Các loại vật liệu chế tạo van công nghiệp trên thế giới

Khi tìm hiểu về van công nghiệp nói riêng và ngành công nghiệp nói chung chắc hẳn bạn đọc sẽ thấy tên viết tắt hoặc ký hiệu vật liệu chế tạo. Bài viết này xin tổng hợp lại các loại vật liệu chế tạo van phổ biến trên thế giới.

Đồng - Bronze

Phần lớn các van được cung cấp hàng năm cho ngành công nghiệp được làm từ vật liệu màu, chủ yếu là 'đồng thau' hoặc đồng thau. Đồng trong sản xuất van thường là hợp kim của đồng, thiếc, chì và kẽm. Nếu yêu cầu đồng không có kẽm thì điều này phải được quy định. Đặc biệt, độ bền vật lý, độ ổn định cấu trúc và khả năng chống ăn mòn của đồng làm cho nó rất thích hợp cho nhiều ứng dụng khác nhau trong các yêu cầu công nghiệp. Đồng cũng đặc biệt có lợi cho việc sản xuất quy mô lớn về kinh tế với kích thước van nhỏ hơn và thuận tiện, phần lớn các ứng dụng công nghiệp dành cho kích thước van lên đến 100 mm. Mặc dù van bằng đồng được sử dụng hầu hết cho các ứng dụng ở nhiệt độ tương đối khiêm tốn, một số loại bằng đồng thích hợp với nhiệt độ lên đến khoảng 280 ° C.

Copper - Đồng đỏ

Đồng đỏ là loại đồng nguyên chất có màu đỏ. Đồng được sử dụng cho nhiều sản phẩm bởi tính dẫn điện cao, khả năng chống ăn mòn, khả năng định dạng tốt…Các phụ kiện đường ống, van công nghiệp, dây cáp điện đều sử dụng đồng, đồng còn dễ dàng hàn và đánh bóng. Ngoài ra Đồng còn có khả năng chống vi khuẩn và có thể 99,99% vi khuẩn sau hơn 2 giờ tiếp xúc.

Brass - Đồng thau

Đồng thau là hợp kim giữa đồng và kẽm, nó có màu vàng nhạt và trông giống vàng nên nhiều người cũng gọi nó là đồng vàng. Tùy vào tỷ lệ kẽm trong hỗn hợp mà nó thay đổi về màu sắc, độ dẻo và độ bền.

Nếu hàm lượng kẽm từ 32% – 39%, nó sẽ tăng khả năng chịu nóng nhưng hạn chế khả năng chịu lạnh

Nếu hàm lượng kẽm >39%, nó có độ bền tăng và giảm độ dẻo

Đồng thau ứng dụng nhiều trong trang trí, nhạc cụ và trong công nghiệp

Cast iron - Gang

Van gang mang lại lợi thế về chi phí đáng kể và có nhiều ứng dụng dịch vụ được phép trong thực tế mọi lĩnh vực công nghiệp. Chúng thường được sử dụng trong các dịch vụ nước, hơi nước, dầu và khí đốt và được tìm thấy nhiều ứng dụng trong việc xử lý hóa chất, thuốc nhuộm, sơn, hàng dệt và nhiều sản phẩm công nghiệp khác mà mức độ ô nhiễm sắt là ít hoặc không gây hậu quả. Phạm vi nhiệt độ hoạt động cho van gang thường là từ môi trường xung quanh lên đến khoảng 220 ° C. Van cũng có sẵn ở dạng sắt sg (graphit hình cầu) (còn được gọi là sắt nốt hoặc gang dẻo), một dạng gang trong đó graphit hiện diện chủ yếu ở dạng nốt hoặc hình cầu thay vì ở dạng mảnh như trong gang xám. Sự thay đổi cấu trúc của kim loại này mang lại cho nó những đặc tính cơ học vượt trội hơn so với những đặc tính cơ học của sắt xám thông thường mà không ảnh hưởng đến các đặc tính khác của nó. Do đó, van làm bằng sắt sg có thể được sử dụng cho áp suất vận hành cao hơn so với van làm bằng sắt xám.

