¿Qué material metálico se puede utilizar para el sello de la válvula?

El sello de la válvula es la pieza clave para determinar el rendimiento de la válvula. Se deben considerar otros factores como la corrosión, la fricción, la inflamación, la erosión, la oxidación, etc. al seleccionar el material de la superficie de sellado. Los sellos de válvula generalmente se dividen en dos categorías, uno es un sello blando como el caucho (incluido el caucho de buteno, el caucho fluorado, etc.), el plástico (PTFE, nailon, etc.). El otro es un sello duro de tipo metálico, que incluye principalmente aleación de cobre (para válvulas de baja presión), acero inoxidable al cromo (para válvulas comunes y de alta presión), aleación de estelita (para válvulas de alta temperatura y alta presión y válvulas de corrosión fuerte), base de níquel. aleación (para medios corrosivos). Hoy aquí presentaremos principalmente los materiales metálicos utilizados en la superficie de sellado de la válvula.

 

Aleación de cobre

La aleación de cobre ofrece una mejor resistencia a la corrosión y la abrasión, adecuada para medios de flujo como agua o vapor con PN≤1.6MPa, la temperatura no supera los 200 ℃. La estructura auxiliar sellada se fija al cuerpo de la válvula mediante el método de fundición y superficie. Los materiales comúnmente utilizados son aleaciones de cobre fundido ZCuAl10Fe3, ZCuZn38Mn2Pb2, etc.

 

Acero inoxidable al cromo.

El acero inoxidable cromado tiene buena resistencia a la corrosión y generalmente se usa para agua, vapor y aceite y medios cuya temperatura no exceda los 450 ℃. La superficie de sellado del acero inoxidable Cr13 se utiliza principalmente para válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de retención, válvulas de seguridad, válvulas de bola de sellado duro y válvulas de mariposa de sellado duro fabricadas en acero al carbono WCB, WCC y A105.

 

Aleación a base de níquel

Las aleaciones a base de níquel son importantes materiales resistentes a la corrosión. Los materiales comúnmente utilizados como cubierta de sellado son: aleación de Monel, Hastelloy B y C. Monel es el principal material resistente a la corrosión del ácido fluorhídrico, adecuado para medios solventes alcalinos, salinos y ácidos con una temperatura de -240 ~ +482 ℃. Hastelloy B y C son materiales resistentes a la corrosión en el material de la superficie de sellado de la válvula, adecuados para ácido mineral corrosivo, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, gas HCI húmedo y medios oxidantes fuertes con una temperatura de 371 ℃ (dureza de 14RC) y cloro. Solución de ácido libre con una temperatura de 538 ℃ (dureza de 23RC)

 

Carburo

La aleación de estelita tiene buena resistencia a la corrosión, resistencia a la erosión y resistencia a la abrasión, adecuada para diferentes aplicaciones de la válvula y temperatura: 268 ~ + 650 ℃ en una variedad de medios corrosivos, es un tipo de material de superficie de sellado ideal, utilizado principalmente en válvulas criogénicas ( - 46 ℃ -254 ℃), válvula de alta temperatura (temperatura de trabajo de la válvula 425 ℃ >, material del cuerpo para WC6, WC9, ZGCr5Mo, la resistencia al desgaste de la válvula (incluidos diferentes niveles de temperatura de trabajo de resistencia al desgaste y resistencia a la erosión de la válvula), resistencia al azufre y válvula de alta presión, etc. Debido al alto precio de la aleación de estelita para revestimiento de superficies, para el sistema de aguas negras y el sistema de mortero utilizados en la producción de gas químico de carbón, se requiere la superficie de bola de la válvula de bola extremadamente dura y resistente al desgaste. utilizar el spray supersónico WC (carburo de tungsteno) o Cr23C6 (carburo de cromo).

 

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Válvulas de compuerta utilizadas para plantas nucleares.

Válvula nuclear se refiere a las válvulas utilizadas en la Isla Nuclear (NI), la Isla Convencional (CI) y las instalaciones auxiliares, el equilibrio del sistema de Isla Nuclear (BOP) de la central eléctrica. Estas válvulas se pueden dividir en clase Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, no nucleares según sus requisitos de seguridad en secuencia. Las válvulas son el equipo de control más utilizado para el transporte de medios fluidos y la parte esencial de la central nuclear.

