Khả năng tương thích vật liệu thân van
Cách chọn vật liệu phù hợp cho van
Có một số yếu tố cần xem xét khi lựa chọn vật liệu cho van của bạn. Đầu tiên, bạn cần xem xét loại môi chất mà van sẽ xử lý. Vật liệu phải có khả năng chịu được môi chất thường có trong đường ống cũng như môi chất có thể xâm nhập vào đường ống hoặc môi trường bên ngoài xung quanh van.
Sau đó, bạn cũng cần xem xét:
*các yêu cầu cụ thể của đơn đăng ký của bạn
*điều kiện quy trình
*và các yêu cầu về khả năng tương thích
Việc lựa chọn vật liệu đóng vai trò rất quan trọng để đảm bảo hiệu suất, độ tin cậy và an toàn lâu dài.
Việc lựa chọn vật liệu cho thân van và các gioăng (màng ngăn, vòng chữ O) phụ thuộc vào loại chất lỏng hoặc khí, nồng độ, áp suất và nhiệt độ. Nhiều điều kiện có thể ảnh hưởng đến việc lựa chọn vật liệu. Cần cân nhắc kỹ lưỡng nhiệt độ, áp suất và nồng độ hóa chất trước khi lựa chọn vật liệu cuối cùng.
Khả năng tương thích vật liệu thân van
Các vật liệu phổ biến nhất để chế tạo thân van là đồng thau, thép không gỉ và nylon. Đồng thau là vật liệu phổ biến nhất cho van điện từ. Nó rất bền và có khả năng chống chịu nhiều loại hóa chất, nhưng ví dụ như ít phù hợp với nước biển hoặc nước cất. Thép không gỉ được khuyến nghị sử dụng trong môi trường ăn mòn, chẳng hạn như nước biển. Hơn nữa, nó có khả năng chống mài mòn, rất phù hợp cho việc sử dụng thường xuyên. Nylon là lựa chọn rẻ nhất, có tính chất cơ học tốt và phù hợp với nhiều loại môi chất.
Hóa chất
Khả năng tương thích của vật liệu van với các loại hóa chất có thể khác nhau tùy thuộc vào từng loại hóa chất cụ thể. Một số vật liệu có thể bị ăn mòn, ví dụ như bị gỉ. Vật liệu nào phù hợp phụ thuộc vào khả năng chống ăn mòn do chất lỏng hoặc khí cần xử lý gây ra. Tuy nhiên, một số vật liệu thường được sử dụng do đặc tính kháng hóa chất nói chung của chúng.
Chúng tôi cung cấp nhiều loại vật liệu van cho các ứng dụng hóa chất. Dưới đây là một số loại và khả năng tương thích hóa học điển hình của chúng:
Thép không gỉ (EN 1.4408 và 1.4409): Thép không gỉ được sử dụng rộng rãi nhờ đặc tính chống ăn mòn tuyệt vời. Nó tương thích với nhiều loại hóa chất, bao gồm axit (như axit sulfuric, axit clohidric), kiềm, dung môi hữu cơ và nhiều chất lỏng ăn mòn khác.
Titan Titan là vật liệu có khả năng chịu được clorua, chất có trong nước mặn và các hóa chất. Mặc dù titan đắt hơn, nhưng trọng lượng nhẹ của nó có thể giúp giảm chi phí vận chuyển, vận hành và bảo trì.
Các hợp kim thép như thép chống axit (EN 1.4409, EN 1.4408) rất phổ biến, nhưng để có khả năng chống ăn mòn cao hơn, song lập, siêu song lập, 904L hoặc Điểm SMO Ví dụ như loại 254 có thể đủ dùng ở nồng độ clorua thấp hơn, chẳng hạn như nước biển ở nhiệt độ thấp. Thép cacbon và gang bị ăn mòn nhanh chóng trong môi trường công nghiệp, không giống như các loại thép chống axit đắt tiền hơn.
Hastelloy: Hợp kim Hastelloy (như Hastelloy C276) có khả năng chống chịu vượt trội với nhiều loại hóa chất ăn mòn, bao gồm axit mạnh, kiềm, chất oxy hóa và môi trường khắc nghiệt. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng xử lý hóa chất đòi hỏi cao.
