คำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับการใช้วัสดุโลหะผสมในสนามวาล์ว

การใช้โลหะผสมสแตนเลสในวาล์ว

(1) สเตนเลสออสเตนนิติก: วัสดุวาล์ว-ป้องกันการกัดกร่อนตามวัตถุประสงค์ทั่วไป-

สแตนเลส 1.304 (06Cr19Ni10)

ลักษณะองค์ประกอบ: ประกอบด้วยโครเมียม 18-20% นิกเกิล 8-10.5% และปริมาณคาร์บอนน้อยกว่าหรือเท่ากับ 0.08% มีความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดีเยี่ยม

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ

สามารถทนต่อการกัดกร่อนจากบรรยากาศ น้ำ และตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนเล็กน้อย (เช่น กรดไนตริกและกรดอินทรีย์)

มีความเป็นพลาสติกและความเหนียวที่ดีเยี่ยมที่อุณหภูมิห้อง และง่ายต่อการแปรรูปและขึ้นรูป

ไม่ใช่-แม่เหล็ก เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ไวต่อแม่เหล็ก-

ช่วงอุณหภูมิและแรงดันที่ใช้บังคับ: โดยทั่วไปอุณหภูมิในการทำงานจะอยู่ระหว่าง -196 องศาถึง 300 องศา และช่วงแรงดันที่ใช้โดยทั่วไปจะตั้งแต่แรงดันต่ำไปจนถึงแรงดันปานกลาง ความสามารถในการต้านทานแรงดันจำเพาะนั้นสัมพันธ์กับโครงสร้างและการออกแบบวาล์ว แรงดันปกติคือ PN16 - PN40 (ประมาณ 1.6MPa - 4.0MPa)

สถานการณ์การใช้งาน Valve
วาล์วประตูและโกลปวาล์วในระบบน้ำ (น้ำดื่ม น้ำเสีย)
บอลวาล์วสุขาภิบาลและวาล์วปีกผีเสื้อสำหรับอุตสาหกรรมอาหารและยา
วาล์วท่อสำหรับก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อนน้อย (เช่น อากาศและคาร์บอนไดออกไซด์)

ข้อจำกัด: การกัดกร่อนจากความเค้นแตกร้าวมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในตัวกลางที่มีคลอไรด์ไอออน (เช่น สภาพแวดล้อมในทะเลและน้ำเค็ม)

2. 316 (06Cr17Ni12Mo2) สแตนเลส

การปรับปรุงส่วนประกอบ: เพิ่มโมลิบดีนัม 2-3% ซึ่งช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนได้อย่างมาก

จุดเด่นด้านประสิทธิภาพ

มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของคลอไรด์ไอออนได้ดี และสามารถใช้ในตัวกลางที่มีซัลเฟตและคลอไรด์

ความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง-นั้นเหนือกว่า 304 และสามารถใช้งานได้ที่อุณหภูมิสูงถึง 400 องศา

มีความสามารถในการเชื่อมที่ดีและเหมาะสำหรับการผลิตวาล์วแรงดันสูง-

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ประมาณ -196 องศาถึง 400 องศา และช่วงการใช้แรงดันค่อนข้างกว้าง ซึ่งสามารถตอบสนองสภาพการทำงานปานกลางและแรงดันสูงได้ ความดันทั่วไปสามารถเข้าถึง PN63 (ประมาณ 6.3MPa) และข้อกำหนดการผลิตวาล์วเกรดความดันที่สูงขึ้นอีกด้วย

การใช้งานทั่วไป
วาล์วสำหรับท่อส่งกรดซัลฟูริกและกรดฟอสฟอริกในอุตสาหกรรมเคมี
วาล์วสำหรับระบบกรองน้ำทะเลในงานวิศวกรรมทางทะเล
วาล์วน้ำคอนเดนเสทในการกลั่นปิโตรเลียม

กรณี: ระบบฉีดน้ำทะเลของแท่นขุดเจาะน้ำมันนอกชายฝั่งบางแห่งใช้บอลวาล์ว 316L (คาร์บอนต่ำ-รุ่น 316) ซึ่งประสบความสำเร็จและมีเสถียรภาพในการทำงานในสภาพแวดล้อมน้ำทะเล (ด้วยความดันประมาณ 1.5MPa และอุณหภูมิ 20 องศา - 30 องศา ) มานานกว่า 10 ปี

3. 310สเตนเลสสตีล S (06Cr25Ni20)

ลักษณะอุณหภูมิสูง-: ประกอบด้วยโครเมียม 25% และนิกเกิล 20% อุณหภูมิบริการสูงสุดถึง 1200 องศา

