 있습니다. 첫째, 어떤 매체를 처리할 것인지 고려해야 합니다. 소재는 일반적으로 라인에 존재하는 매체와 라인 또는 밸브 주변의 외부 환경으로 유입될 수 있는 매체를 견딜 수 있어야 합니다.
그러면 다음 사항도 고려해야 합니다.
* 귀하의 응용 프로그램의 특정 요구 사항
*공정 조건
* 및 호환성 요구 사항
재료 선택은 장기적인 성능, 신뢰성, 안전성을 보장하는 데 중요합니다.
밸브 바디와 씰(다이어프램, O-링)의 재료 선택은 액체나 가스의 종류, 농도, 압력, 온도에 따라 결정됩니다. 많은 조건이 재료 선택에 영향을 미칠 수 있습니다. 최종 재료를 선택하기 전에 온도, 압력, 화학 물질 농도를 신중하게 고려해야 합니다.
밸브 바디 소재 호환성
밸브 바디의 가장 일반적인 바디 소재는 황동, 스테인리스 스틸, 나일론입니다. 황동은 솔레노이드 밸브에 가장 인기 있는 소재입니다. 매우 견고하고 많은 화학 물질에 강하지만 예를 들어 해수나 증류수에는 적합하지 않습니다. 스테인리스 스틸은 해수와 같은 부식성 매체에 권장됩니다. 게다가 내마모성이 있어 집중적인 사용에 매우 적합합니다. 나일론은 가장 저렴한 변형이며 기계적 특성이 좋으며 많은 매체에 적합합니다.
화학
밸브 재료와 화학 물질의 호환성은 관련된 특정 화학 물질에 따라 다를 수 있습니다. 일부 재료는 부식될 수 있습니다(예: 녹). 어떤 재료가 적합한지는 취급할 액체나 가스로 인한 부식에 얼마나 강한지에 따라 달라집니다. 그러나 특정 재료는 일반적인 내화학성 특성으로 인해 일반적으로 사용됩니다.
우리는 화학 응용 분야를 위한 여러 밸브 소재를 제공합니다. 다음은 그 중 일부와 일반적인 화학적 호환성입니다.
스테인리스강 (EN 1.4408 및 1.4409) : 스테인리스강은 뛰어난 내식성으로 인해 널리 사용됩니다. 황산, 염산과 같은 산, 알칼리, 유기 용매 및 다양한 부식성 유체를 포함한 광범위한 화학 물질과 호환됩니다.
티타늄은 염수나 화학 물질 등에 함유된 염화물에 강한 소재입니다. 티타늄은 가격이 비싸지만, 가벼운 무게 덕분에 운송, 운영 및 유지 보수 비용을 절감할 수 있습니다.
내산강 (EN 1.4409, EN 1.4408) 과 같은 강철 합금은 매우 흔하게 사용되지만, 더 높은 내식성을 위해서는 염화물 농도가 낮은 환경(예: 저온 해수)에서는 듀플렉스강 , 슈퍼듀플렉스강 , 904L 또는 254와 같은 SMO 등급 의 강재로도 충분할 수 있습니다. 탄소강과 주철은 고가의 내산강과는 달리 산업 환경에서 빠르게 부식됩니다.
하스텔로이: 하스텔로이 합금(예: 하스텔로이 C276)은 강산, 강알칼리, 산화제 및 가혹한 환경을 포함한 광범위한 부식성 화학 물질에 대한 탁월한 내성을 제공합니다. 이러한 합금은 까다로운 화학 공정 분야에 널리 사용됩니다.
가스
밸브 소재의 가스 호환성은 취급하는 특정 가스에 따라 달라집니다. 예를 들어 헬륨은 분리하기 매우 어려운 가스입니다. 수소 원자가 소재에 강제로 들어가 내부에서 밸브를 손상시키는 과정을 수소 취성이라고 합니다. 따라서 헬륨은 씰을 고정하기 위해 밸브에 적합한 소재가 필요합니다.
독성 가스 또는 대기에 기후 영향을 미치는 가스의 누출은 모든 산업에서 문제입니다. ISO 15848-1 및 VDI 2440(TA-luft)에 따른 휘발성 배출 표준을 충족하는 밸브를 사용하면 문제를 피하거나 제한할 수 있습니다.
다음은 밸브에 사용하는 일부 소재와 가스와의 일반적인 호환성입니다.
스테인리스강 (EN 1.4408 및 1.4409): 스테인리스강 밸브는 일반적으로 불활성 가스, 탄화수소 및 비부식성 가스를 포함한 광범위한 가스와 호환됩니다. 스테인리스강은 내식성이 우수하며 고압 및 고온 가스 환경에도 견딜 수 있습니다. 또한, 수소 취성에 대한 저항성이 매우 높아 수소 가스 응용 분야에 안전하고 신뢰할 수 있는 선택입니다.
