شیرهای دروازه ای از چه موادی ساخته شده اند؟

شیرهای دروازه ای اجزای ضروری در سیستم های کنترل سیال هستند که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند. ما به عنوان یک تامین کننده پیشرو دریچه دروازه، اهمیت مواد مختلف در ساخت این شیرها را درک می کنیم. انتخاب مواد می تواند به طور قابل توجهی بر عملکرد، دوام و کارایی دریچه های دروازه تأثیر بگذارد. در این وبلاگ به بررسی مواد متداول مورد استفاده در تولید شیرهای دروازه و خواص منحصر به فرد آنها می پردازیم.

چدن

چدن یکی از قدیمی ترین و پرمصرف ترین مواد برای شیرآلات دریچه ای به ویژه در مصارف مسکونی و کم فشار می باشد. این آلیاژی از آهن، کربن و سیلیکون است که محتوای کربن آن از 2٪ تا 4٪ است. محتوای کربن بالا به چدن سختی و شکنندگی مشخصه آن را می دهد.

یکی از مزیت های اصلی استفاده از چدن برای شیرهای دروازه ای قیمت پایین آن است. تولید آن نسبتاً ارزان است و آن را به گزینه ای جذاب برای پروژه های آگاهانه بودجه تبدیل می کند. چدن همچنین در محیط های خاص، به ویژه در کاربردهای آب شیرین، مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی دارد. با این حال، برای شرایط بسیار خورنده، مانند آب دریا یا محیط های اسیدی مناسب نیست.

یکی دیگر از معایب آن شکنندگی آن است. شیرهای دروازه ای چدنی می توانند در اثر ضربه یا استرس زیاد ترک بخورند که استفاده از آنها را در کاربردهای فشار یا جریان بالا محدود می کند. علی‌رغم این محدودیت‌ها، شیرهای دروازه‌ای چدنی هنوز معمولاً در سیستم‌های توزیع آب، آبیاری و برخی کاربردهای صنعتی که فشار و ماهیت خورنده سیال نسبتاً کم است استفاده می‌شوند.

فولاد ریخته گری

فولاد ریخته گری یک انتخاب محبوب برای شیرهای دروازه در بسیاری از کاربردهای صنعتی است. از ذوب و ریخته‌گری فولاد تولید می‌شود که می‌توان آن را با عناصری مانند کروم، نیکل و مولیبدن آلیاژ کرد تا خواص آن افزایش یابد.

شیرهای دروازه ای چدنی مزایای متعددی نسبت به چدن دارند. آنها دارای استحکام و چقرمگی بالاتری هستند که آنها را برای کاربردهای فشار بالا و دمای بالا مناسب می کند. آنها می توانند استرس بیشتری را تحمل کنند و کمتر در اثر ضربه ترک می خورند. علاوه بر این، فولاد ریخته‌گری نسبت به چدن مقاومت به خوردگی بهتری دارد، به ویژه هنگامی که با عناصری مانند کروم آلیاژ می‌شود.

انواع مختلفی از فولاد ریخته‌گری شده برای تولید شیر دروازه‌ای وجود دارد، مانند فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ و فولاد آلیاژی. فولاد کربن رایج ترین نوع است که در کاربردهای صنعتی عمومی استفاده می شود. از سوی دیگر، فولاد ضد زنگ در برابر خوردگی بسیار مقاوم است و اغلب در صنایع غذایی، دارویی و کاربردهای دریایی استفاده می شود. فولاد آلیاژی زمانی استفاده می شود که به استحکام و مقاومت بالا در برابر سایش نیاز باشد، مانند پالایش نفت و گاز.

مثلاً در صنعت نفت و گاز ماشیر دروازه ای اسلب JFCاغلب از فولاد ریخته گری با کیفیت بالا ساخته می شود. این تضمین می کند که شیر می تواند در برابر فشارهای بالا و محیط های سخت که معمولاً در خطوط لوله نفت و گاز یافت می شود مقاومت کند.

فولاد آهنگری

فولاد آهنگری یکی دیگر از مواد مورد استفاده برای شیرهای دروازه ای است، به ویژه در کاربردهای با کارایی بالا و حیاتی. آهنگری یک فرآیند تولید است که شامل شکل دادن به فلز تحت فشار و دمای بالا است. این فرآیند منجر به ساختار یکنواخت تر و متراکم تر در مقایسه با ریخته گری می شود که به شیرهای دروازه فولادی آهنگری خواص مکانیکی برتر می دهد.

شیرهای دروازه فولادی فورج شده به دلیل استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر خستگی بالا شناخته می شوند. آنها می توانند فشارها و دماهای بسیار بالا را تحمل کنند و برای کاربرد در صنایع پتروشیمی، تولید برق و هوافضا ایده آل هستند. فرآیند آهنگری همچنین امکان کنترل بهتر ساختار دانه مواد را فراهم می کند که مقاومت در برابر خوردگی شیر را بهبود می بخشد.

با این حال، تولید شیرهای دروازه فولادی آهنگری نسبت به شیرهای فولادی یا چدنی گرانتر و زمان برتر است. این به دلیل فرآیند پیچیده آهنگری و هزینه بالاتر مواد اولیه است. علیرغم هزینه بالاتر، عملکرد و قابلیت اطمینان شیرهای دروازه فولادی آهنگری آنها را به سرمایه گذاری ارزشمندی در کاربردهایی تبدیل می کند که ایمنی و دوام از اهمیت بالایی برخوردار است.