การประยุกต์ใช้วาล์ว

วาล์วควบคุมก๊าซไอเสียอุณหภูมิสูง-สำหรับเตาบำบัดความร้อน

วาล์วประตูของท่อส่งไอน้ำร้อนยวดยิ่งของหม้อไอน้ำ

วาล์วปีกผีเสื้อของระบบไอเสียของเตาเผาขยะ

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: อุณหภูมิในการทำงานสูงสุดอาจสูงถึง 1200 องศา แต่ความแข็งแรงจะลดลงที่อุณหภูมิสูง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องออกแบบให้มีโครงสร้างทนความร้อน- ในแง่ของแรงดัน มักใช้ในระบบไอน้ำแรงดันปานกลางและสูง- โดยทั่วไปแรงดันจะอยู่ระหว่าง 2.5MPa ถึง 10MPa

ข้อควรระวัง: ความแรงจะลดลงที่อุณหภูมิสูง โครงสร้างวาล์วควรได้รับการออกแบบอย่างสมเหตุสมผลเพื่อความปลอดภัย

(2) สแตนเลสดูเพล็กซ์: ความสมดุลระหว่างความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อน

1.  2205 (S31803/022Cr22Ni5Mo3N) เหล็กดูเพล็กซ์

ลักษณะโครงสร้างจุลภาค: โครงสร้างดูเพล็กซ์ออสเทนไนต์ + เฟอร์ไรต์ มีความแข็งแกร่งเป็นสองเท่าของ 316

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ
มีความทนทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ได้สูงมาก (เหนือกว่า 316)
มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนแบบรูพรุนและรอยแยกได้ดีเยี่ยม
มีความต้านทานต่อการกัดเซาะและการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม และเหมาะสำหรับของเหลวที่มีความเร็วสูง-

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง -50 องศาถึง 300 องศา และช่วงการใช้งานแรงดันค่อนข้างกว้าง สามารถทนต่อแรงดันสูงได้ ที่นิยมใช้ในงานปิโตรเคมี สามารถตอบสนองสภาพการทำงานของ PN100 (ประมาณ 10MPa) และสูงกว่าเกรดความดัน

ฟิลด์แอปพลิเคชันวาล์ว
บอลวาล์วสำหรับท่อส่งก๊าซกรด (H₂S) ในการกลั่นปิโตรเลียมและการแปรรูปทางเคมี
วาล์วสำหรับสารฟอกขาว (ที่มี Cl⁻) ในอุตสาหกรรมกระดาษ
วาล์วประตูของระบบหมุนเวียนน้ำทะเลบนแท่นนอกชายฝั่ง

การเปรียบเทียบข้อมูล: ศักยภาพในการเจาะของเหล็กกล้าดูเพล็กซ์ 2205 ในสารละลาย NaCl 3% สูงกว่าของ 316 ถึง 300mV ทำให้มีโอกาสเกิดการกัดกร่อนน้อยลง

2. 2507 (S32750/022Cr25Ni7Mo4N) เหล็กกล้าซูเปอร์ดูเพล็กซ์

การอัพเกรดประสิทธิภาพ: ปริมาณโครเมียมที่สูงขึ้น (25%) โมลิบดีนัม (4%) และไนโตรเจน ช่วยเพิ่มความต้านทานและความแข็งแรงต่อการกัดกร่อน

การประยุกต์ใช้สภาพการทำงานที่รุนแรง
วาล์วใต้น้ำสำหรับการสกัดน้ำมันและก๊าซในทะเลลึก- (ทนทานต่อแรงดันสูงและการกัดกร่อนของน้ำทะเล)
วาล์วสำหรับกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นและกรดไฮโดรฟลูออริกในกระบวนการทางเคมี
วาล์วก๊าซไอเสียที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรงในโรงงานเผาขยะ

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ตั้งแต่ -50 องศาถึง 350 องศา ในการใช้งานต่างๆ เช่น การสกัดน้ำมันและก๊าซในทะเลลึก- เครื่องนี้สามารถทนต่อแรงดันได้สูงถึง 150MPa และปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่มีแรงดันสูงมากได้

กรณี: วาล์วประตูป้องกันการระเบิด (BOP) ของแท่นเจาะในทะเลลึก-บางแห่งทำจากเหล็กดูเพล็กซ์ 2507 และทำงานได้อย่างเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีความลึกของน้ำ 2000 เมตร (ความดันประมาณ 20MPa อุณหภูมิ 4 องศา - 10 องศา ) และประกอบด้วย H₂S และ CO₂

