Materiaalivalinnan tekemisen haasteena on tosiasiallisesti varmistaa, että valittu materiaali sopii parhaiten sovellukseen. Tämä edellyttää työolojen ja virtausväliaineiden ominaisuuksien huomioon ottamista.
Tärkein työolosuhteissa on paine- ja lämpötilaluokkien tuntemus, ja työvälineille on otettava huomioon syövyttävät ja eroosioominaisuudet. Lisäksi saattaa olla tarpeen ottaa huomioon lämpö- ja fyysiset iskut, linjajännitykset ja palovaarat.
Materiaalien valintaa varten suunnitellun insinöörin tulee yleensä tuntea ASME B16.34 -koodin vaatimukset. Tämä standardi kattaa muun muassa vaatimukset paineen ja lämpötilan nimellisarvoille, mitoille, materiaaleille ja muille venttiilien suunnittelun, valmistuksen ja testauksen näkökohdille. ASME-koodi on yleisesti hyväksytty maailmanlaajuisesti (esim. Yhdysvallat, Kanada, Australia), mutta on myös muita standardeja, jotka kattavat tämän aiheen sekä sääntöjen suunnittelun ja materiaalivalinnan. Esimerkiksi Euroopassa standardisarja EN 12516 kattaa venttiilien materiaalivalinnan.
Muista perehtyä näihin koodeihin ennen venttiilien materiaalivalintaa, koska elleivät ne ole pakollisia (joissain tapauksissa pakollisia), tässä standardissa venttiileille ehdotetut materiaalit ovat tosielämän kokemuksia, ja siksi ne on testattu ja osoitettu soveltuviksi erityistä palvelua varten käytännössä.
Laajasti ottaen, kun tarkastellaan lämpötilarajoituksia eri materiaaliryhmille, taulukkoa 1 tulisi käyttää yleisenä referenssinä materiaalin valinnassa.
Joissain tapauksissa materiaalin valinnassa on päästävä kompromissiin. Jotkut huolto-olosuhteet vaativat eksoottisten seosten ja metallien käytön virtaavan nesteen erityisten syövyttävien ominaisuuksien kestämiseksi. Nämä materiaalit ovat paljon kalliimpia kuin tavalliset metallit, joten säästö voi olla myös tekijä materiaalien valinnassa.
Mutta suurin osa venttiilisovelluksista käsittelee suhteellisen syövyttäviä nesteitä ei niin korkeissa paineissa ja lämpötiloissa, että tarvitaan mitään eksoottisia materiaaleja. Tästä syystä valettu hiiliteräs on yleisimmin käytetty venttiilirungon materiaali ja voi tarjota tyydyttävän palvelun paljon halvemmalla kuin eksoottiset seosmateriaalit.
Jotkut venttiilirungon yleisesti käytetyt hiiliteräsmateriaalit ovat WC-teräs (takohiili), ASTM A216 / A216M ja A105 tämän teräksen taotuna versiona, luokkien WCA, WCB ja WCC kanssa.
Kolmesta teräslaadusta WCB on yleinen luokka valettujen teräsventtiilien säännöllisissä lämpötilasovelluksissa. ASTM-A216 WCB on hyväksyttävä, jos korroosionkestävyys ei ole tärkeä lämpötila-alueella -20 * F - 800 ° F.
WCC on myös laajalti käytetty teräsmateriaali venttiilirunkoihin kohtalaisissa palveluissa, kuten ilma, kyllästetty tai ylikuumennettu höyry, syövyttämättömät nesteet ja kaasut. WCC: tä ei käytetä yli 800 F: n lämpötilassa, koska hiilirikas faasi saattaa muuttua grafiitiksi. Se voidaan hitsata ilman lämpökäsittelyä, ellei nimellispaksuus ylitä 1-1 / 4 tuumaa.
Venttiilirunkoon käytetään hiiliteräksiä lukuun ottamatta erilaisia materiaaleja, mainitaan joitain laajimmin käytettyjä, jotka ovat ASME B16.34: n mukaisia:
- Valurauta (ASTM A126) edulliseen, ei-muovautuvaan materiaaliin, jota käytetään venttiilirunkoihin, jotka säätelevät höyryä, vettä, kaasua ja syövyttäviä nesteitä. Sitä käytetään suhteellisen alhaisissa lämpötiloissa ja paineissa.
- Valettu kromi-molybdeeniteräs (ASTM A217 -luokka C5)！ Aikaisemmin se määritettiin yleisesti sovelluksiin, jotka vaativat kromi-molybdeeniteräksiä. Tätä materiaalia on kuitenkin melko vaikea valaa ja sillä on taipumus halkeilla hitsaamalla. WC9 on onnistuneesti korvannut C5: n monissa sovelluksissa, mutta C5: tä käytetään edelleen jalostamoissa, joissa sen korkeampi kromipitoisuus tarjoaa paremman kestävyyden korkean lämpötilan sulfidiseen korroosioon.
- Kromi-molybdeeniteräksellä (ASTM A217 Grade WC9) on erinomaiset valu- ja hitsausominaisuudet. WC9 on onnistuneesti korvannut C5: n useimmissa sovelluksissa, etenkin höyryn ja kattilan syöttöveden palvelussa. Kromi ja molybdeeni tarjoavat eroosiokorroosion ja ryöstökestävyyden, mikä tekee niistä hyödyllisiä lämpötilaan 1100 ° F. WC9 vaatii esilämmityksen ennen hitsausta ja lämpökäsittelyn hitsauksen jälkeen.
- Valettu tyyppi 304L ruostumaton teräs (ASTM A351 Grade CF3) on hyvä materiaalivalikoima kemiallisille huoltoventtiileille. 304L on paras materiaali typpihapolle ja tietyille muille kemiallisiin palveluihin. Optimaalinen korroosionkestävyys säilyy myös hitsatussa tilassa.
- Valettu tyyppi 316 ruostumaton teräs (ASTM A351 Grade CF8M) on teollisuuden standardi ruostumattomasta teräksestä valmistettu runko. Molybdeenin lisäys antaa tyypille 316 paremman korroosio-, pitoisuus-, ryömintä- ja hapettumisnesteiden kestävyyden verrattuna 304: een. Sillä on minkä tahansa standardimateriaalin laajin lämpötila-alue: -425 ᵒF - 1500 ᵒF . Karkeat valukappaleet lämpökäsitellään, jotta saadaan aikaan suurin korroosionkestävyys.
Varovaisuutta suositellaan aina, ja kaikki edellä mainitut tekijät (lämpötila, paine jne.) On otettava huomioon, ennen kuin vahvistetaan materiaalivalinta tietylle sovellukselle.