Khí đốt
Khả năng tương thích của vật liệu van với các loại khí phụ thuộc vào loại khí cụ thể đang được xử lý. Ví dụ, heli là một loại khí rất khó cách ly. Các nguyên tử hydro bị ép vào vật liệu và làm hỏng van từ bên trong, một quá trình gọi là giòn hydro. Do đó, heli đòi hỏi vật liệu phù hợp trong van để các gioăng có thể giữ kín.
Sự rò rỉ khí độc hại hoặc khí gây ảnh hưởng đến khí hậu là vấn đề trong tất cả các ngành công nghiệp. Bằng cách sử dụng các van đáp ứng tiêu chuẩn khí thải rò rỉ theo ISO 15848-1 và VDI 2440 (TA-luft), vấn đề này có thể được tránh hoặc hạn chế.
Dưới đây là một số vật liệu chúng tôi sử dụng trong van và khả năng tương thích chung của chúng với các loại khí:
Thép không gỉ (EN 1.4408 và 1.4409): Van thép không gỉ thường tương thích với nhiều loại khí, bao gồm khí trơ, hydrocarbon và khí không ăn mòn. Thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn tốt và có thể chịu được các ứng dụng khí ở áp suất và nhiệt độ cao. Ngoài ra, thép không gỉ có khả năng chống giòn hydro cao, làm cho nó trở thành lựa chọn an toàn và đáng tin cậy cho các ứng dụng khí hydro.
HastelloyCác hợp kim Hastelloy, chẳng hạn như Hastelloy C276, có khả năng chống ăn mòn cao đối với các khí, bao gồm cả khí axit hoặc kiềm. Chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng xử lý khí đòi hỏi khắt khe, nơi cần khả năng chống ăn mòn cao.
Nhà song lập và nhà siêu song lập: Vật liệu song pha và siêu song pha (ví dụ: SAF 2205, SAF 2507) có khả năng chống ăn mòn vượt trội trong môi trường khắc nghiệt, thích hợp để xử lý các loại khí ăn mòn. Những vật liệu này có khả năng chống ăn mòn rỗ, ăn mòn khe hở và nứt do ăn mòn ứng suất rất tốt. Van song pha và siêu song pha thường được sử dụng trong các ứng dụng ngoài khơi, hóa chất và dầu khí, nơi thường gặp phải các loại khí có hàm lượng clorua cao hoặc khí có tính axit.
904L: Thép không gỉ austenit hợp kim cao 904L nổi tiếng với khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiều môi trường ăn mòn, bao gồm axit sulfuric, axit phosphoric và các khí axit khác. Nó có độ bền và độ dẻo dai tốt, thích hợp cho các ứng dụng trong ngành công nghiệp khí đốt, hóa chất và bột giấy và giấy, nơi có sự hiện diện của khí ăn mòn.
254SMO: Thép không gỉ siêu austenit 254SMO (EN 1.4547) có khả năng chống chịu vượt trội với nhiều loại khí ăn mòn, chẳng hạn như axit sulfuric, axit clohydric và axit axetic. Nó có khả năng chống ăn mòn rỗ, ăn mòn khe hở và nứt do ăn mòn ứng suất cao, ngay cả trong môi trường khắc nghiệt. Van 254SMO thường được sử dụng trong các ứng dụng hóa chất, bột giấy và giấy, và ngoài khơi.
Titan*Titanium có khả năng chống chịu cao với nhiều loại khí ăn mòn, bao gồm clo ẩm, axit clohydric và nhiều hợp chất hữu cơ. Nó có khả năng chống ăn mòn rỗ và ăn mòn khe hở vượt trội và duy trì tính toàn vẹn ở nhiệt độ cao. Van titan được ứng dụng trong ngành công nghiệp hóa chất, nhà máy hóa dầu và các môi trường khác đòi hỏi khả năng chống ăn mòn cực cao.
*Có nhiều loại titan khác nhau. Các loại này đề cập đến các hợp kim hoặc thành phần khác nhau của titan và được ký hiệu bằng các số hoặc mã chữ số, mỗi loại đại diện cho một thành phần và tập hợp các đặc tính cụ thể. Titan cấp 5 là loại được sử dụng nhiều nhất cho van, nhưng titan cấp 2 cũng được sử dụng. Việc lựa chọn loại titan phụ thuộc vào các yêu cầu cụ thể của ứng dụng.
