阀门部件和涂层的非金属材料如何选择

2024-1-20 22:06| 发布者: 永一阀门| 查看: 425| 评论: 0

阀门部件通常采用非金属材料,选择用于阀门设计和特定应用条件的非金属材料对于确保产品可靠性至关重要。在本文中,我们会讨论一些关键领域应该如何设计和选择非金属材料。
将非金属纳入阀门设计
从设计/制造的角度来看,在选择材料时,需要清楚目标部件的功能。比如,是动态密封还是静态密封?是压力边界还是压力控制组件……这些问题都需要提前搞清楚。

就工业阀门中的压力边界元件而言,非金属材料不如金属材料那样常见。非金属没有在工业阀门中广泛使用的原因之一,是缺乏为其使用提供接受和指导的规范或标准。一些行业将使用非金属压力边界材料(例如玻璃纤维增强塑料复合材料),因为这些材料在化学兼容性方面比金属材料更适合。复合材料可以在许多酸性应用中提供卓越的化学兼容性,因此选择合适的材料可以提高产品的整体可靠性。

此外,还需要考虑的因素包括:
· 耐化学性和物理性能
· 弯曲模量和抗蠕变性
· 制造非金属零件的加工方法:需要哪些专业知识以及设备的成本是多少?

从应用的角度来看,需要注意阀门可能涉及到的条件:
·流动介质的化学成分
·弹性体衬里必须能够承受化学侵蚀和膨胀
·材料的温度限制
·流体中的固体含量(是否存在磨损风险?)
·流量或速度
阀门所用非金属材料的特性
了解材料特性对于选择适合阀门设计功能和应用兼容性的材料至关重要。在使用特定材料时,应了解材料的化学和物理性质。

材料的化学性质决定了它是否可以在特定的应用行业使用,包括:
· 化学相容性/耐腐蚀性/耐化学性
· 结晶度
· 渗透
· 电导率
· 食品安全

需要考虑材料的物理特性以确保功能性能,包括在各种操作条件下:

· 强度:拉伸、屈服、压缩
· 伸长
· 弯曲模量
· 压缩永久变形
· 负载变形
· 硬度(肖氏硬度计)
· 体积变化:膨胀,尤其是由于流动介质引起的
· 抗磨性
· 抗挤压性
· 温度等级:给定温度范围内的性能

同样重要的是,要知道即便是两种相同类型的材料,可能所具备的特性也有所不同,比如:聚合物的机械性能高度依赖于材料的加工;材料的性质可以直接关系到材料的结晶度,而结晶度由热处理决定。热处理的任何变化都会导致机械性能的变化。
兼容性至关重要
材料制造商非常了解他们的产品,并提供化学相容性信息(如下图所示)。

请注意,第二列中的 FEP/TFE/PFA(含氟聚合物)材料非常适合与列出的所有化学品一起使用。这种类型的材料并不一定适用于所有情况,也就是说,情况比较复杂的流动(例如熔融硫)可能会引发一些问题。

在橡胶材料的类似指南中,寻找一种与流经该管道的物质兼容的材料,你会看到膨胀率或降解率,而不是金属的腐蚀率。

注:
ETFE:乙烯-四氟乙烯共聚物;FEP:氟化乙烯丙烯共聚物;TFE:四氟乙烯,又名全氟乙烯;PFA:四氟乙烯—全氟烷氧基乙烯基醚共聚物;HDPE:高密度聚乙烯;LDPE:低密度聚乙烯;PC:聚碳酸酯;PETG:透明、非结晶型共聚酯;PP:聚丙烯;PVC:聚氯乙烯塑料;TPE:热塑性弹性体

针对应用量身定制

·PEEK 在室温下完全溶解于浓硫酸中。
·当碳氢化合物存在时,即使是微量,EPDM 弹性体也会膨胀和分解。根据制造商的建议,使用丁腈橡胶或氟橡胶代替。
·聚丙烯非常适合稀释和浓缩的无机酸和碱,但氯化烃会导致其膨胀和软化。
·当存在蒸汽时,EPDM 弹性体会膨胀。
·O形圈或平垫片中的膨胀实际上可以改善静态密封,但在蝶阀衬里的动态密封中,例如在阀门循环时,衬垫的膨胀可能导致撕裂。

针对应用量身定制

从不同的应用场景来看,了解流动介质的成分、工作的温度和压力至关重要。想要收集这些信息可能不像准备阀门数据表那么简单,通常需要阀门制造商和用户单位之间的密切沟通来了解所有可能的条件,以确保整个过程所要求的兼容性。比如说,如果你希望在含有五种不同化学品的特定工况中使用橡胶衬里阀门,那么橡胶衬里材料必须能够耐受所有这些化学品。即使是微量的不相容化学物质也会引起问题,特别是弹性体的膨胀。

那么,流动介质是否含有使其具有磨蚀性的固体?流量是多少?实际上,6.1~7.6 m/s是常见的设计速度。一些制造商使用清洁液体(无固体)可达到 9.1 m/s,使用气体则可达到声速。

当生产线上有大量固体时,速度越慢越好。但是当流量为 100% 固体时,例如在散装固体料斗应用中,阀门可以持续很长时间。

通过在正确的位置使用正确的材料,即使在面对较为恶劣的工况时,阀门也可以在较长的使用寿命内可靠地运行。

 
在线客服
点击这里给我发消息 点击这里给我发消息 点击这里给我发消息
售前咨询热线
17621893849

微信扫一扫,获取最新合作
总部地址:浙江温州瓯北三桥工业区永一工业园电话:+86 17621893849传真:+86 17621893849
Copyright © 2019 永一安全阀 All Rights Reserved. By IITT
( 鲁ICP备2022040084号 )
返回顶部