(3) เหล็กกล้าไร้สนิม Martensitic: เป็นตัวแทนของความแข็งแรงสูงและทนต่อการสึกหรอ

1. 410 (12Cr13) สแตนเลส

ลักษณะ : ประกอบด้วยโครเมียม 12-14% สามารถเสริมความแข็งได้ด้วยการอบชุบ และมีความแข็งสูง (HRC 40-45)

การประยุกต์ใช้วาล์ว
วาล์วปิดไอน้ำ-ของกังหันไอน้ำ (-ต้านทานการสึกหรอและปิดผนึก)
บอลวาล์วที่ทนทานต่อการสึกหรอ-สำหรับระบบประปาและระบบระบายน้ำในเหมือง
เช็ควาล์วสำหรับระบบน้ำแรงดันสูง-

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง -20 องศาถึง 400 องศา และช่วงความดันที่ใช้บังคับคือความดันปานกลางและสูง มักใช้ในสภาพการทำงานที่มีความดันอยู่ระหว่าง 2.5MPa ถึง 16MPa

หมายเหตุ: ความต้านทานการกัดกร่อนต่ำกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติก ควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับสารที่มีฤทธิ์กัดกร่อนรุนแรง

2. 17-4การตกตะกอนของ PH (05Cr17Ni4Cu4Nb)- การชุบแข็งเหล็กกล้าไร้สนิม

คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพ: มีความแข็งแรงสูง (σb มากกว่าหรือเท่ากับ 1,000MPa) และความเหนียวที่ดีเกิดขึ้นได้จากการชุบแข็งด้วยการตกตะกอน

แอปพลิเคชันระดับไฮเอนด์-
วาล์วเชื้อเพลิงแรงดันสูง-ในด้านการบินและอวกาศ
วาล์วกลไกขับเคลื่อนก้านควบคุมในอุตสาหกรรมนิวเคลียร์
วาล์วต้านทานแรงดัน-สำหรับอุปกรณ์สำรวจใต้ทะเลลึก-

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -40 องศาถึง 600 องศา สามารถทนต่อแรงดันสูงได้ ในการใช้งานในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศและนิวเคลียร์ สามารถตอบสนองความต้องการของระดับความดันหลายสิบ MPa หรือสูงกว่านั้นได้

พารามิเตอร์ทั่วไป: หลังจากการรักษาอายุที่ 620 องศา ความแข็งแรงของผลผลิตสามารถเข้าถึง 750MPa ในขณะที่ยังคงการยืดตัวมากกว่าหรือเท่ากับ 30%

โลหะผสมที่มีนิกเกิล-: โซลูชันวาล์วสำหรับสภาพการทำงานที่หนักหน่วง

(1) โมเนลอัลลอยด์ (Monel 400) : นักแสดงชั้นนำในการต้านทานน้ำทะเลและกรดไฮโดรฟลูออริก

ส่วนประกอบ: นิกเกิล 63%, ทองแดง 30%, เหล็กและแมงกานีสจำนวนเล็กน้อย

คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน
ทนทานต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้ดีเยี่ยม เหนือกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมส่วนใหญ่
ทนต่อการกัดกร่อนด้วยกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) และฟลูออไรด์
มีความเสถียรในกรดซัลฟิวริกเจือจางและกรดไฮโดรคลอริก

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้งานได้: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -200 องศาถึง 480 องศา และช่วงการใช้งานแรงดันครอบคลุมแรงดันต่ำถึงแรงดันปานกลางและสูง ในการใช้งาน เช่น วิศวกรรมทางทะเล ช่วงแรงดันทั่วไปคือ 1MPa ถึง 10MPa

สถานการณ์การใช้งาน Valve
วาล์วประตูน้ำทะเลสำหรับวิศวกรรมทางทะเล
บอลวาล์วท่อสังเคราะห์ HF ในอุตสาหกรรมเคมีฟลูออรีน
วาล์วหยุดของระบบควบแน่นของเรือ

กรณี: ท่อลำเลียง HF ของโรงงานผลิตฟลูออไรด์บางแห่งเลือกบอลวาล์ว Monel 400 ภายใต้สภาวะการทำงานที่แรงดันประมาณ 0.5MPa และอุณหภูมิ 60 องศา - 80 องศา ไม่มีร่องรอยการกัดกร่อนที่ชัดเจนหลังการใช้งานห้าปี

(2) Hastelloy: ตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง

1.ฮาสเตลลอย C-276 (N10276)

