شیرهای صنعتی ابزارهای مهمی هستند که در کاربردهای صنعتی مختلف برای مدیریت جریان سیال مانند مایعات، گازها و دوغاب مورد استفاده قرار می گیرند. این دستگاه‌های مکانیکی نقش مهمی در کاربردهای مختلف صنعتی ایفا می کنند و عملکرد روان و کارایی سیستم‌های مختلف را تضمین می‌کنند. طیف وسیعی از آلیاژهای شیرآلات صنعتی وجود دارند که هر یک دارای خصوصیت‌های متفاوتی هستند. هر کدام از آن‌ها برای کار با انواع مختلف سیالات و تضمین ایمنی عملیات صنعتی تولیده شده‌اند. در ادامه این مطلب انواع آلیاژ شیر صنعتی را به شما معرفی خواهیم کرد.
انواع آلیاژهای شیرآلات صنعتی
متریال شیرآلات صنعتی نقش مهمی در تعیین خواص مکانیکی و فیزیکی آن‌ها دارند. در واقع با توجه به استانداردهای تعریف شده برای این دسته از تولیدات صنعتی، انواع متنوعی از شیرآلات صنعتی تولید و عرضه می‌شوند. فلزات مختلفی وجود دارند که به نسبت مشخصی با یک دیگر ترکیب می‌شوند و از آلیاژ به دست آمده شیرآلات صنعتی ساخته می شوند.
آلیاژ فولاد کربنی
این آلیاژ خواص مکانیکی بسیار خوبی داشته و مقاومت خوبی در برابر خوردگی تنشی و سولفیدها دارد. فولاد کربنی دارای استحکام در دماهای بالا و پایین است. آلیاژهای شیرآلات صنعتی فولاد کربنی بسیار سخت است و دارای مقاومت خستگی عالی است.
شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد کربنی
شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد کربنی عمدتا در دریچه‌های دروازه، گلوب و چک شیر برای کاربردهایی تا دمای 454 درجه سانتیگ مورد استفاده قرار می گیرد.
آلیاژ فولاد زنگ نزن
فولاد زنگ نزن آلیاژی از آهن، کربن و کروم است. آهن ضد زنگ به دلیل ساختار مارتنزیتی و محتوای آهن آن معمولا دارای خاصیت مغناطیسی است. فولاد ضد زنگ سری 400 در برابر اکسیداسیون دمای بالا مقاوم است و خواص فیزیکی و مکانیکی آن نسبت به فولاد کربنی بهبود یافته‌تر است. اکثر فولادهای ضد زنگ سری 400 قابلیت استفاده در عملیات حرارتی را دارند.
آلیاژهای فلزی شیرهای صنعتی فولاد ضد زنگ 316 نیز آلیاژی از آهن، کربن، نیکل و کروم است. فولاد ضد زنگ غیر مغناطیسی انعطاف‌پذیری بیشتر از سری 400 دارد. در ساختار آستنیتی، فولاد زنگ نزن 316 مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی در طیف وسیعی از محیط‌‌ها را دارد، در برابر خوردگی استرس حساس نیست که البته برای سطوح بالاتر H2S که معمولا در کاربردهای سرچاهی یافت میشود مناسب نیست. همچنین تحت تأثیر عملیات حرارتی قرار نمی‌گیرد.
آلیاژ فولاد زنگ نزن 17-4 PH – یک فولاد ضدزنگ مارتنزیتی است که در اثر بارش سخت شده است در نتیجه استحکام و سختی بالایی دارد. PH 17.4 بهتر از هر یک از فولادهای زنگ نزن سری 400 در برابر حملات خورنده مقاومت می کند و در اکثر شرایط مقاومت در برابر خوردگی آن به فولاد ضد زنگ سری 300 نزدیک میشود.
آلیاژ 20Cb-3 – یک نمونه دیگ از آلیاژهای ضد زنگ است. جنس آلیاژ شیرآلات ساختمانی این دسته دارای مقادیر بیشتری نیکل و کروم نسبت به فولاد ضد زنگ سری 300 است و با افزودن کلمبیوم، این آلیاژ ترک خوردگی تنشی را به تاخیر می‌اندازد و مقاومت در برابر اسید سولفوریک را بهبود می‌بخشد.
شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد زنگ نزن
رایج‌ترین کاربرد شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد زنگ نزن سری 400 در شیرها برای مواد ساقه در انواع شیر پروانه ای، و قطعات تریم مانند نشیمنگاه، بوش‌های صندلی عقب، دیسک‌ها، گوه‌ها و غیره در دروازه فولادی ریخته‌گری، گلوب و شیرهای چک می باشد. سری 316 نیز در بدنه سوپاپ و یا مواد تزئینی استفاده میشود.
PH 17.4 در درجه اول به عنوان یک ماده ساقه برای انواع شیر پروانه ای و انواع شیر توپی و همچنین هر کاربرد دریچه‌ای که نیاز به ساقه استحکام برتر دارد استفاده میشود.