KIM LOẠI ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG VAN VÀ PHỤ KI�
NHÔM — Nhôm là một kim loại không chứa sắt, rất nhẹ, chỉ bằng khoảng một phần ba trọng lượng của thép. Nhôm có khả năng chống ăn mòn khí quyển tuyệt vời, nhưng lại rất dễ phản ứng với các kim loại khác. Trong van, nhôm chủ yếu được sử dụng làm bộ phận trang trí bên ngoài như tay quay hoặc thẻ nhận dạng.
ĐỒNG — Trong số những đặc tính quan trọng nhất của vật liệu đồng cán là khả năng dẫn nhiệt và dẫn điện, khả năng chống ăn mòn, chống mài mòn và độ dẻo. Đồng cán hoạt động tốt trong các ứng dụng ở nhiệt độ cao và dễ dàng được nối bằng phương pháp hàn hoặc hàn thiếc. Đồng cán được sử dụng độc quyền cho các phụ kiện.
ĐỒNG — Một trong những hợp kim đầu tiên được phát triển trong thời đại đồ đồng thường được chấp nhận là tiêu chuẩn công nghiệp cho các van và phụ kiện bằng đồng chịu áp lực. Đồng thau có độ bền cao hơn đồng nguyên chất, dễ đúc, dễ gia công và rất dễ nối bằng phương pháp hàn hoặc hàn thiếc. Đồng thau có khả năng chống ăn mòn rỗ rất tốt, nhưng khả năng chống lại hầu hết các hóa chất lại kém hơn so với đồng nguyên chất.
SILICONE ĐỒNG — Có độ dẻo tương đương đồng nhưng độ bền cao hơn nhiều. Khả năng chống ăn mòn của đồng silic tương đương hoặc cao hơn đồng. Thường được sử dụng làm vật liệu trục trong các van chịu áp suất, đồng silic có khả năng chống nứt do ăn mòn ứng suất cao hơn các loại đồng thau thông thường.
NHÔM ĐỒNG — Vật liệu đĩa được chấp nhận rộng rãi nhất được sử dụng trong van bướm, đồng nhôm có thể xử lý nhiệt và có độ bền tương đương thép. Sự hình thành lớp oxit nhôm trên các bề mặt tiếp xúc làm cho kim loại này có khả năng chống ăn mòn rất cao. Không được khuyến nghị sử dụng cho các hệ thống ẩm ướt có độ pH cao. ĐỒNG THAU — Nói chung có khả năng chống ăn mòn tốt. Dễ bị khử kẽm trong các ứng dụng cụ thể; khả năng gia công tuyệt vời. Các ứng dụng chính của đồng thau rèn là cho thân và bi van bi, và thân van sắt. Một loại đồng thau dùng để rèn được sử dụng trong thân van bi và các đầu nối.
Sắt xám — Hợp kim của sắt, cacbon và silic; dễ đúc; độ kín áp suất tốt ở trạng thái đúc. Gang xám có đặc tính giảm chấn tuyệt vời và dễ gia công. Đây là vật liệu tiêu chuẩn cho thân và nắp van thân gang loại 125 và 250. Gang xám có khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép trong một số môi trường nhất định.
SẮT DẺO — Có thành phần tương tự như gang xám. Xử lý đặc biệt làm thay đổi cấu trúc luyện kim, mang lại các tính chất cơ học cao hơn; một số loại được xử lý nhiệt để cải thiện độ dẻo. Gang dẻo có các đặc tính về độ bền của thép khi sử dụng các kỹ thuật đúc tương tự như gang xám. THÉP CARBON — Tính chất cơ học rất tốt; khả năng chống ăn mòn do ứng suất và sunfua tốt. Thép carbon có độ bền ở nhiệt độ cao và thấp, rất dẻo dai và có độ bền mỏi tuyệt vời. Chủ yếu được sử dụng trong van cổng, van cầu và van một chiều cho các ứng dụng lên đến 850°F, và trong các van bi một, hai và ba mảnh.