จุดเด่นของส่วนประกอบ: นิกเกิล 56% โมลิบดีนัม 16% โครเมียม 15% ประกอบด้วยทังสเตนและวานาเดียม มีความทนทานต่อการกัดกร่อนสูงเป็นพิเศษ

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ
ทนต่อการกัดกร่อนทั่วไป การกัดกร่อนแบบรูพรุน การกัดกร่อนตามรอยแยก และการกัดกร่อนจากความเค้น
สามารถต้านทานสารกัดกร่อนที่รุนแรง เช่น น้ำกัดกรด กรดไฮโดรคลอริกเข้มข้น และไฮโปคลอไรต์

ทนต่ออุณหภูมิสูง- (สูงถึง 1200 องศา ) และป้องกัน-การเกิดออกซิเดชัน

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานสามารถเข้าถึง -253 องศาถึง 1200 องศา และช่วงการใช้งานความดันกว้าง ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น วิศวกรรมเคมี สามารถทนต่อแรงกดดันได้สูงถึง 25MPa

ฟิลด์แอปพลิเคชันวาล์ว
วาล์วควบคุมการป้อนสำหรับเครื่องปฏิกรณ์เคมี
วาล์วสำหรับการบำบัดกรดและด่างแก่ในอุตสาหกรรมยา
วาล์วควบคุมก๊าซไอเสียที่เป็นกรดสำหรับโรงเผาขยะ

ข้อมูลเปรียบเทียบ: ในกรดซัลฟิวริกเดือด 10% อัตราการกัดกร่อนของ C-276 น้อยกว่า 0.1 มม./ปี ในขณะที่ 316L มากกว่า 1 มม./ปี

2. ฮาสเตลลอย B-3 (N10675)

ความต้านทานต่อกรด: มีปริมาณโมลิบดีนัมสูง (28%) ออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับความต้านทานต่อกรดไฮโดรคลอริก
การประยุกต์ใช้วาล์ว
วาล์วสำหรับระบบชะล้างกรดไฮโดรคลอริกในวิทยาโลหะวิทยา
วาล์วสำหรับการดำเนินการทำให้เป็นกรด (สารละลายกรดไฮโดรคลอริก) ในการสกัดน้ำมัน
วาล์วกรดไฮโดรคลอริกเข้มข้นของอุปกรณ์ทำความสะอาดสารเคมี

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง -20 องศาถึง 400 องศา ในด้านความกดดันก็สามารถทนแรงกดดันได้ค่อนข้างสูง ในโลหะวิทยาและสภาพการทำงานอื่นๆ ความดันทั่วไปจะอยู่ระหว่าง 5MPa ถึง 15MPa

หมายเหตุ: มีปริมาณโมลิบดีนัมสูง ในระหว่างการเชื่อม ควรควบคุมอินพุตความร้อนเพื่อหลีกเลี่ยงการกัดกร่อนตามขอบเกรน

3.Inconel 625: ความต้านทานแบบคู่ต่ออุณหภูมิและการกัดกร่อนสูง

ส่วนประกอบ: นิกเกิล 61%, โครเมียม 21.5%, โมลิบดีนัม 9%, ไนโอเบียม 3.5% ทำให้เกิดคาร์ไบด์เสถียร

ประสิทธิภาพที่ครอบคลุม
อุณหภูมิความต้านทานการเกิดออกซิเดชันสูงถึง 1,093 องศาและสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและแรงดันสูงได้
ทนทานต่อการกัดกร่อนด้วยน้ำทะเล สเปรย์เกลือ และคลอไรด์-ที่ประกอบด้วยตัวกลาง
ความสามารถในการเชื่อมและกระบวนการที่ดีเยี่ยม

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ตั้งแต่ -253 องศา ถึง 1,093 องศา ในสถานการณ์การใช้งานที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง- เช่น เครื่องกำเนิดไอน้ำในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์ เครื่องนี้สามารถทนต่อแรงกดดันได้สูงถึง 17MPa ถึง 25MPa

สถานการณ์การใช้งาน Valve
วาล์วแก๊สอุณหภูมิสูง-สำหรับกังหันแก๊ส
วาล์วไอน้ำหลักของเครื่องกำเนิดไอน้ำโรงไฟฟ้านิวเคลียร์
วาล์วผลิตก๊าซอุณหภูมิสูง-และความดันสูง-สำหรับบ่อน้ำมันและก๊าซในทะเลลึก- (เช่น ภายใต้สภาวะ 200 องศาและ 100MPa)

การใช้งานมาตรฐาน: วาล์วหลุมผลิตที่เป็นไปตามมาตรฐาน API 6A มักจะเลือก Inconel 625 เป็นวัสดุบ่าวาล์ว