Nuclear Island es el núcleo de una planta de energía nuclear donde la energía nuclear se convierte en energía térmica, incluido el Sistema de suministro de vapor nuclear (NSSS) y la instalación auxiliar de Nuclear Island (BNI). El NCI es el caballo de batalla de las centrales nucleares, donde el calor se convierte en electricidad (incluidas las turbinas de vapor hasta la producción de energía). El uso de válvulas en los tres sistemas de NI, CI y BOP es 43.5%, 45% y 11.5% respectivamente.

Una central nuclear con reactor de agua a presión necesitará alrededor de 1,13 millones de válvulas NI, que se pueden dividir en válvulas de compuerta, válvulas de globo, válvulas de retención, válvulas de bola, válvulas de mariposa, válvulas de diafragma, válvulas de alivio de presión y válvulas de regulación (control) según las tipos de válvulas. Esta sección presenta principalmente válvulas de compuerta en las clases (especificación) de seguridad nuclear Ⅰ y Ⅱ.

El diámetro de las válvulas de compuerta para isla nuclear es generalmente DN 80 mm-350 mm. Se sugieren forjados; se pueden usar para cuerpos de válvulas de compuerta de clase grado Ⅰ y se permiten piezas fundidas para cuerpos de válvulas de compuerta de clase nuclear 2 y 3. Sin embargo, las piezas forjadas se usan a menudo porque la calidad de la fundición no es fácil de controlar y garantizar. El cuerpo de la válvula y el casquete de la válvula nuclear generalmente están conectados con bridas, lo que agrega un proceso de soldadura de sellado de labios y hace que el sellado sea más confiable. Para evitar fugas del medio, generalmente se adopta la correa de empaque de doble capa y se utiliza el dispositivo de pretensión de resorte de disco para evitar que el empaque se afloje. Estas válvulas de compuerta pueden accionarse manual o eléctricamente. Se debe tener en cuenta la influencia de la inercia rotacional del motor sobre la fuerza de cierre del dispositivo de transmisión eléctrica de la válvula de compuerta eléctrica. Es mejor utilizar el motor con función de frenado para evitar sobrecargas.

Según la estructura de su cuerpo, la válvula de compuerta nuclear se puede dividir en válvula de compuerta simple elástica de cuña, válvula de compuerta doble de cuña, válvula de compuerta doble paralela con pretensión de resorte y válvula de compuerta doble paralela con bloque superior.

La válvula de compuerta única elástica tipo cuña se caracteriza por sus asientos de sellado confiables y se requiere la coincidencia del ángulo entre la superficie de sellado de la compuerta y el cuerpo de la válvula, lo cual se usa ampliamente en el sistema de circuito principal de las plantas de energía nuclear. La válvula de compuerta de doble placa tipo cuña es una válvula común en las centrales térmicas, su ángulo de cuña de doble placa se puede ajustar por sí sola, sellado más confiable y mantenimiento conveniente.

La carga de una válvula de doble compuerta paralela con precarga de resorte no aumentará bruscamente cuando la compuerta esté cerrada, pero la compuerta nunca libera el asiento de la válvula formado por el resorte cuando se abre y se cierra, lo que provoca un mayor desgaste de la superficie de sellado. La válvula de compuerta doble de tipo paralelo de bloque superior proporciona un rendimiento de sellado más confiable que el uso del bloque superior para hacer que el plano inclinado de las dos compuertas se tambalee para cerrar la válvula de compuerta.

En la isla nuclear también se utiliza válvula de compuerta sin empaquetadura. La válvula de compuerta operada hidráulicamente que depende de su propia agua presurizada para empujar el pistón para abrir o cerrar la válvula. La válvula de compuerta eléctrica completamente cerrada utiliza un motor especial para operar la compuerta mediante un mecanismo de desaceleración planetario interno que está sumergido en agua. Sin embargo, estas dos válvulas de compuerta tienen las desventajas de una estructura compleja y un alto costo.