3% NIKEN SẮT — Khả năng chống ăn mòn được cải thiện so với gang xám và gang dẻo. Khả năng chống ăn mòn ở nhiệt độ cao hơn và các đặc tính cơ học tốt hơn. Rất bền với môi trường oxy hóa.
GANG DẺO MẠ NIKEN — Lớp phủ niken được chấp nhận rộng rãi trong xử lý hóa chất. Các lớp phủ này có độ bền kéo rất cao, từ 50 đến 225 ksi. Ở một mức độ nào đó, độ cứng của vật liệu cho thấy khả năng chống mài mòn và hao mòn của nó. Mạ niken được sử dụng rộng rãi làm lớp phủ đĩa cho van bướm.
THÉP KHÔNG GỈ DÒNG 400 — Hợp kim của sắt, cacbon và crom. Loại thép không gỉ này thường có từ tính do cấu trúc mactenxit và hàm lượng sắt. Thép không gỉ dòng 400 có khả năng chống oxy hóa ở nhiệt độ cao và có các đặc tính vật lý và cơ học được cải thiện so với thép cacbon. Hầu hết các loại thép không gỉ dòng 400 đều có thể xử lý nhiệt. Các ứng dụng phổ biến nhất trong van là vật liệu trục van bướm và các bạc lót và nêm trong van thép đúc.
THÉP KHÔNG GỈ 316 — Hợp kim của sắt, cacbon, niken và crom. Một loại thép không gỉ không từ tính có độ dẻo cao hơn thép không gỉ 400SS. Có cấu trúc Austinetic, thép không gỉ 316 có khả năng chống ăn mòn rất tốt trong nhiều môi trường khác nhau, không dễ bị nứt do ăn mòn ứng suất và không bị ảnh hưởng bởi quá trình xử lý nhiệt. Các ứng dụng phổ biến nhất trong van là vật liệu làm trục, thân và bi van.
Thép không gỉ 17-4 PH® — Là loại thép không gỉ tôi cứng bằng kết tủa/lão hóa mactenxit, có độ bền và độ cứng cao. Thép 17-4 PH chịu được sự ăn mòn tốt hơn bất kỳ loại thép không gỉ nào thuộc dòng 400, và trong hầu hết các điều kiện, khả năng chống ăn mòn của nó gần bằng thép không gỉ dòng 300. 17-4PH chủ yếu được sử dụng làm vật liệu trục cho van bướm và van bi.
Hợp kim 20Cb-3® — Hợp kim này có hàm lượng niken và crom cao hơn thép không gỉ dòng 300 và với việc bổ sung columbium, hợp kim này làm chậm quá trình nứt ăn mòn do ứng suất và có khả năng chống lại axit sulfuric tốt hơn. Hợp kim 20 được sử dụng rộng rãi trong tất cả các giai đoạn của quá trình xử lý hóa học. Thường được sử dụng làm van bướm trimon bên trong.
MONEL® — Là hợp kim niken-đồng được sử dụng chủ yếu làm vật liệu trang trí bên trong van bướm và van bi. Đây là một trong những vật liệu được lựa chọn nhiều nhất về khả năng chống ăn mòn trong nước biển và nước mặn. Monel cũng rất bền với các dung dịch kiềm mạnh.
STELLITE® — Hợp kim gốc coban, một trong những hợp kim phủ cứng đa năng tốt nhất. Có khả năng chịu nhiệt, mài mòn, ăn mòn, va đập, xước xát, oxy hóa, sốc nhiệt và xói mòn rất cao. Stellite có độ bóng cao và được sử dụng trong vòng đệm van thép. Thường được phủ bằng phương pháp hồ quang plasma chuyển tiếp; độ cứng của Stellite không bị ảnh hưởng bởi xử lý nhiệt.
HASTELLOY C® — Hợp kim molypden niken-crom hàm lượng cao, có khả năng chống chịu vượt trội với nhiều môi trường xử lý hóa học khác nhau, bao gồm cả các chất oxy hóa mạnh như clo ẩm, khí clo và clorua sắt. Hastelloy C cũng có khả năng chống lại axit nitric, axit clohydric và axit sulfuric ở nhiệt độ vừa phải.