Valfler proses boru sistemlerindeki sıvıları kontrol eder. Yanlış malzeme seçimi sızıntıya, mekanik tutukluğa veya ciddi güvenlik olaylarına neden olur. Mühendisler malzemeleri güçlü asitler, alkaliler, aşırı sıcaklıklar ve yüksek basınçlar içeren karmaşık çalışma koşullarına tam olarak uygun hale getirmelidir.
Temel Malzeme Kategorileri
Valf malzemeleri beş ana kategoriye ayrılır. Ekonomik karbon çelikleri yüksek mukavemet sunar. Paslanmaz çelikler korozyon direnci sağlar. Alaşımlı çelikler yüksek sıcaklık ve basınca dayanıklıdır. Özel alaşımlar son derece korozif ortamlara dayanıklıdır. -Metalik olmayanlar üstün kimyasal direnç sağlar.
Karbon Çelik Uygulamaları
Karbon çeliği, maliyet-etkinliği nedeniyle en yaygın valf gövdesi malzemesidir.
WCB dökme çelik, -29 derece ila 425 derece aralığında su, buhar ve yağ dahil{0}}aşındırıcı olmayan ortamlara uygundur.
WCC, daha düşük karbon içeriği sayesinde daha iyi kaynaklanabilirlik sağlar.
LCB, düşük-sıcaklık dayanıklılığını -46 dereceye kadar artırmak için nikel içerir.
Karbon çeliği korozyon direncine sahip değildir ve asla aşındırıcı hizmetlerde kullanılmamalıdır.
Paslanmaz Çelik Özellikleri
Paslanmaz çelikler olağanüstü korozyon direnci sağlar.
304 sınıfı oksitleyici asitlere karşı dayanıklıdır ancak klorür ortamlarında çukurlaşmaya maruz kalır.
316 sınıfı, deniz suyu hizmetlerinde klorür- kaynaklı korozyon direncini artırmak için molibden içerir.
316L sınıfı, üstün tanecikler arası korozyon direnci için ultra-düşük-karbon bileşimi sunar.
321 Sınıfı, 900 dereceye kadar yüksek sıcaklık uygulamaları için-titanyum stabilizasyonunu kullanır.
Alaşımlı Çelik Performansı
Alaşımlı çelikler öncelikli olarak yüksek{0}parametreli hizmetlerde kullanılır.
WC6, orta derecede hidrojen saldırısı direnciyle 595 dereceye kadar-uzun süreli hizmet sağlar.
WC9, süperkritik buhar sistemleri için daha yüksek-sıcaklık dayanımı sağlar.
C5 ve C12 kaliteleri, zorlu ortamlarda olağanüstü oksidasyon ve sülfidasyon direnci için yüksek krom içeriğine sahiptir.
Özel Alaşım Çözümleri
Özel alaşımlar aşırı korozif koşullar için vazgeçilmezdir.
Hastelloy neredeyse tüm agresif kimyasallara karşı dayanıklıdır.
Monel alaşımları deniz suyuna ve hidroflorik asite karşı olağanüstü direnç sunar.
Titanyum alaşımları deniz suyunda-sıfıra yakın korozyon oranları sergiler ancak saf oksijen ortamlarında ciddi bir yangın tehlikesi oluşturur.
PTFE-astarlı valfler, 180 derecenin altındaki sıcaklık sınırlamalarına rağmen neredeyse tüm güçlü asitlere dayanıklıdır.
Pratik Mühendislik Seçimi
Pratik mühendislik hassas parametre eşleştirmesi gerektirir. Konsantre sülfürik asit, karbon çeliği üzerinde pasif bir tabaka oluşturarak onu paslanmaz çeliğe göre tercih edilir kılar. Hidroklorik asit kesinlikle Hastelloy B veya Monel'i gerektirir. Kuru klor gazı karbon çeliği kullanımına izin verirken ıslak klor titanyum gerektirir. Doymuş buhar WCB'ye izin verirken, aşırı ısıtılmış buhar WC6 veya WC9'a yükseltmeleri gerektirir. Düşük-sıcaklık bütünlüğü kırılgan kırılmanın önlenmesine odaklanır. Sıradan karbon çeliğinin -29 derecenin altında olması yasaktır. Kriyojenik hizmetler, Charpy darbe testiyle desteklenen östenitik paslanmaz çelikleri zorunlu kılar. Oksijen boru hatları sıkı bir yağdan arındırma gerektirir ve titanyumu yasaklar. Sıvı klor hatları bakır alaşımlarını kesinlikle yasaklar. Valf iç kısımları sızdırmazlık performansını belirler. Trim metalurjisi, genellikle Stellite sert kaplama kullanılarak valf gövdesi spesifikasyonlarına uymalı veya bu özellikleri aşmalıdır.
Maliyet Optimizasyonu ve Yaygın Tuzaklar
Malzeme seçimi, birinci sınıf kaliteleri körü körüne takip etmeden yaşam döngüsü maliyetlerini dengelemelidir. Konsantre sülfürik asit, karbon çeliği tarafından paslanmaz çeliğe göre daha iyi sunulur. Mühendisler yaygın tuzaklardan kaçınmalıdır. Paslanmaz çeliğin evrenselliği efsanesi, HCl ve sıcak konsantre alkalilerdeki hızlı bozunmayı göz ardı eder. Daha yüksek derecenin daha iyi güvenliğe eşit olduğunu varsaymak sermaye israfına yol açar. Sıcaklık etkilerinin göz ardı edilmesi korozyon mekanizmalarını değiştirir. İç trim metalurjisinin ihmal edilmesi sıklıkla conta arızasına neden olur.
Çözüm
Doğru valf malzemesinin seçilmesi, proses sistemlerinde güvenli çalışmanın temelini oluşturur. Doğru malzeme seçimi, rasyonel konfigürasyon ve bilimsel doğrulama, vanaların zorlu çalışma koşullarına güvenilir bir şekilde dayanmasını sağlar.