 

En términos generales, las características de las válvulas de compuerta para islas nucleares deberían ser:

1) Válvula de compuerta paralela de placa de doble compuerta hidráulica soldada con presión nominal PN17.5 Mpa, temperatura de trabajo de hasta 315 ℃ y diámetro nominal DN350 ~ 400 mm.

2)La válvula de doble compuerta eléctrica tipo cuña aplicada en el circuito primario de refrigerante de agua ligera tendría una presión nominal PN45.0Mpa, una temperatura de 500 ℃ y un diámetro nominal de DN500 mm.

3)La válvula eléctrica de doble compuerta tipo cuña utilizada en la vía principal de una central nuclear con reactor moderado por grafito debe tener una presión nominal de PN10,0 Mpa, un diámetro nominal de DN800 mm y una temperatura de funcionamiento de hasta 290 ℃.

4) La válvula de compuerta de placa elástica eléctrica conectada soldada se adopta en tuberías de vapor y agua de proceso de plantas de turbinas de vapor con una presión nominal pn2.5mpa, temperatura de trabajo 200 ℃, diámetro nominal DN100 ~ 800 mm.

5)La válvula de doble compuerta con orificio de desvío se utiliza en la planta de energía nuclear con reactor de agua en ebullición moderado por grafito de alta potencia. Su presión nominal es PN8.0MPa mientras que la apertura o cierre de la válvula se realiza cuando la caída de presión es ≤1.0MPa.

6) La válvula de compuerta de placa elástica con empaque de sellado congelado es ideal para plantas de energía nuclear de reactor rápido.

7) Válvula de doble compuerta tipo cuña con capó autosellante de presión interna para unidad de reactor hidroeléctrico de agua con presión nominal pn16.0mpa y diámetro nominal DN500mm.

8) Las válvulas de doble compuerta tipo cuña con resortes de mariposa en las piezas de desplazamiento normalmente están atornilladas, bridadas y selladas con soldadura.

¿Qué material es mejor para el cuerpo de válvulas industriales? ¿A105 o WCB?

El material común del cuerpo de la válvula incluye acero al carbono, acero al carbono de baja temperatura (ASTM A352 LCB/LCC), acero aleado (WC6, WC9), acero inoxidable austenítico (ASTM A351 CF8), aleación de titanio de aleación de cobre fundido, aleación de aluminio, etc., de los cuales el acero al carbono es el material de carrocería más utilizado. ASTM A216 WCA, WCB y WCC son adecuados para válvulas de media y alta presión con una temperatura de trabajo entre -29 y 425 ℃. GB 16Mn y 30Mn se utilizan a temperaturas entre -40 y 450 ℃, son materiales alternativos comúnmente utilizados como ASTMA105. Ambas contienen 0.25 de Carbono, aquí aclaremos la diferencia entre las válvulas WCB y A105:

  1. Diferentes materiales y estándares.

Acero al carbono para válvulas A105 significa acero forjado según la norma ASTM A105. A105 es un material común que pertenece a la norma estadounidense ASTMA105/A105M y GB/T 12228-2006 (básicamente equivalente).

La válvula WCB de acero al carbono pertenece a la especificación ASTM A216 con grados WCA y WCC, que presentan ligeras diferencias en cuanto a propiedades químicas y mecánicas, equivalente a la marca nacional ZG310-570 (ZG45).

 

  1. Diferentes métodos de moldeo

La válvula A105 se puede forjar mediante deformación plástica para mejorar la estructura interna, buenas propiedades mecánicas e incluso el tamaño del grano.

Las válvulas WCB forman líquido fundido que puede causar segregación de tejido y defectos y se pueden usar para fundir piezas de trabajo complejas.

 

  1. Rendimiento diferente

La ductilidad, tenacidad y otras propiedades mecánicas de las válvulas de acero forjado A105 son mayores que las de las piezas fundidas WCB y pueden soportar una mayor fuerza de impacto. Algunas piezas importantes de la máquina deberían estar fabricadas de acero forjado.

Las válvulas de acero fundido WCB se pueden dividir en acero al carbono fundido, acero fundido de baja aleación y acero especial fundido, que se utilizan principalmente para fabricar piezas con formas complejas, difíciles de forjar o mecanizar y que requieren mayor resistencia y plasticidad.

