Краткий ответ:
Для надлежащей работы шарового клапана для химических веществ он должен быть устойчив к воздействию жидкости, выдерживать температуру и давление системы, а также обеспечивать герметичность в течение десятков тысяч циклов. В любом случае это приведет к коррозии, повреждению седел и неожиданным простоям. В руководстве содержится информация об основных требованиях к выбору материалов, видах используемых материалов и о том, что следует проверить перед покупкой у производителя. С 1986 года компания ONERO занимается производством API 6D сертифицированные шаровые клапаны на своем заводе площадью 18 000 кв. м в провинции Чжэцзян, Китай.
Почему выбор материалов имеет решающее значение в химических процессах?
Неправильный выбор материалов приведет к поломке, и это не ограничится поломкой клапана, неисправного из-за утечек. Корпус, подверженный коррозии при воздействии хлоридов, образует ямки и нарушает герметичность. Посадочная поверхность, разбухающая при воздействии растворителей, не обеспечивает герметичность. Шток, подверженный коррозии в условиях работы с сероводородом, не выдержит требуемого крутящего момента.
Химическая совместимость шарового клапана — это скорее инженерный вопрос, чем вопрос выбора при покупке. Она должна основываться на точной информации о рабочей среде, ее концентрации, температуре и давлении.
Какие факторы определяют выбор подходящего материала для клапана?
Химический состав
Содержание хлорид-ионов является определяющим фактором для нержавеющей стали. При превышении определенного уровня, независимо от марки стали, вероятными видами разрушения являются точечная и щелевая коррозия. Органические растворители воздействуют на большинство видов резины и эластомеров и требуют специальных легирующих добавок. Фтороводородная кислота воздействует на все материалы и требует специальных легирующих элементов.
Диапазон рабочих температур
Сиденья из ПТФЭ используются до 200 градусов Цельсия. При более высоких температурах необходимы сиденья с наполнителем из ПТФЭ или из ПЭЭК. При температурах ниже криогенных необходимо, чтобы материал кузова прошел испытания на ударную вязкость по Шарпи. При температурах выше 400 градусов Цельсия используются только металлические сиденья.
Класс давления и номинальный диаметр фланца
Для работы в условиях высокого давления требуются материалы с высокой предельной прочностью. Это применимо ко всем типам шаровых клапанов для химических веществ класса 600 и выше. Проверка соответствия материала номинальным значениям давления и температуры осуществляется на основе данных из различных источников. ASME B16.34 это абсолютно необходимо.
Услуги по удалению твердых частиц и шлама
Твердые частицы приводят к ускоренному износу седел и шариков, который невозможно определить только на основании данных о коррозии. Упрочненное покрытие шариков из карбида вольфрама значительно увеличивает срок службы при работе в суспензиях.
Рабочие циклы
Высокая интенсивность циклов приводит к более быстрому износу сидений и наполнителя. Выбросы вредных веществ на единицу продукции также увеличиваются. ISO 15848-1 Стандарты вступают в силу для применений с высокой частотой циклов.
Как различаются материалы, из которых изготавливаются корпуса шаровых кранов?
| Материал | Коррозионная стойкость | Расходы | Лучшие приложения |
| Углеродистая сталь (A216 WCB) | Низкий уровень коррозии (не подходит для агрессивных сред) | Низкий | Некоррозионные углеводороды |
| Нержавеющая сталь 316L (CF3M) | Хорошее, умеренное содержание хлоридов. | Умеренный | Общие химические вещества, слабые кислоты |
| Двухуровневая квартира 2205 | Высокий, повышенный уровень хлорида | Умеренно-высокий | Морская вода, высокое содержание хлоридов, кислая |
| Супердуплекс 2507 | Очень высокое, сильное содержание хлоридов. | Высокий | В открытом море, агрессивные хлориды |
| Хастеллой C276 | Превосходные окислительно-восстановительные свойства. | Очень высокий | HF-кислота, смешанные кислоты |
| Монель 400 | Отлично подходит для плавиковой кислоты и щелочей. | Высокий | фтористоводородная кислота, морская вода, едкий натр. |
| Углеродистая сталь с тефлоновым покрытием | Хороший, широкий химический диапазон | Умеренный | Агрессивные кислоты, хлор |
Почему сталь 316L превосходит сталь 304 по устойчивости к воздействию хлоридов
При выборе шарового клапана для работы с химическими средами следует учитывать следующее: Формула PREN Применяется формула: PREN = %Cr + 3,3 x %Mo + 16 x %N. Стандартный сплав 304 не содержит молибдена, что дает значение PREN приблизительно от 18 до 20. В сплаве 316L добавляется от 2 до 3 процентов молибдена, что повышает значение PREN приблизительно до 24-28. Именно поэтому 316L является базовым сплавом для химической эксплуатации, а не 304.
Как следует выбирать материалы для шарового сочленения, выноса руля и седла?