하스텔로이 : 하스텔로이 C276과 같은 하스텔로이 합금은 산성 또는 알칼리성 가스를 포함한 부식성 가스에 대한 내성이 매우 뛰어납니다. 이러한 합금은 높은 내식성이 요구되는 까다로운 가스 처리 분야에 널리 사용됩니다.
듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스: 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 재질(예: SAF 2205, SAF 2507)은 부식성이 강한 환경에서 탁월한 내식성을 제공하여 부식성 가스 취급에 적합합니다. 이러한 재질은 공식, 틈새 부식 및 응력 부식 균열에 대한 저항성이 뛰어납니다. 듀플렉스 및 슈퍼 듀플렉스 밸브는 염화물 함량이 높거나 산성 가스가 발생하는 해양, 화학 및 석유/가스 분야에서 일반적으로 사용됩니다.
904L: 904L은 황산, 인산 및 기타 산성 가스를 포함한 다양한 부식성 매체에 대한 탁월한 내성으로 잘 알려진 고합금 오스테나이트 스테인리스강입니다. 우수한 강도와 인성을 제공하여 부식성 가스가 존재하는 가스 산업, 화학 산업, 펄프 및 제지 산업 분야에 적합합니다.
254SMO: 254SMO(EN 1.4547)는 초오스테나이트계 스테인리스강으로, 황산, 염산, 아세트산 등 다양한 부식성 가스에 대한 탁월한 내성을 나타냅니다. 또한 가혹한 환경에서도 공식, 틈새 부식, 응력 부식 균열에 대한 저항성이 매우 뛰어납니다. 254SMO 밸브는 화학, 펄프 및 제지, 해양 플랜트 산업 등 다양한 분야에서 널리 사용됩니다.
티타늄* : 티타늄은 습식 염소, 염산 및 다양한 유기 화합물을 포함한 광범위한 부식성 가스에 대한 내성이 매우 뛰어납니다. 또한 공식 및 틈새 부식에 대한 저항성이 탁월하며 고온에서도 그 특성을 유지합니다. 티타늄 밸브는 극한의 내식성이 요구되는 화학 산업, 석유화학 공장 및 기타 환경에서 사용됩니다.
*티타늄에는 여러 등급이 있습니다. 등급은 티타늄의 다양한 합금 또는 구성을 나타내며 숫자 또는 영숫자 코드로 지정되며 각각 특정 구성과 속성 세트를 나타냅니다. 밸브에는 5등급이 가장 많이 사용되지만 2등급도 사용됩니다. 등급 선택은 응용 프로그램의 특정 요구 사항에 따라 달라집니다.
밸브 및 피팅에 사용되는 금속
알루미늄은 비철금속으로 매우 가벼우며, 강철 무게의 약 3분의 1에 불과합니다. 알루미늄은 대기 부식에 대한 저항성이 뛰어나지만, 다른 금속과 반응성이 매우 높습니다. 밸브에서 알루미늄은 주로 핸들이나 식별 태그와 같은 외부 마감 부품으로 사용됩니다.
구리 — 단조 구리 소재의 가장 중요한 특성으로는 열전도율, 전기전도율, 내식성, 내마모성 및 연성이 있습니다. 단조 구리는 고온 환경에서도 우수한 성능을 발휘하며 납땜이나 브레이징으로 쉽게 접합할 수 있습니다. 단조 구리는 주로 부속품에 사용됩니다.
청동 — 청동기 시대에 개발된 최초의 합금 중 하나인 청동은 압력 등급이 있는 청동 밸브 및 부속품의 업계 표준으로 널리 인정받고 있습니다. 청동은 순수 구리보다 강도가 높고 주조가 용이하며 가공성이 뛰어나고 납땜이나 브레이징으로 접합이 매우 쉽습니다. 청동은 공식 부식에 대한 저항성이 매우 높지만, 대부분의 화학 물질에 대한 내성은 순수 구리보다 떨어집니다.
실리콘 청동 — 구리와 같은 연성을 지니면서도 훨씬 뛰어난 강도를 자랑합니다. 실리콘 청동의 내식성은 구리와 같거나 그 이상입니다. 압력 밸브의 스템 재질로 흔히 사용되는 실리콘 청동은 일반 황동보다 응력 부식 균열에 대한 저항성이 뛰어납니다.
알루미늄 청동 — 버터플라이 밸브에 가장 널리 사용되는 디스크 재질인 알루미늄 청동은 열처리가 가능하며 강철만큼 강도가 높습니다. 노출된 표면에 알루미늄 산화물 층이 형성되어 내식성이 매우 뛰어납니다. pH가 높은 습식 시스템에는 권장되지 않습니다. 황동 — 일반적으로 내식성이 우수합니다. 특정 용도에서는 탈아연화 현상이 발생할 수 있으며, 가공성이 뛰어납니다. 단조 황동은 주로 볼 밸브 스템과 볼, 그리고 철 밸브 스템에 사용됩니다. 단조용 황동은 볼 밸브 본체와 엔드 피스에 사용됩니다.