 

En términos de las propiedades mecánicas de los materiales, las piezas forjadas del mismo material tienen un mejor rendimiento que las piezas fundidas debido a la estructura de grano más densa y una mejor estanqueidad, pero a un mayor costo, lo que es adecuado para requisitos elevados o temperaturas inferiores a 427 ℃, como el reductor de presión. Recomendamos que el material del cuerpo de la cubierta A105 sea para válvulas de tamaño pequeño o válvula de alta presión, Material WCB para válvulas de gran tamaño o válvulas de media y baja presión debido al costo de apertura del molde y la tasa de utilización del material de forjado.

 

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Efecto del elemento de aleación Mo en acero.

El elemento molibdeno (Mo) es un carburo fuerte y fue descubierto en 1782 por el químico sueco HjelmPJ. Suele existir en aceros aleados en cantidades inferiores a 1%. El acero al cromo-molibdeno puede reemplazar al acero al cromo-níquel a veces para producir algunas piezas de trabajo importantes, como válvulas de alta presión, recipientes a presión y se ha utilizado ampliamente en estructuras de acero carburizado templado, acero para resortes, acero para cojinetes, acero para herramientas, acero inoxidable resistente a los ácidos, acero resistente al calor y acero magnético. Si estás interesado, sigue leyendo.

Efecto de la microestructura y tratamiento térmico del acero.

1) Mo puede disolverse sólidamente en ferrita, austenita y carburo, y es un elemento para reducir la zona de la fase austenita.

2) El bajo contenido de Mo formó la cementita con hierro y carbono, y el carburo especial de molibdeno se puede formar cuando el contenido es alto.

3) Mo mejora la templabilidad, que es más fuerte que el cromo pero peor que el manganeso.

4) Mo mejora la estabilidad del templado del acero. Como elemento único de aleación, el molibdeno aumenta la fragilidad del acero por temple. Al coexistir con cromo y manganeso, el Mo reduce o inhibe la fragilidad del temperamento causada por otros elementos.

 

Efecto sobre las propiedades mecánicas del acero.

1) Mejoró la ductilidad, tenacidad y resistencia al desgaste del acero.

2) Mo tiene un efecto fortalecedor de solución sólida sobre la ferrita, que mejora la estabilidad del carburo y así mejora la resistencia del acero.

3) Mo aumenta la temperatura de reblandecimiento y la temperatura de recristalización después del fortalecimiento de la deformación, aumentando en gran medida la resistencia a la fluencia de la ferrita, inhibiendo efectivamente la acumulación de cementita a 450 ~ 600 ℃, promoviendo la precipitación de carburos especiales y convirtiéndose así en el elemento de aleación más eficaz para mejorar la resistencia térmica del acero.

 

Efecto sobre las propiedades físicas y químicas del acero.

1) Mo puede mejorar la resistencia a la corrosión del acero y prevenir la resistencia a la corrosión por picaduras en una solución de cloruro PARA aceros inoxidables austeníticos.

1) Cuando la fracción de masa de molibdeno es superior a 3%, la resistencia a la oxidación del acero se deteriora.

3) La fracción de masa de Mo inferior a 8% aún se puede forjar y laminar, pero cuando el contenido es mayor, aumentará la resistencia a la deformación del acero ante la maquinabilidad en caliente.

4) En el acero magnético con un contenido de carbono de 1,5% y un contenido de molibdeno de 2%-3%, se pueden mejorar la sensibilidad magnética residual y la coercitividad.

¿Para qué se utiliza el material PEEK?

La polieteretercetona (PEEK) es un polímero de alto rendimiento (HPP) inventado en el Reino Unido a finales de los años 1970. Se considera uno de los seis principales plásticos de ingeniería especializados junto con el sulfuro de polifenileno (PPS), la polisulfona (PSU), la poliimida (PI), el éster poliaromático (PAR) y el polímero de cristal líquido (LCP).

