Полное руководство по материалам клапана: типы, свойства и выбор

2025-09-08

Руководство по материалам клапана

Когда вы включаете кран или видите пар, исходящий с электростанции, клапаны работают за кулисами, чтобы контролировать поток воды, газа или других жидкостей. Но что делает эти клапаны достаточно сильными, чтобы справиться с экстремальным давлением, теплом и коррозионными химикатами? Ответ заключается в выборе материала правильного клапана.

Что такое материалы клапана и почему они имеют значение?

Материалы клапана - это различные типы металлов, пластмасс и других веществ, используемых для изготовления промышленных клапанов. Подумайте о выборе материала клапана, например, на выборе подходящего инструмента для работы - вы не будете использовать пластиковый молот, чтобы водить ногти в лиственные породы, и вы не будете использовать стальной клапан в системе, заполненной сильной кислотой.

Неправильный выбор материала может привести к:

Сбой клапана и дорогостоящие отключения
Опасности безопасности от утечек
Дорогой ремонт и замены
Ущерб окружающей среде

Вот почему понимание материалов клапана имеет решающее значение для инженеров, команд по техническому обслуживанию и любого, кто работает с промышленными системами.

Основные части клапана и их материальные потребности

Прежде чем погрузиться в конкретные материалы, давайте поймем, какие части клапана нуждаются в разных материалах:

Корпус клапана

Это основное жилье, которое содержит все вместе. Он должен быть достаточно сильным, чтобы справиться с высоким давлением - думайте об этом как о основной цепи клапана.

Внутренние компоненты (TRIM)

Это движущиеся части внутри клапана, такие как диск, сиденье и стебель. Они напрямую касаются жидкости, протекающей, поэтому им нужны материалы, которые не будут быстро корреть или изнашиваться.

Запечатывание элементов

Это прокладки и упаковка, которые предотвращают утечки. Они должны быть гибкими и химически устойчивыми.

Материалы металлического клапана: рабочие коньки

Большинство клапанов сделаны из металла, потому что металлы предлагают наилучшее сочетание прочности, долговечности и экономической эффективности.

Углеродная сталь: бюджетный выбор

Что это такое:Смесь железа и углерода (обычно менее 2% углерода)

Сильные стороны:

Очень сильный (может обрабатывать давление до 2500 фунтов на квадратный дюйм)
Относительно недорого
Легко в машине и сварке
Хорошо для температуры от -20 ° F до 800 ° F

Слабые стороны:

Ржавчины легко без защиты
Не очень хорошо с коррозионными химикатами

Лучше всего использовать для:Водные системы, паровые линии, нефть и газопроводы

Нержавеющая сталь: боец коррозии

Что это такое:Сталь смешана с хромом (не менее 10,5%) и другими элементами

Сильные стороны:

Отличная коррозионная стойкость
Может обрабатывать экстремальные температуры (от -400 ° F до 1500 ° F)
Сильный и долговечный
Food-Safe и Hygienic

Слабые стороны:

Дороже, чем углеродистая сталь
Все еще может корродировать в определенных химических веществах

Лучше всего использовать для:Химические растения, пищевая переработка, морская среда, фармацевтические препараты

Чугун: традиционный выбор

Что это такое:Железо с более высоким содержанием углерода, что позволяет легко набрать формы

Типы:

Серый чугун:Дешевле, но более хрупко
Пластичный железо:Сильнее и гибкий

Сильные стороны:

Очень рентабельный
Хорошо для приложений низкого давления
Естественно устойчив к износу

Слабые стороны:

Может внезапно сломаться под стрессом
Ограниченный диапазон температуры
Не подходит для систем высокого давления

Лучше всего использовать для:Распределение воды, системы HVAC, пара низкого давления

Экзотические сплавы: специалисты

Для экстремальных условий необходимы специальные сплавы:

Хастеллой

Содержит никель, молибден и хром. Идеально подходит для самых агрессивных химических веществ, таких как гидрофторическая кислота.

Монель

Никель-коппер сплав, который исключительно хорошо обрабатывает морскую воду и гидрофлуорическую кислоту.

Титан

Легкий, но невероятно сильный, с выдающейся коррозионной стойкостью. Используется в опреснении морской воды и химической обработке.

Немалеальные материалы клапана: химические резистры

В то время как металлы доминируют в конструкции клапанов, неметалы играют важные роли, особенно в высоко коррозийных средах.

Пластиковые материалы

ПВХ (поливинилхлорид)

Отлично подходит для кислот и оснований
Предел температуры: около 140 ° F
Очень экономичный
Идеально подходит для очистки воды

PTFE (тефлон)

Устойчив почти ко всем химическим веществам
Работает от -320 ° F до 400 ° F
Очень скользкая поверхность уменьшает трение
Дорого, но стоит за суровыми химикатами

PVDF

Отличная химическая устойчивость
Более высокая температурная способность, чем ПВХ
Используется в полупроводнике и химической промышленности

Резиновые и эластомерные уплотнения

NBR (нитрил)

Отлично с маслами и топливом
Диапазон температуры: от -65 ° F до 200 ° F
Не очень хорошо с солнечным светом или озоном

Epdm

Отлично подходит для паровой и горячей воды
Хорошее сопротивление погоды
Не совместим с маслами

Витон (FKM)

Высокопроизводительный эластомер
Обрабатывает экстремальные температуры и химические вещества
Более дорого, но очень надежно

Как выбрать правильный материал клапана

Выбор материалов клапана не догадывается - это систематический процесс:

Шаг 1: Знайте свои условия работы

Тип жидкости: что протекает через клапан?

Вода (углеродистая сталь или нержавеющая сталь)
Кислоты (нержавеющая сталь или экзотические сплавы)
Масла (углеродистая сталь с надлежащими уплотнениями)
Пара (углеродная сталь или нержавеющая сталь)

Температура: как жарко или холодно?

Комнатная температура: большинство материалов работают
Высокая температура (выше 800 ° F): нужны специальные сплавы
Экстремальная холода: нержавеющая сталь поддерживает прочность

Давление: сколько силы?

Низкое давление (до 150 фунтов на квадратный дюйм): пластиковый или чугунный
Высокое давление (более 600 фунтов на квадратный дюйм): нуждаются в сильных металлах