Cast iron là vật liệu phổ biến nhất trong các loại vật liệu dùng chế tạo thân van công nghiệp, đồng hồ nước.

Các loại gang sử dụng trong ngành chế tạo van công nghiệp và phụ kiện ngành nước bao gồm các loại:

• Cast iron (gang nói chung)
• Ductile cast iron (gang dẻo)
• Gray cast iron (gang xám)
• White cast iron (gang trắng/ gang cầu)

Ký hiệu các loại gang 

• Cast iron (Gang): FC, FC200, FC250, A48, A126, JL1040…
• Ductile cast iron (Gang dẻo): FC400-15, FC450-10, A536, FCD-S….
• Gray cast iron (Gang xám): HT100, HT150, HT200, HT250, HT300, HT350…

Trong các loại gang thì gang xám (gray cast iron) là loại gang phổ biến bởi tính tính năng và giá thành rẻ hơn so với các loại gang khác.

Stainless Steel - thép không gỉ

Thép không gỉ chứa khoảng 18% crom và 8% niken, thép không gỉ 18-8 Austenit, thường được sử dụng làm vật liệu thân và nắp ca-pô cho các dịch vụ ở nhiệt độ cao và nhiệt độ cao và trong các điều kiện ăn mòn cao. Việc bổ sung molypden vào thép loại 18-8 cơ bản và tăng nhẹ niken về mặt vật chất làm tăng đặc tính chống ăn mòn của nó và van làm bằng thép 18-10-3 Mo được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp hóa chất để xử lý axit axetic, axit nitric, kiềm, dung dịch tẩy trắng, sản xuất thực phẩm, nước trái cây, axit lưu huỳnh, rượu thuộc da và nhiều hóa chất công nghiệp khác. 

Để sử dụng ở nhiệt độ cao, một sửa đổi khác được thực hiện bằng cách thêm niobi và thép này, được gọi là 18-10-Nb, phù hợp với nhiệt độ lên đến 800 ° C. 
Thép không gỉ Austenit thường không bị biến dạng ở nhiệt độ cực thấp, vì vậy các van bằng vật liệu như 18-8 và 18-10-3Mo rất thích hợp để vận hành trên các dịch vụ đông lạnh; các ví dụ là việc xử lý các khí hóa lỏng như khí tự nhiên, mêtan, oxy và nitơ.

Plastics - Chất dẻo

Chất dẻo và chất đàn hồi Chất dẻo và chất đàn hồi được sử dụng trong cấu tạo van nơi yêu cầu khả năng chống ăn mòn và độ sạch cũng như để sản xuất số lượng van và linh kiện bằng cách đúc ở đó các bộ phận hoàn thiện có thể được chế tạo chính xác, có hình thức và bề mặt hoàn thiện tốt.

Van bướm được lót hoàn toàn & PTFECác đặc tính cơ học và phạm vi hoạt động ở nhiệt độ của các vật liệu này ít hơn so với hầu hết các kim loại nhưng với sự lựa chọn và thiết kế phù hợp, đây không phải là một bất lợi nghiêm trọng đối với nhiều ứng dụng.

Các van hoàn chỉnh, thường là loại bóng, phích cắm hoặc màng ngăn, được đúc bằng nhựa, sau đây là các vật liệu phổ biến hơn được sử dụng: polyvinyl clorua không hóa dẻo (PVC), polyvinyl clorua clo hóa (CPVC), polypropylene polyvinylidene fluoride (PVDF).

Những vật liệu này có khả năng chống chịu tuyệt vời với nhiều loại hóa chất và nhiều hợp chất được chấp thuận sử dụng cho thực phẩm. Các van như vậy được sử dụng trong các hệ thống đường ống bằng nhựa, nơi kết nối có thể được thực hiện bằng dung môi hoặc hàn nung chảy cũng như với các mối nối có ren hoặc mặt bích.