آلیاژ 20Cb-3 – به طور گسترده در تمام مراحل پردازش شیمیایی آلیاژهای شیرآلات صنعتی استفاده میشود. انواع check valve معمولاً از جنس‌هایی چون برنز، چدن و فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند.
آلیاژ چدن
آلیاژهای بدنه شیرآلات صنعتی این دسته دارای ترکیبی مشابه آهن خاکستری هستند. در ساخت آن‌ها به صورت ویژه ساختار متالورژیکی را اصلاح می‌کنند که این فرایند خواص مکانیکی بهتری را به همراه دارد. برخی از گریدها برای بهبود شکل پذیری تحت عملیات حرارتی قرار می‌گیرند.
شیرهای صنعتی با آلیاژ چدن
چدن داکتیل دارای خواص مقاومتی فولاد با استفاده از تکنیک‌های ریخته‌گری مشابه با آهن خاکستری است و برای کلاس 250 و همچنین کلاس 125 در اندازه‌های بزرگتر انواع شیرهای صنعتی استفاده میشود. کاربرد پلاگ ولو در صنعت بسیار است و معمولا از جنس آلیاژ چدن است.
آلیاژ نیکل
دو نوع آلیاژ نیکل به صورت آلیاژ آهن / نیکل و آهن داکتیل با روکش نیکل را به شما معرفی می‌کنیم. در فرمول آلیاژ آهن نیکل شاهد بهبود مقاومت در برابر خوردگی نسبت به آهن خاکستری و انعطاف‌پذیری بیشتر هستیم. تحمل دمای بالاتر و همچنین مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی بهبود یافته از ویژگی‌های مهم این نوع از آلیاژهای شیرآلات صنعتی محسوب میشود. لازم به ذکر است که آلیاژ آهن نیکل در برابر اتمسفرهای اکسید کننده بسیار مقاوم هستند.
مورد بعدی آهن داکتیل با روکش نیکل است. پوشش‌های نیکل برای استفاده در فرآوری‌های شیمیایی به صورت گسترده‌ای مورد استفاده قرار گرفته‌اند. این پوشش‌ها دارای استحکام کششی بسیار بالایی هستند. سختی این ماده نشان دهنده مقاومت آن در برابر سایش است. آبکاری نیکل به طور گسترده‌ای به عنوان پوشش دیسکی برای شیرهای پروانه ای مشخص می شود. برای شیرهای توپی صنعتی و نفتی، آبکاری نیکل الکترولس برتر در اجزای شیر فولاد کربنی استفاده میشود و در واقع از نظر سختی نسبت به فولاد ضد زنگ برتری دارد اما خواص خوردگی هردو مشابه است.
شیرهای صنعتی با آلیاژ نیکل
آلیاژهای شیرآلات صنعتی آبکاری نیکل به طور گسترده ای به عنوان پوشش دیسکی برای شیرهای پروانه‌ای مشخص میشود. برای شیرهای توپی صنعتی و نفتی، آبکاری نیکل الکترولس برتر در اجزای شیر فولاد کربنی استفاده میشود و در واقع از نظر سختی نسبت به فولاد ضد زنگ برتری دارد اما خواص خوردگی هر دو مشابه است.
آلیاژ تیتانیوم
عنصر فلزی تیتانیوم به دلیل نسبت استحکام به وزن بالا شناخته شده‌است. این فلز قوی با چگالی کم کاملا انعطاف‌پذیر است به ویژه در محیط‌های بدون اکسیژن! آلیاژ تیتانیوم دارای ساختاری واکنش‌پذیر است که به راحتی با اکسیژن واکنش می‌دهد و یک لایه اکسیدی متراکم و پایدار روی سطح آن ایجاد می‌کند که می‌تواند با اکسیژن واکنش داده و اکسید را حتی اگر آسیب دیده باشد، بازسازی کند. این آلیاژ می‌تواند در برابر فرسایش انواع محیط‌های خورنده مقاومت کند و محلول خوردگی و استحکام بهتری نسبت به شیرهای فولادی ضد زنگ، مس یا آلومینیوم ارائه دهد.
شیرهای صنعتی با آلیاژ تیتانیوم
دریچه‌های تیتانیوم و آلیاژ تیتانیوم به دلیل نسبت استحکام بالا و مقاومت در برابر خوردگی می‌توانند به طور گسترده در زمینه هوافضا استفاده شوند. شیر کنترل تیتانیوم خالص و آلیاژ تیتانیوم Ti-6Al-4V، شیر توقف، شیر چک، شیر سوزنی، شیر پلاگین، شیر توپ، شیر پروانه‌ای و غیره به طور گسترده در خطوط لوله هواپیما استفاده میشود.
شیر آلیاژ تیتانیوم می‌تواند جایگزین فلزات رایج مانند فولاد ضد زنگ، مس، آلومینیوم به ویژه در کنترل و تنظیم خط لوله در انواع شیر دروازه ای باشد.