PEEK ofrece excelentes propiedades mecánicas en comparación con otros plásticos de ingeniería especiales. Por ejemplo, tiene resistencia a altas temperaturas de 260 ℃, buena autolubricidad, resistencia a la corrosión química, retardante de llama, resistencia al pelado, resistencia a la abrasión y resistencia a la radiación. Ha sido ampliamente utilizado en los campos aeroespacial, de fabricación de automóviles, electrónica y eléctrica, médica y de procesamiento de alimentos. Los materiales PEEK que han sido reforzados y modificados mediante mezclas, rellenos y compuestos de fibras tienen mejores propiedades. Aquí describiremos la aplicación de PEEK en detalle.

Electrónica

Los materiales PEEK son excelentes aislantes eléctricos y mantienen un excelente aislamiento eléctrico en entornos de trabajo hostiles como altas temperaturas, alta presión y alta humedad. En la industria de los semiconductores, la resina PEEK se utiliza a menudo para fabricar portadores de obleas, diafragmas aislantes electrónicos y diversos dispositivos de conexión. También se utiliza en películas aislantes para portadores de obleas, conectores, placas de circuito impreso, conectores de alta temperatura, etc.

El recubrimiento en polvo PEEK se cubre sobre la superficie del metal mediante pintura con brocha, pulverización térmica y otros métodos para obtener un buen aislamiento y resistencia a la corrosión. Los productos de recubrimiento PEEK incluyen electrodomésticos, electrónica, maquinaria, etc. También se puede utilizar para llenar columnas para análisis de cromatografía líquida y tubos superfinos para conexión.

Actualmente, los materiales PEEK también se utilizan en circuitos integrados fabricados por empresas japonesas. El campo de la electrónica y los aparatos eléctricos se ha convertido gradualmente en la segunda categoría de aplicación más grande de la resina PEEK.

 

Fabricación Mecánica

Los materiales PEEK también se pueden utilizar en equipos de almacenamiento y transporte de petróleo/gas natural/agua ultrapura, como tuberías, válvulas, bombas y volumímetros. En la exploración de petróleo, se puede utilizar para fabricar sondas de contactos mecánicos de minería de tamaños especiales.

Además, el PEEK se utiliza a menudo para fabricar válvulas deflectoras, anillos de pistón, sellos y diversos componentes de válvulas y bombas químicas. También para hacer que el impulsor de la bomba de vórtice reemplace el acero inoxidable. PEEK todavía se puede unir con varios adhesivos a altas temperaturas, por lo que los conectores pueden ser otro nicho de mercado potencial.

 

Aparatos e instrumentos médicos.

El material PEEK no solo se utiliza para equipos quirúrgicos y dentales e instrumentos médicos con altos requisitos de esterilización, sino que también puede reemplazar el hueso artificial metálico. Se caracteriza por su biocompatibilidad, peso ligero, no tóxico, fuerte resistencia a la corrosión, etc. y es un material similar al del cuerpo humano en cuanto a módulo de elasticidad. (PEEK 3,8GPa, hueso esponjoso 3,2-7,8Gpa y hueso cortical 17-20Gpa).

 

Aeroespacial y aviación

Las excelentes propiedades retardantes de llama del PEEK le permiten reemplazar el aluminio y otros metales en varios componentes de aeronaves, reduciendo el riesgo de incendio. Los materiales poliméricos de PEEK han sido certificados oficialmente por varios fabricantes de aeronaves y también son elegibles para suministrar productos de estándar militar.

 

Automóvil

Los materiales poliméricos PEEK tienen varias ventajas, como alta resistencia, peso ligero y buena resistencia a la fatiga, y son fáciles de procesar en componentes con una tolerancia mínima. Pueden sustituir con éxito los metales, los compuestos tradicionales y otros plásticos.

 

Fuerza

PEEK es resistente a altas temperaturas, radiación e hidrólisis. La estructura de bobinas de cables y alambres fabricada por PEEK se ha utilizado con éxito en centrales nucleares.

 

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La diferencia entre válvula de globo y válvula de mariposa.

La válvula de globo y la válvula de mariposa son dos válvulas comunes que se utilizan para controlar el flujo en la tubería. El disco de la válvula de globo se mueve en línea recta a lo largo de la línea central del asiento para abrir y cerrar la válvula. El eje del vástago de la válvula de globo es perpendicular a la superficie de sellado del asiento de la válvula y el recorrido de apertura o cierre del vástago es relativamente corto, lo que hace que esta válvula sea muy adecuada para cortar o ajustar y estrangular el flujo.