โลหะผสมทองแดง: เหมาะสำหรับพื้นที่ที่มีอุณหภูมิต่ำ- รวมถึงแหล่งน้ำและการระบายน้ำ

(1) ดีบุกบรอนซ์ (QSn6.5-0.1) : คลาสสิกสำหรับความต้านทานการสึกหรอและการกัดกร่อนของน้ำ

ส่วนประกอบ: ดีบุก 6.5%, ฟอสฟอรัส 0.1% และส่วนที่เหลือเป็นทองแดง

คุณสมบัติด้านประสิทธิภาพ
ทนต่อการกัดกร่อนจากน้ำจืดและน้ำทะเลได้ดี
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานต่ำและความต้านทานการสึกหรอดีเยี่ยม
มีประสิทธิภาพการหล่อที่ดีและเหมาะสำหรับโครงสร้างวาล์วที่ซับซ้อน

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิการทำงานทั่วไปคือตั้งแต่ -40 องศาถึง 250 องศา และช่วงความดันที่ใช้บังคับคือตั้งแต่ความดันต่ำถึงความดันปานกลาง ความดันปกติทั่วไปคือ PN16 - PN40 (ประมาณ 1.6MPa - 4.0MPa)

การประยุกต์ใช้วาล์ว
บ่าวาล์วของวาล์วประตูและโกลบวาล์วในระบบจ่ายน้ำและระบายน้ำ
วาล์วปีกผีเสื้อสำหรับระบบน้ำหล่อเย็นของใบพัดเรือ
กับดักไอน้ำสำหรับท่อส่งไอน้ำแรงดันต่ำ-

กรณี: วาล์วใต้ดินของเครือข่ายน้ำประปาในเมือง (DN100-DN600) ใช้ทองแดงดีบุกเป็นวัสดุพื้นผิวการปิดผนึกอย่างกว้างขวาง ภายใต้สภาวะการทำงานที่แรงดันประมาณ 0.6MPa และอุณหภูมิ 5 องศา - 30 องศา อายุการใช้งานจะเกิน 20 ปี

(2) อลูมิเนียมบรอนซ์ (QAl9-4) : เป็นส่วนผสมของความแข็งแรงสูงและทนต่อการกัดกร่อน

ส่วนประกอบ: อะลูมิเนียม 9% เหล็ก 4% โลหะผสมที่มีทองแดง-

ประสิทธิภาพที่ได้เปรียบ
ความต้านทานแรงดึงสามารถเข้าถึง 600MPa ซึ่งสูงกว่าโลหะผสมทองแดงธรรมดามาก
ทนต่อการกัดกร่อนของน้ำทะเลและสเปรย์เกลือ พร้อมทนทานต่อการเกิดโพรงอากาศ
มีความคงตัวที่ดีในกรดซัลฟิวริกเจือจางและกรดอะซิติก

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -40 องศาถึง 300 องศา และช่วงความดันที่ใช้คือแรงดันปานกลางและสูง มักใช้ในสภาพการทำงานที่มีแรงดันตั้งแต่ 2.5MPa ถึง 10MPa

ฟิลด์แอปพลิเคชันวาล์ว
วาล์วทางเข้าและทางออกของปั๊มน้ำทะเล
วาล์วควบคุมความเร็วของกังหันสถานีไฟฟ้าพลังน้ำ
บอลวาล์วไปป์ไลน์กรดอะซิติกในอุตสาหกรรมเคมี

เมื่อเปรียบเทียบกันแล้ว ความแข็งของอลูมิเนียมบรอนซ์ (HB 150-180) เท่ากับ 1.5 เท่าของดีบุกบรอนซ์ ทำให้เหมาะสำหรับสภาพการสึกหรอที่มีแรงดันสูงมากกว่า

(3) ทองเหลือง (H62) : วัสดุที่ประหยัดและใช้งานได้จริงสำหรับวาล์วแรงดันต่ำ-

ส่วนประกอบ: ทองแดง 62%, สังกะสี 38% ต้นทุนต่ำ

สถานการณ์การใช้งาน
วาล์วประตูและบอลวาล์วสำหรับท่อจ่ายน้ำในครัวเรือน
วาล์วหยุดของระบบทำความร้อน
วาล์วควบคุมสำหรับก๊าซความดันต่ำ- (เช่น ก๊าซธรรมชาติ)