برنز

برنز آلیاژی از مس و قلع است که گاهی اوقات عناصر دیگری مانند روی، سرب و فسفر به آن اضافه می شود. قرن هاست که برای ساخت شیر ​​دروازه ای، به ویژه در کاربردهایی که مقاومت در برابر خوردگی و اصطکاک کم مورد نیاز است، استفاده می شود.

شیرهای دروازه ای برنزی معمولاً در تصفیه خانه های آب، سیستم های HVAC و کاربردهای دریایی استفاده می شوند. آنها مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی در آب شیرین، آب دریا و بسیاری از محلول های شیمیایی دارند. ضریب اصطکاک کم برنز نیز کارکرد شیر را آسان‌تر می‌کند و سایش اجزای شیر را کاهش می‌دهد.

یکی از محدودیت های برنز استحکام نسبتا کم آن در مقایسه با فولاد است. این امر استفاده از آن را در کاربردهای فشار بالا محدود می کند. با این حال، برای کاربردهایی که فشار متوسط ​​است و مقاومت در برابر خوردگی یک نگرانی کلیدی است، شیرهای دروازه ای برنزی یک انتخاب عالی هستند.

پلاستیک

مواد پلاستیکی در سال‌های اخیر در تولید شیر دروازه‌ای محبوبیت پیدا کرده‌اند، به‌ویژه در کاربردهایی که مقاومت در برابر خوردگی، سبک وزن و هزینه کم اهمیت دارند. پلاستیک های رایج مورد استفاده برای شیرهای دروازه شامل PVC (پلی وینیل کلرید)، CPVC (پلی وینیل کلرید کلردار) و PTFE (پلی تترا فلوئورواتیلن) ​​است.

شیرهای دروازه PVC به طور گسترده در سیستم های تامین آب، آبیاری و برخی از کاربردهای پردازش شیمیایی استفاده می شود. آنها سبک وزن هستند، نصب آسانی دارند و در برابر خوردگی در بسیاری از مواد شیمیایی غیر تهاجمی مقاومت خوبی دارند. CPVC در مقایسه با PVC مقاومت حرارتی خود را بهبود بخشیده است و برای کاربردهایی که دمای سیال بالاتر است مناسب است.

PTFE به دلیل مقاومت شیمیایی عالی و ضریب اصطکاک کم خود شناخته شده است. اغلب به عنوان ماده پوششی برای شیرهای دروازه برای محافظت از بدنه شیر در برابر سیالات بسیار خورنده استفاده می شود. دریچه های دروازه ای پلاستیکی معمولاً قیمت کمتری نسبت به شیرهای فلزی دارند، اما ممکن است از نظر درجه بندی فشار و دما محدودیت هایی داشته باشند.

آلیاژهای ویژه

در برخی کاربردهای شدید، از آلیاژهای ویژه برای تولید شیرهای دروازه ای استفاده می شود. این آلیاژها به گونه ای طراحی شده اند که در برابر دماهای بالا، فشارهای بالا و محیط های بسیار خورنده مقاومت کنند. نمونه هایی از آلیاژهای خاص عبارتند از Hastelloy، Inconel و Monel.

Hastelloy یک آلیاژ مبتنی بر نیکل است که مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی در طیف گسترده ای از اسیدها از جمله اسید سولفوریک، اسید هیدروکلریک و اسید نیتریک ارائه می دهد. معمولاً در صنایع شیمیایی و دارویی استفاده می شود. اینکونل یکی دیگر از آلیاژهای نیکل - کروم است که دارای استحکام بالا و مقاومت عالی در برابر اکسیداسیون و خوردگی در دماهای بالا است. در صنایع هوافضا، تولید برق و هسته ای استفاده می شود.

مونل یک آلیاژ مس- نیکل است که مقاومت خوبی در برابر خوردگی در آب دریا و بسیاری از محیط های خورنده دیگر دارد. اغلب در کاربردهای دریایی مانند کشتی سازی و سکوهای نفت و گاز دریایی استفاده می شود.

به عنوان مثال، ماشیر دروازه هیدرولیکرا می توان با آلیاژهای ویژه برای برآوردن نیازهای خاص برنامه های کاربردی پیشرفته سفارشی کرد. به طور مشابه، مادریچه گیت گسترش دهندههمچنین در صورت نیاز می توان از این مواد خاص ساخت.

هنگام انتخاب ماده برای شیر دروازه، چندین فاکتور از جمله فشار و دمای عملیاتی، ماهیت خورنده سیال، دبی مورد نیاز و بودجه باید در نظر گرفته شود. به عنوان یک تامین کننده حرفه ای شیر دروازه، ما می توانیم مشاوره تخصصی در مورد مناسب ترین مواد برای کاربرد خاص شما ارائه دهیم.

اگر به دنبال شیرهای دروازه ای با کیفیت بالا هستید و به اطلاعات دقیق تری نیاز دارید یا می خواهید در مورد نیازهای خرید خود صحبت کنید، ما اینجا هستیم تا به شما کمک کنیم. تیم متخصص ما می تواند به شما در انتخاب مواد و طراحی مناسب شیر برای برآورده کردن نیازهای پروژه کمک کند. برای شروع فرآیند خرید و مذاکره همین امروز با ما تماس بگیرید.

مراجع

1. کمیته راهنمای ASM. Metals Handbook Desk Edition. ASM International، 1998.
2. پری، رابرت اچ و دان دبلیو. گرین. کتابچه راهنمای مهندسین شیمی پری. مک گراو - آموزش هیل، 2008.
3. انجمن تولیدکنندگان شیرآلات شیرآلات صنعتی - استانداردها و دستورالعمل ها. انجمن تولیدکنندگان شیر، 2015.