 

El disco en forma de placa de la válvula de mariposa gira alrededor de su propio eje en el cuerpo para cortar y estrangular el flujo. La válvula de mariposa se caracteriza por su estructura simple, pequeño volumen, peso ligero, composición de solo unas pocas piezas y apertura y cierre rápidos mediante rotación de solo 90°, control rápido de medios fluidos, que puede usarse para medios con sólidos suspendidos. partículas o medios en polvo. Aquí discutiremos la diferencia entre ellos, si está interesado, siga leyendo.

 

  1. Estructura diferente. El válvula de globo se compone de asiento, disco, vástago, capó, volante, prensaestopas, etc. Una vez abierta, no hay contacto entre el asiento de la válvula y la superficie de sellado del disco. La válvula de mariposa se compone principalmente de cuerpo de válvula, vástago, placa de mariposa y anillo de sellado. El cuerpo de la válvula es cilíndrico, de longitud axial corta, su apertura y cierre suele ser inferior a 90°, cuando está completamente abierta, ofrece una pequeña resistencia al flujo. La válvula de mariposa y la varilla de mariposa no tienen capacidad de autobloqueo. Para considerar la placa de mariposa, se debe instalar un reductor de tornillo sin fin en el vástago de la válvula. Lo que puede hacer que la placa de mariposa tenga capacidad de autobloqueo para detener la placa de mariposa en cualquier posición y mejorar el rendimiento operativo de la válvula.
  2. Funciona de manera diferente. La válvula de globo eleva el vástago cuando se abre o se cierra, lo que significa que el volante gira y se eleva junto con el vástago. Para válvula de mariposa, placa de mariposa en forma de disco en el cuerpo alrededor de su propio eje de rotación, para lograr el propósito de apertura y cierre o ajuste. El plato de mariposa es accionado por el vástago de la válvula. Si gira más de 90°, se puede abrir y cerrar una vez. El flujo de medio se puede controlar cambiando el ángulo de desviación de la placa de mariposa. Cuando se abre en el rango de aproximadamente 15 ° ~ 70 ° y control de flujo sensible, en el campo del ajuste de gran diámetro, las aplicaciones de válvulas de mariposa son muy comunes.
  3. Diferentes funciones. La válvula de globo se puede utilizar para cortar y regular el flujo. Una válvula de mariposa es adecuada para regulación de caudal, generalmente en estrangulación, control de ajuste y medio de lodo, longitud de estructura corta, velocidad de apertura y cierre rápida (1/4 Cr). La pérdida de presión de la válvula de mariposa en la tubería es relativamente grande, aproximadamente tres veces mayor que la de la válvula de compuerta. Por lo tanto, al seleccionar una válvula de mariposa, se debe considerar completamente la influencia de la pérdida de presión del sistema de tuberías, y también se debe considerar la resistencia de la placa de mariposa que soporta la presión media de la tubería al cerrar. Además, se deben tener en cuenta las limitaciones de temperatura de funcionamiento del material del asiento elástico a altas temperaturas.
  4. La válvula de mariposa industrial suele ser una válvula de gran diámetro que se utiliza para conductos de humos y gasoductos de temperatura media y alta. La pequeña longitud y altura total de la estructura de la válvula, su rápida velocidad de apertura y cierre, hacen que tenga un buen control de fluidos. Cuando se requiere la válvula de mariposa para controlar el flujo de uso, lo más importante es elegir las especificaciones y tipos correctos de válvula de mariposa, para que pueda ser un trabajo apropiado y efectivo.

 

En general, una válvula de globo se usa principalmente para abrir/cerrar y regular el flujo de tuberías de diámetro pequeño (tubo de derivación) o extremo de tubería, la válvula de mariposa se usa para abrir y cerrar y regular el flujo de tubería de derivación. Organizar según la dificultad del interruptor: válvula de cierre > válvula de mariposa; Dispuestos por resistencia: válvula de globo > válvula de mariposa; por rendimiento de sellado: válvula de globo > válvula de mariposa y válvula de compuerta; Por precio: válvula de globo > válvula de mariposa (excepto válvula de mariposa especial).