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: อุณหภูมิในการทำงานโดยทั่วไปไม่เกิน 200 องศา และช่วงความดันที่ใช้บังคับคือแรงดันต่ำ ความดันปกติทั่วไปคือ PN10 - PN16 (ประมาณ 1.0MPa - 1.6MPa)

ข้อจำกัด: ต้านทานการกัดกร่อนได้ต่ำ ไม่เหมาะสำหรับน้ำทะเลหรือตัวกลางที่เป็นกรด

โลหะผสมไทเทเนียม: วัสดุที่เหมาะสำหรับน้ำทะเลและสภาพแวดล้อมออกซิไดซ์ที่รุนแรง

(1) ไทเทเนียมบริสุทธิ์ทางอุตสาหกรรม (TA2) : เกณฑ์มาตรฐานสำหรับการต้านทานการกัดกร่อนของน้ำทะเล

ลักษณะเฉพาะ: ความบริสุทธิ์ > 99% ความหนาแน่นต่ำ (4.5g/cm³) ทนต่อการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม

กลไกความต้านทานการกัดกร่อน: ฟิล์ม TiO₂ ออกไซด์ที่มีความหนาแน่นก่อตัวบนพื้นผิว ป้องกันการแทรกซึมของคลอไรด์ไอออน

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ -269 องศาถึง 300 องศา และช่วงการใช้งานแรงดันค่อนข้างกว้าง ในการใช้งานต่างๆ เช่น วิศวกรรมทางทะเล สามารถทนต่อแรงกดดันได้ตั้งแต่ 1MPa ถึง 10MPa

การประยุกต์ใช้วาล์ว
วาล์วของระบบรีเวิร์สออสโมซิสในโรงงานแยกเกลือออกจากน้ำทะเล
วาล์วประตูของระบบระบายความร้อนน้ำทะเลของแท่นนอกชายฝั่ง
วาล์วลำเลียงก๊าซคลอรีนสำหรับอุตสาหกรรมคลอร์-อัลคาไล

การสนับสนุนข้อมูล: อัตราการกัดกร่อนของ TA2 ในน้ำทะเลน้อยกว่า 0.001 มม./ปี ซึ่งต่ำกว่า 0.05 มม./ปีสำหรับ 316L มาก

(2) โลหะผสมไทเทเนียม (Ti-6Al-4V, TC4) : การผสมผสานระหว่างความแข็งแรงสูงและความต้านทานการกัดกร่อน

ส่วนประกอบ: อะลูมิเนียม 6%, วาเนเดียม 4%, + โลหะผสมไททาเนียม

ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพ
ความต้านทานแรงดึงมากกว่าหรือเท่ากับ 900MPa เหมาะสำหรับวาล์วแรงดันสูง-
ทนต่อการกัดกร่อนด้วยน้ำทะเล ก๊าซคลอรีนเปียก และสารละลายคลอไรด์
มีความเหนียวที่อุณหภูมิต่ำ-ดี และสามารถใช้กับวาล์วก๊าซธรรมชาติเหลว (LNG) ที่อุณหภูมิ -200 องศา

ช่วงอุณหภูมิและความดันที่ใช้บังคับ: ช่วงอุณหภูมิในการทำงานอยู่ที่ตั้งแต่ -200 องศาถึง 600 องศา ในการใช้งานแรงดันสูง เช่น ระบบขนถ่าย LNG บนเรือ สามารถทนต่อแรงกดดันได้สูงถึง 20MPa ถึง 30MPa

แอปพลิเคชันระดับไฮเอนด์-
บอลวาล์วอุณหภูมิต่ำ-สำหรับระบบการขนถ่าย LNG บนเรือ
วาล์วปีกผีเสื้อที่ทางเข้าและทางออกของเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนน้ำทะเล
วาล์วสำหรับสารละลายโซเดียมไฮโปคลอไรต์ในอุตสาหกรรมเคมี

กรณี: วาล์วอุณหภูมิต่ำ- (-162 องศา ความดันประมาณ 1.2MPa) ของสถานีรับ LNG บางตัวทำจากโลหะผสมไทเทเนียม TC4 ซึ่งแก้ปัญหาการเปราะแตกที่อุณหภูมิต่ำและการกัดกร่อนของน้ำทะเลได้สำเร็จ