Материалы для шара и стебля
Для обычных шаровых кранов, используемых в химических процессах, можно использовать шары из обычной стали марки 316L. В условиях высокого содержания хлоридов рекомендуется использовать дуплексную сталь марки 2205. Для работы в агрессивных и абразивных средах можно использовать наплавленные покрытия из карбида вольфрама. Для работы в кислых средах следует использовать монель K500.
Давление: 150-2500 фунтов
Применимая температура: -196~350℃
Сиденья из ПТФЭ и другие возможности
The Шаровой клапан с тефлоновым покрытием Может использоваться в самом широком диапазоне химических веществ при температурах до 200 градусов Цельсия. ПТФЭ, армированный стекловолокном, обеспечивает улучшенную устойчивость к ползучести. ПТФЭ, армированный углеродом, хорошо подходит для работы под высоким давлением. РПТФЭ армирован волокнами для повышения термостойкости. ПЭЭК расширяет температурный диапазон до 260 градусов Цельсия и обладает улучшенной устойчивостью к растворителям. ПЭЭК следует использовать только в том случае, если возможности ПТФЭ превышены.
Для химически стойких шаровых кранов, предназначенных для работы с растворителями или при высоких температурах, наиболее эффективным решением будет использование седел из полиэфиркетона (PEEK).
Металлические сиденья
Металлические сиденья Они используются там, где температура превышает возможности ПТФЭ или ПЭК, а также в абразивных условиях. Шаровые клапаны для химической обработки с металлическими седлами и высокими температурами обеспечивают отсутствие деградации материала седла и надежное перекрытие потока. Компромисс заключается в увеличении крутящего момента.
Как выбрать надежного производителя шаровых кранов
Важные сертификаты
API 6D — это стандарт проектирования, производства и испытаний трубопроводов и химических клапанов. Сертификация CE/PED важна для доступа на европейский рынок. Сертификация NACE MR0175 необходима для работы с агрессивными средами.
ISO 15848-1 — это стандарт для испытаний на утечку газов через сальниковое уплотнение штока, который применяется к клапанам, используемым в химических процессах, где контролируется выброс летучих органических соединений. ONERO сертифицирован по стандартам API 6D, ISO 9001, ISO 14001, ISO 45001, CE и AP1607.
Собственные испытательные лаборатории
Гидростатическое испытание корпуса подтверждает целостность герметичности по давлению. Испытание седла на герметичность по стандарту API 6D класса A/B подтверждает герметичность запорного клапана.
Почему 38-летний производитель превосходит трейдера
Прослеживаемость материалов, включающая отслеживание происхождения материалов от корпуса клапана, шара, штока и седла до соответствующего сертификата производителя, возможна на предприятии производителя. Химически стойкий шаровой клапан, работающий в агрессивных условиях, требует прослеживаемости материалов. 38-летний опыт производства компании ONERO, 8 патентов в области НИОКР и услуги ODM для EPC-подрядчиков демонстрируют инфраструктуру, не имеющую аналогов среди торговых компаний.
Контрольный список для выбора материалов и дизайна для покупателей
Перед выбором любого клапана для подачи химических реагентов убедитесь в наличии следующей информации:
- Состав технологической жидкости, включая следовые количества примесей.
- Содержание хлоридов, если рассматривается вариант использования нержавеющей стали.
- Диапазон температур, включая температуры сбоя
- Класс давления ASME согласно B16.34
- Парциальное давление H2S и CO2 в случае работы в среде сероводорода
- Размер и концентрация абразивных частиц при работе с суспензией.
- Класс неконтролируемых выбросов согласно ISO 15848-1
Проверка химической совместимости шаровых клапанов на основе опубликованных данных о коррозии для конкретной среды в реальных условиях эксплуатации является заключительным этапом перед окончательным утверждением спецификации.
Часто задаваемые вопросы
1. Какой материал лучше всего подходит для шаровых кранов, используемых в химических процессах?
Единого лучшего материала не существует. Нержавеющая сталь 316L подходит для большинства распространенных химических сред. Дуплексная сталь 2205 или супердуплексная сталь 2507 подходят для работы в средах с высоким содержанием хлоридов или кислых средах. Сплавы Hastelloy C276 или Monel 400 используются для агрессивных сред, включая фтороводородную кислоту.
2. Подходит ли нержавеющая сталь SS316 для работы в кислотной среде?
Сталь марки 316L подходит для применения со многими разбавленными кислотами при умеренных температурах. Она не подходит для концентрированной серной кислоты в средних концентрациях, фтористоводородной кислоты в любых концентрациях или соляной кислоты при повышенных температурах. Всегда сверяйте данные с данными о коррозии для конкретной кислоты, концентрации и температуры.
3. Сиденья из ПТФЭ или ПЭК: что лучше?
Шаровой кран с футеровкой из ПТФЭ подходит для самого широкого спектра химических веществ и большинства применений при температурах до 200 градусов Цельсия. Полиэфирэфиркетон (PEEK) расширяет температурный диапазон до 260 градусов Цельсия, обеспечивая лучшую устойчивость к растворителям и ползучесть. Используйте PEEK только в том случае, если достигнуты фактические пределы прочности ПТФЭ.