회주철 — 철, 탄소, 규소의 합금으로 주조가 용이하며 주조 상태에서 우수한 압력 기밀성을 나타냅니다. 회주철은 감쇠 특성이 뛰어나고 가공성이 우수합니다. 125급 및 250급 주철 밸브의 본체와 덮개에 사용되는 표준 소재입니다. 회주철은 특정 환경에서 강철보다 우수한 내식성을 가지고 있습니다.
연성 주철 — 회주철과 유사한 조성을 가지고 있습니다. 특수 처리를 통해 야금학적 구조가 변형되어 기계적 특성이 향상됩니다. 일부 등급은 연성을 개선하기 위해 열처리됩니다. 연성 주철은 회주철과 유사한 주조 기술을 사용하여 강철과 같은 강도를 가집니다. 탄소강 — 매우 우수한 기계적 특성을 가지며, 응력 부식 및 황화물에 대한 저항성이 뛰어납니다. 탄소강은 고온 및 저온 강도가 우수하고, 인성이 매우 높으며, 피로 강도가 탁월합니다. 주로 최대 850°F(약 400°C)의 온도 범위에서 사용되는 게이트 밸브, 글로브 밸브, 체크 밸브 및 1피스, 2피스, 3피스 볼 밸브에 사용됩니다.
3% 니켈 함유 철 — 회주철 및 연성주철보다 향상된 내식성을 제공합니다. 고온 내식성과 기계적 특성이 우수하며, 산화 환경에 대한 저항성이 매우 뛰어납니다.
니켈 도금 연성 주철 — 니켈 코팅은 화학 공정 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 이러한 코팅은 50~225ksi의 매우 높은 인장 강도를 가지고 있습니다. 재료의 경도는 어느 정도 내마모성과 내구성을 나타내는 지표입니다. 니켈 도금은 버터플라이 밸브의 디스크 코팅으로 널리 사용됩니다.
400 시리즈 스테인리스강은 철, 탄소, 크롬의 합금입니다. 마르텐사이트 구조와 철 함량 때문에 일반적으로 자성을 띕니다. 400 시리즈 스테인리스강은 고온 산화에 대한 저항성이 뛰어나며 탄소강보다 물리적 및 기계적 특성이 우수합니다. 대부분의 400 시리즈 스테인리스강은 열처리가 가능합니다. 밸브에서 가장 일반적인 용도는 버터플라이 밸브의 스템 재질과 주강 밸브의 백시트 부싱 및 웨지입니다.
316 스테인리스강은 철, 탄소, 니켈, 크롬의 합금입니다. 비자성 스테인리스강으로 400SS보다 연성이 뛰어납니다. 오스테나이트 구조를 가진 316 스테인리스강은 광범위한 환경에서 매우 우수한 내식성을 보이며, 응력 부식 균열에 강하고 열처리에도 영향을 받지 않습니다. 밸브에서 가장 흔하게 사용되는 재질은 스템, 본체, 볼입니다.
17-4 PH 스테인리스강 ®은 마르텐사이트계 석출/시효 경화 스테인리스강으로, 높은 강도와 경도를 제공합니다. 17-4 PH는 400 시리즈 스테인리스강보다 부식에 대한 저항성이 뛰어나며, 대부분의 조건에서 300 시리즈 스테인리스강과 거의 유사한 내식성을 보입니다. 17-4 PH는 주로 버터플라이 밸브와 볼 밸브의 스템 재질로 사용됩니다.
합금 20Cb-3® — 이 합금은 300 시리즈 스테인리스강보다 니켈과 크롬 함량이 높고, 콜럼븀을 첨가하여 응력 부식 균열을 지연시키고 황산에 대한 내성을 향상시켰습니다. 합금 20은 모든 화학 공정 단계에서 널리 사용됩니다. 일반적으로 내부 트리몬 버터플라이 밸브에 사용됩니다.
모넬(MONEL® )은 니켈-구리 합금으로, 주로 버터플라이 밸브와 볼 밸브의 내부 트림에 사용됩니다. 해수 및 염수에 대한 내식성이 뛰어나 가장 많이 사용되는 소재 중 하나이며, 강염수에도 매우 강합니다.
스텔라이트(STELLITE®) 는 코발트계 합금으로, 최고의 다목적 경화 합금 중 하나입니다. 열, 마모, 부식, 충격, 긁힘, 산화, 열충격 및 침식에 대한 저항성이 매우 뛰어납니다. 스텔라이트는 고광택 마감을 제공하며 강철 밸브 시트 링에 사용됩니다. 일반적으로 플라즈마 아크 용접으로 적용되며, 열처리에도 스텔라이트의 경도는 변하지 않습니다.
하스텔로이 C® 는 니켈-크롬-몰리브덴 함량이 높은 합금으로, 습식 염소, 염소 가스, 염화제2철과 같은 강산화제를 포함한 다양한 화학 공정 환경에 탁월한 내성을 나타냅니다. 또한, 하스텔로이 C는 적당한 온도에서 질산, 염산, 황산에도 내성이 있습니다.