อลูมิเนียมอัลลอยด์: ตัวเลือกใหม่สำหรับวาล์วน้ำหนักเบา

(1) อลูมิเนียมหล่อ (ZL101A) : โซลูชันน้ำหนักเบาสำหรับวาล์วแรงดันต่ำ-
"วัตถุดิบ
ซิลิคอน 7%, แมกนีเซียม 0.3%, โลหะผสมอะลูมิเนียม-
คุณสมบัติ
ด้วยความหนาแน่นเพียง 2.6 ก./ซม. ซึ่งเป็นหนึ่งในสามของความหนาแน่นของสเตนเลส จึงสะดวกในการติดตั้งและบำรุงรักษา
ทนต่อการกัดกร่อนในชั้นบรรยากาศ เหมาะสำหรับงานโยธาและอุตสาหกรรมเบา
มีประสิทธิภาพการหล่อที่ดีเยี่ยม และสามารถใช้ในการผลิตโครงสร้างตัววาล์วที่ซับซ้อนได้
การประยุกต์ใช้วาล์ว
บอลวาล์วอลูมิเนียมสำหรับสร้างระบบประปาและระบายน้ำ
วาล์วสารทำความเย็นของระบบทำความเย็นเครื่องปรับอากาศ
วาล์วปีกผีเสื้อแรงดันต่ำ-เพื่อการชลประทานทางการเกษตร
ข้อจำกัด
ความแข็งแรงต่ำ (σbγ200MPa) ไม่ทนต่อแรงดันสูงและตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อน โดยมีอุณหภูมิบริการน้อยกว่าหรือเท่ากับ 150 องศา

(2) อลูมิเนียมอัลลอยด์ผิดรูป (6061-T6) : ส่วนประกอบวาล์วน้ำหนักเบาที่มีความแข็งแรงสูง
การปรับปรุงประสิทธิภาพ
ความแรงของ σb มากกว่าหรือเท่ากับ 310MPa ได้มาจากการบำบัดความร้อน (T6)
สถานการณ์การใช้งาน
วาล์วเชื้อเพลิงน้ำหนักเบาในสนามการบินและอวกาศ
วาล์วสำหรับระบบระบายความร้อนของเครื่องยนต์รถยนต์
วาล์วข้อต่อสวมเร็วสำหรับอุปกรณ์ไฮดรอลิกแบบพกพา
การรักษาพื้นผิว
โดยทั่วไปจำเป็นต้องมีการบำบัดออกซิเดชันขั้วบวกเพื่อเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความต้านทานการสึกหรอ

การใช้โลหะผสมพิเศษอื่นๆ ในวาล์ว

(1) โลหะผสมเซอร์โคเนียม (เซอร์โคเนียม 702) : วัสดุหายากที่ทนทานต่อการกัดกร่อนที่รุนแรง

คุณสมบัติต้านทานการกัดกร่อน
ทนต่อการกัดกร่อนด้วยกรดแก่ เช่น กรดซัลฟิวริก กรดไฮโดรคลอริก และกรดไนตริก (ความเข้มข้นน้อยกว่าหรือเท่ากับ 70%)
มีความทนทานต่อการกัดกร่อนจากความเค้นคลอไรด์ได้สูงมาก
มีเสถียรภาพที่ดีในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงและน้ำแรงดันสูง- (เช่น โรงไฟฟ้านิวเคลียร์)
การประยุกต์ใช้วาล์ว
วาล์วสำหรับตัวกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงในเครื่องปฏิกรณ์เคมี
วาล์วหมุนเวียนน้ำหล่อเย็นสำหรับเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์
วาล์วบำบัดกรดที่มีความบริสุทธิ์สูง-สำหรับอุตสาหกรรมยา
ข้อเสีย
ค่าใช้จ่ายสูงมาก ประมาณสามเท่าของ Hastelloy C-276 และใช้ในสภาพการทำงานที่หนักหน่วงเท่านั้น

(2) โลหะผสมที่มีโคบอลต์- (สเตลไลต์ 6) : วัสดุที่-ทนทานต่อการสึกหรอและการกัดกร่อน-สำหรับพื้นผิวซีลวาล์ว
"วัตถุดิบ
โครเมียม 28%, ทังสเตน 4%, คาร์บอน 1.2%, ซีเมนต์คาร์ไบด์ที่มีโคบอลต์-
จุดเด่นด้านประสิทธิภาพ
มีความแข็งสูงมาก (HRC 48-52) และทนต่อการสึกหรอ
ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง- (สูงถึง 1,000 องศา )
มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของโพรงอากาศและการกัดเซาะได้ดีเยี่ยม
โหมดการใช้งาน
วัสดุพื้นผิวสำหรับพื้นผิวซีลวาล์ว (เช่น บ่าวาล์วประตู และตัวบอลวาล์ว)
จานและก้านของวาล์วไอน้ำแรงดันสูง-
ส่วนประกอบที่ต้านทานการสึกหรอ-ของวาล์วปั๊มโคลน
กรณี
วาล์วประตูไอน้ำหลัก (100MPa, 540 องศา) ของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนบางแห่งใช้พื้นผิวปิดผนึก Stellite 6 และรอบการบำรุงรักษาจะขยายจากหนึ่งปีเป็นห้าปี

