استحکام ساختاری و خواص آب بندی شیرهای چدن داکتیل در دماهای شدید چگونه عمل می کند؟

شیرهای چدن داکتیل دارای استحکام ساختاری و عملکرد آب بندی هستند که تحت تأثیر دما در دماهای شدید قرار می گیرند، اما عملکرد بهتری نسبت به چدن سنتی دارند. تجزیه و تحلیل خاص به شرح زیر است:

1. عملکرد در دماهای پایین
در محیط های با دمای پایین، چقرمگی مواد فلزی معمولا کاهش می یابد و تمایل به شکننده شدن دارند. چدن داکتیل معمولاً به دلایل زیر بهتر از چدن خاکستری عمل می کند:

حفظ چقرمگی: چدن داکتیل به دلیل ساختار گرافیتی کروی خود، چقرمگی و مقاومت نسبتاً بالایی در برابر ضربه را حتی در دماهای پایین حفظ می کند. در مقابل، چدن خاکستری در دماهای پایین شکننده تر است و مستعد ترک خوردن یا شکستن است. چدن داکتیل استحکام ساختاری خوبی در دماهای پایین دارد و می تواند در برابر ضربه های خارجی و نوسانات فشار معمول در محیط های با دمای پایین مقاومت کند.

عملکرد آب بندی: دماهای پایین ممکن است باعث انقباض مواد، به ویژه مواد مهر و موم شوند. اگر سطح آب بندی شیر به درستی طراحی شده باشد و مواد انتخاب شده باشد، عملکرد آب بندی شیرهای چدن داکتیل همچنان می تواند به طور موثر در دماهای پایین حفظ شود. به عنوان مثال، آب بندی های ساخته شده از لاستیک مقاوم در برابر دمای پایین یا سایر مواد الاستیک می توانند عملکرد آب بندی شیرها را در محیط های با دمای پایین تضمین کنند. در دماهای پایین، آب بندی شیرها ممکن است با چالش هایی مواجه شود، اما شیرهای چدنی شکل پذیر می توانند از طریق طراحی معقول، قابلیت اطمینان خود را در محیط های سرد شدید تضمین کنند.

مقاومت در برابر زلزله: در محیط های با دمای پایین، سیستم خط لوله ممکن است یخ بزند یا تا حدی یخ بزند و در نتیجه نوسانات فشار یا تکان های ناگهانی ایجاد شود. مقاومت ضربه ای دریچه های چدن داکتیل آنها را قادر می سازد تا در این شرایط بهتر با تغییرات فشار سازگار شوند و خطر ترک یا شکستگی را کاهش دهند.

2. عملکرد در دماهای بالا
تاثیر محیط های با دمای بالا بر مواد شیر پیچیده تر است. فلزات در دماهای بالا منبسط می شوند و ممکن است استحکام و سختی مواد کاهش یابد. عملکرد چدن داکتیل در دماهای بالا:

مقاومت در دمای بالا کاهش می یابد: استحکام چدن داکتیل به تدریج با افزایش دما کاهش می یابد، به ویژه زمانی که از 300 درجه سانتی گراد بیشتر شود، مقاومت آن به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. این بدان معنی است که در دماهای بسیار بالا، ظرفیت تحمل فشار و دوام شیرهای چدن داکتیل ممکن است تحت تأثیر قرار گیرد و باید توجه ویژه ای به طراحی و محیط استفاده از شیرها شود. به عنوان مثال، در محیط های با دمای بالا مانند حمل و نقل نفت و گاز با دمای بالا و صنایع متالورژی، ممکن است نیاز به استفاده از مواد دیگری (مانند فولاد ضد زنگ یا فولاد آلیاژی) برای جایگزینی چدن داکتیل باشد.

انبساط حرارتی: چدن داکتیل دارای ضریب انبساط حرارتی معینی است. در دماهای بالا، شیر ممکن است منبسط شود و بر تناسب بین سطوح آب بندی تأثیر بگذارد و در نتیجه عملکرد آب بندی کاهش یابد. در دماهای بالا، مواد آب بندی شیر (مانند واشرهای لاستیکی، مهر و موم های فلزی و غیره) تحت تأثیر تغییرات دما قرار می گیرند. اگر مهر و موم به درستی طراحی نشده باشد، ممکن است نشتی رخ دهد.

خستگی حرارتی و ترک حرارتی: در محیطی با نوسانات شدید دما (مانند متناوب دماهای بالا و پایین)، آهن داکتیل ممکن است تحت تأثیر خستگی حرارتی قرار گیرد و در نتیجه ترک حرارتی ایجاد شود. به منظور بهبود عملکرد در دماهای بالا، معمولاً عملیات حرارتی یا فرآیندهای ویژه سطح مورد نیاز است تا مقاومت آن در برابر ترک های حرارتی افزایش یابد.

تخریب عملکرد آب بندی: دمای بالا ممکن است باعث نرم شدن یا پیری مواد آب بندی شیر شود و عملکرد آب بندی را کاهش دهد. به طور خاص، در محیط های بخار، گاز یا روغن داغ با دمای بالا، سرعت پیری آب بندی شیرها تسریع می شود. بنابراین، انتخاب مواد آب بندی مناسب برای دماهای بالا (مانند مهر و موم فلزی، لاستیک مقاوم در برابر درجه حرارت بالا و غیره) برای حفظ عملکرد آب بندی بسیار مهم است.

3. تأثیر جامع:
بهینه سازی طراحی: به منظور اطمینان از اینکه شیرهای چدن انعطاف پذیر می توانند استحکام ساختاری و عملکرد آب بندی را در دماهای شدید حفظ کنند، انتخاب مواد ویژه و بهینه سازی فرآیند معمولاً در طول طراحی در نظر گرفته می شود. به عنوان مثال، افزودن حلقه های آب بندی مقاوم در برابر دمای بالا، تنظیم ساختار صندلی سوپاپ، استفاده از پوشش های مقاوم در برابر خوردگی در دمای بالا و غیره، می تواند تأثیر منفی دمای بالا را کاهش دهد.

سازگاری چرخه سرد/گرم: دریچه های چدن داکتیل بهتر می توانند با تغییرات محیطی متناوب سرد/گرم سازگار شوند، که به آنها امکان می دهد در بسیاری از مناطق با تغییرات شدید آب و هوا عملکرد خوبی داشته باشند. با این حال، در دماهای بسیار بالا یا پایین، طراحی اضافی و انتخاب مواد همچنان با توجه به وضعیت خاص برای اطمینان از قابلیت اطمینان و عمر شیر مورد نیاز است.

در محیط‌های با دمای شدید، شیرهای چدن انعطاف‌پذیر می‌توانند عملکرد خوبی را در یک محدوده مشخص حفظ کنند، اما برای سناریوهای کاربرد شدید دماهای بسیار بالا یا بسیار پایین، بهینه‌سازی طراحی اضافی یا انتخاب مواد دیگر ممکن است برای اطمینان از عملکرد بهینه آنها مورد نیاز باشد.