اکثر نیروگاه‌های هسته ای در ساحل ساخته می‌شوند و دریچه‌های تیتانیوم به دلیل مقاومت عالی در برابر خوردگی در برابر آب دریا در پروژه‌های انرژی هسته‌ای استفاده می‌شوند. انواع آن شامل شیر اطمینان، شیر کاهنده فشار، شیر گلوب، شیر دیافراگمی، شیر توپی و غیره با آلیاژ تیتانیوم ساخته شده‌است.
آلیاژ برنز آلومینیوم نیکل
یکی از مهم‌ترین آلیاژهای شیرآلات صنعتی توسعه یافته در عصر حاضر برنز است. برنز از استحکام بالاتری نسبت به مس خالص برخوردار است، به راحتی ریخته‌گری میشود، ماشین کاری بهتری دارد و به راحتی با لحیم کاری یا لحیم کاری به هم متصل میشود. تشکیل یک لایه اکسید آلومینیوم بر روی سطوح در معرض این فلز را در برابر خوردگی بسیار مقاوم می کند.
البته برای سیستم‌های مرطوب با pH بالا توصیه نمی‌شود. آلومینیوم فلزی غیر آهنی، بسیار سبک وزن، تقریبا یک سوم وزن فولاد. آلومینیوم مقاومت بسیار خوبی در برابر خوردگی جوی از خود نشان می دهد، اما می‌تواند با فلزات دیگر مثل نیکل واکنش بهتری نشان دهد.
شیرهای صنعتی با آلیاژ برنز آلومینیوم نیکل
برنز به طور کلی به عنوان استاندارد صنعتی برای دریچه‌ها و اتصالات برنزی با درجه فشار پذیرفته شده‌است. متداول‌ترین ماده دیسک مورد استفاده در شیرهای پروانه ای، آلومینیوم برنز قابل استفاده در عملیات حرارتی است و استحکام فولادی دارد. در شیرآلات، آلومینیوم عمدتاً برای اجزای بیرونی استفاده می شود. انواع شیرهای کروی مطمئنا از جنس آلومینیوم برنز خواهند بود.
آلیاژهای برنجی
آلیاژهای برنجی به طور کلی مقاومت خوبی در برابر خوردگی دارند. از برنج در بدنه‌ها و قطعات انتهایی شیرهای توپی تجاری استفاده میشود.
شیرهای صنعتی با آلیاژهای برنجی
شیرهای صنعتی با آلیاژهای برنجی مستعد روی زدایی بوده و در کاربردهای خاص مثل ماشینکاری، ساخت فرفورژه برای ساقه‌ها و گلوله‌های سوپاپ، ساقه‌های شیر آهنی و شیرهای توپی مورد استفاده قرار می‌گیرند. انواع شیر اطمینان پایلوت دار، وکیوم، برنجی، برنزی، فولادی، چدنی و استیل که البته عمده آن‌ها از با آلیاژهای برنجی تولید می‌شوند.
سوالات متداول
1- شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد کربنی کدام اند؟
شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد کربنی عمدتا در دریچه‌های دروازه، گلوب و چک شیر برای کاربردهایی تا دمای 454 درجه سانتیگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.
2- شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد زنگ نزن کدام اند؟
رایج‌ترین کاربرد شیرهای صنعتی با آلیاژ فولاد زنگ نزن سری 400 در شیرها برای مواد ساقه در انواع شیر پروانه ای، و قطعات تریم مانند نشیمنگاه، بوش‌های صندلی عقب، دیسک ها، گوه ها و غیره در دروازه فولادی ریخته گری، گلوب و شیرهای چک است. سری 316 نیز در بدنه سوپاپ و یا مواد تزئینی استفاده می شود.
PH 17.4 در درجه اول به عنوان یک ماده ساقه برای انواع شیر پروانه ای و انواع شیر کروی و همچنین هر کاربرد دریچه‌ای که نیاز به ساقه استحکام برتر دارد استفاده میشود. آلیاژ 20Cb-3 – به طور گسترده در تمام مراحل پردازش شیمیایی آلیاژهای شیرآلات صنعتی استفاده میشود. انواع check valve معمولاً از جنس هایی چون برنز، چدن و فولاد ضد زنگ ساخته می‌شوند.
3- شیرهای صنعتی با آلیاژ نیکل کدام اند؟
آلیاژهای شیرآلات صنعتی آبکاری نیکل به طور گسترده‌ای به عنوان پوشش دیسکی برای شیرهای پروانه ای مشخص میشود. برای شیرهای توپی صنعتی و نفتی، آبکاری نیکل الکترولس برتر در اجزای شیر فولاد کربنی استفاده میشود و در واقع از نظر سختی نسبت به فولاد ضد زنگ برتری دارد اما خواص خوردگی هر دو مشابه است.