หลักการและแนวโน้มในการเลือกวัสดุโลหะผสมสำหรับวาล์ว

(1) ปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้วัสดุ
"ปัจจัย
ประเด็นสำคัญที่ต้องพิจารณา
ลักษณะปานกลาง
การกัดกร่อน (ค่า pH ปริมาณคลอไรด์ไอออน) อุณหภูมิ ความดัน อัตราการไหล การสึกหรอของอนุภาค ฯลฯ
ข้อกำหนดเกี่ยวกับสภาพการทำงาน
เวลาการทำงานต่อเนื่อง, ความถี่ในการสลับ, เกรดการซีล (เช่น มาตรฐานการรั่วไหลของ API 6D)
ต้นทุนและการบำรุงรักษา
ต้นทุนวัสดุ ความยากในการประมวลผล ความสามารถในการเชื่อม อายุการใช้งาน และวงจรการบำรุงรักษา
มาตรฐานอุตสาหกรรม
ปฏิบัติตามข้อกำหนดของ API, ASME, ISO และบรรทัดฐานอื่นๆ (เช่น มาตรฐาน NACE MR0175 สำหรับการต้านทาน H₂S ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม)

(2) แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต
การพัฒนาโลหะผสมประสิทธิภาพสูง-
เหล็กกล้าซูเปอร์ดูเพล็กซ์ใหม่ (เช่น 2707) ช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนและความแข็งแรง
โลหะผสมนิกเกิลที่เป็นผง- (เช่น Inconel 718) ใช้สำหรับส่วนประกอบวาล์วการพิมพ์ 3 มิติ

เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนพื้นผิว
การเตรียมการเคลือบเซรามิก-โลหะคอมโพสิตบนพื้นผิวซีลวาล์วโดยการพ่นเปลวไฟความเร็วเหนือเสียง (HVOF)
การฝังไอออนช่วยเพิ่มความต้านทานการสึกหรอและความต้านทานการกัดกร่อนของวาล์วโลหะผสมไทเทเนียม

น้ำหนักเบาและสติปัญญา
วัสดุคอมโพสิตโลหะผสมอะลูมิเนียม-ถูกนำมาใช้ในวาล์วการบิน
วัสดุโลหะผสมถูกรวมเข้ากับเซ็นเซอร์เพื่อให้สามารถตรวจสอบสถานะการกัดกร่อนของวาล์วทางออนไลน์ได้

บทสรุป:
การใช้วัสดุโลหะผสมในสนามวาล์วแสดงให้เห็นถึงแนวโน้มของความหลากหลายและความเชี่ยวชาญ โลหะผสมที่แตกต่างกันซึ่งมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เป็นเอกลักษณ์ ตอบสนองความต้องการที่หลากหลายตั้งแต่สภาพการทำงานแบบธรรมดาไปจนถึงสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เหล็กกล้าไร้สนิมมีความโดดเด่นเนื่องจากความอเนกประสงค์และความคุ้มทุน- โลหะผสมที่มีนิกเกิล-และโลหะผสมไทเทเนียมไม่สามารถทดแทนได้ในสนามที่มีการกัดกร่อนสูง อุณหภูมิสูง-และ-แรงดันสูง ในขณะที่โลหะผสมทองแดงยังคงมีบทบาทในการจ่ายน้ำและการระบายน้ำ รวมถึงในสถานการณ์ที่มีอุณหภูมิต่ำ-

ในอนาคต ในขณะที่เทคโนโลยีอุตสาหกรรมพัฒนาไปสู่ค่าพารามิเตอร์และการทำลายล้างที่สูง วัสดุโลหะผสมจะถูกบูรณาการอย่างลึกซึ้งกับวิศวกรรมพื้นผิวและการผลิตอัจฉริยะ โดยให้การสนับสนุนที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นสำหรับความน่าเชื่อถือ ความทนทาน และความชาญฉลาดของวาล์ว ในการคัดเลือกจริง จำเป็นต้องพิจารณาลักษณะของตัวกลาง สภาพการทำงาน และปัจจัยด้านต้นทุนอย่างครอบคลุม รวมกับฐานข้อมูลวัสดุและประสบการณ์ในอุตสาหกรรม เพื่อที่จะตัดสินใจได้อย่างเหมาะสมที่สุด