Giới hạn nhiệt độ trên của các vật liệu này thay đổi từ khoảng 60 ° C đối với PVC đến 150 ° C đối với PVDF. Nhiệt độ và áp suất hoạt động thực tế có liên quan chặt chẽ với nhau và sẽ thay đổi theo kích thước van. Nhiều loại nhựa được sử dụng cho các bộ phận cấu trúc van nhất định, chẳng hạn như bonnet, tay quay và trục xoay. Sau đây là các vật liệu phổ biến hơn được sử dụng: polypropylene, acrylonitrile butadiene styrene, nylon, polycarbonate, polyphenylene oxide, acetal.

Nhiều vật liệu trong số này có độ bền kéo và độ dẻo dai tốt và các đặc tính của chúng có thể được tăng cường khi bổ sung chất độn, chẳng hạn như sợi thủy tinh. Việc sử dụng chất dẻo thường bị hạn chế đối với các thành phần van tương đối nhỏ và loại trừ các ứng dụng liên quan đến nhiệt độ khắc nghiệt.

Chất dẻo được sử dụng để lót thân van ở những nơi cần duy trì áp suất làm việc đầy đủ của van và tận dụng tính chất chống ăn mòn và nhiệt độ của chất dẻo. Các lớp lót thường được đúc vào thân van và chính thân van tạo thành phần bên ngoài của dụng cụ đúc.

Lớp lót bằng nhựa được áp dụng cho một số loại van khác nhau, bao gồm van bướm , màng ngăn, van bi và van cắm.

Các lớp lót bằng chất dẻo thân van thường được giới hạn ở những vật liệu có đặc tính kháng hóa chất tốt nhất. Các vật liệu sau được sử dụng chủ yếu: polypropylene, polyvinylidene fluoride (PVDF), fluorinated ethylene propylene (FEP), ethylene tetrafluoroethylene (ETFE), perfluoro alkoxy (PFA).

Van bướm TTV lót PTFECác fluoropolyme có khả năng chống lại rất nhiều loại hóa chất và giới hạn nhiệt độ trên của chúng có thể lên tới 200 ° C. Chất đàn hồi cũng được sử dụng ở mức độ lớn cho lớp lót thân van. Chúng có thể được đúc theo cách tương tự như nhựa nhưng một phương pháp áp dụng phổ biến, đặc biệt là đối với van lớn, là lấy một tấm chất đàn hồi và 'điều chỉnh' nó vào bên trong thân van.

Một loạt các chất đàn hồi được sử dụng theo cách này và phù hợp nhất cho nhiều dịch vụ hóa chất cũng như có khả năng chống mài mòn tốt. Trong số các vật liệu thường được sử dụng là: cao su tự nhiên, cao su styrene, cao su polyurethane, cao su ethylene propylene, cao su butyl, cao su nitrile, cao su neoprene.

Chất dẻo và chất đàn hồi được sử dụng làm lớp phủ van với mục đích trang trí cũng như chống ăn mòn. Chúng được áp dụng bằng kỹ thuật phun hoặc phủ nhúng. Trên bề mặt bên ngoài, lớp phủ epoxy và nylon cho hình thức đẹp và chống ăn mòn. Các vật liệu này cũng được áp dụng cho bề mặt van bên trong nhưng để chống ăn mòn tốt hơn, các lớp phủ fluoropolymer như PVDF và ethylene chlorotrifluoroethylene (ECTFE) được sử dụng. Nhiều chất đàn hồi đã được mô tả được áp dụng cho các thành phần van ở dạng sơn bằng cách sử dụng dung môi thích hợp.

Mặc dù độ dày của các lớp phủ này bị hạn chế, nhưng các lớp liên tục được áp dụng và đạt được mức độ bảo vệ chống ăn mòn cao. Sẽ thấy rằng có một số lượng lớn chất dẻo và vật liệu đàn hồi có sẵn để sử dụng trong cấu tạo van theo các phương pháp được mô tả.

Sẽ thấy rằng có một số lượng lớn chất dẻo và vật liệu đàn hồi có sẵn để sử dụng trong cấu tạo van theo các phương pháp được mô tả. Mặc dù một số chỉ dẫn về đặc tính của chúng đã được đưa ra, nhưng tính phù hợp của một vật liệu nhất định đối với dịch vụ van phụ thuộc vào một số yếu tố. Luôn luôn phải tham khảo tài liệu và khuyến nghị của nhà sản xuất.