والتحدي في اختيار المواد هو في الواقع التحقق من أن المادة المختارة تناسب التطبيق. يتضمن ذلك مراعاة ظروف العمل وخصائص وسائط التدفق.
الأهم فيما يتعلق بظروف العمل هو معرفة معدلات الضغط ودرجة الحرارة ولوسائط العمل هو مراعاة الخصائص المسببة للتآكل والتآكل. بالإضافة إلى ذلك ، قد تكون هناك حاجة للنظر في الصدمة الحرارية والجسدية ، خط الإجهاد ومخاطر الحريق.
في المهندس العام المخصص لاختيار المواد ، يجب أن يكون على دراية بمتطلبات الرمز ASME B16.34. تغطي هذه المواصفة القياسية ، من بين الموضوعات الأخرى ، متطلبات درجات حرارة الضغط والأبعاد والمواد والجوانب الأخرى لتصميم الصمامات وتصنيعها واختبارها. يُقبل رمز ASME عمومًا في جميع أنحاء العالم (مثل الولايات المتحدة وكندا وأستراليا) ولكن هناك معايير أخرى تغطي هذا الموضوع وتصميم القواعد واختيار المواد. على سبيل المثال ، في أوروبا القياسية سلسلة EN 12516 اختيار مواد الغطاء للصمامات.
تأكد من الاطلاع على هذه الأكواد قبل الدخول في اختيار المواد للصمامات ، لأنه إن لم يكن إلزاميًا (في بعض الحالات إلزاميًا) ، فإن المواد المقترحة للصمامات في هذه المعايير تأتي من تجربة الحياة الحقيقية ، وبالتالي يتم اختبارها وثبت أنها مناسبة لخدمة محددة في الممارسة العملية.
بشكل عام عند النظر في قيود درجات الحرارة لمجموعات مختلفة من المواد ، يجب استخدام الجدول 1. كمرجع عام لاختيار المواد.
في بعض الحالات ، يجب التوصل إلى حل وسط في اختيار المواد. تتطلب بعض شروط الخدمة استخدام السبائك والمعادن الغريبة لتحمل خصائص التآكل الخاصة بسائل التدفق. هذه المواد أغلى بكثير من المعادن الشائعة ، لذلك قد يكون الاقتصاد أيضًا عاملاً في اختيار المواد.
لكن غالبية تطبيقات الصمامات تتعامل مع السوائل غير المسببة للتآكل بدرجة عالية من الضغط ودرجات الحرارة التي تتطلب أي مادة غريبة. لهذا السبب ، فإن فولاذ الكربون المصبوب هو أكثر مواد هيكل الصمامات شيوعًا ، ويمكنه تقديم خدمة مرضية بتكلفة أقل بكثير من مواد السبائك الغريبة.
بعض مواد الصلب الكربوني الشائعة الاستخدام لجسم الصمام هي فولاذ WC (الكربون المطاوع) و ASTM A216 / A216M و A105 كنسخة مزورة من هذا الصلب مع الدرجات WCA و WCB و WCC.
من بين الدرجات الثلاث الفولاذية ، يعتبر WCB من الصفات الشائعة لتطبيقات درجة الحرارة العادية لصمامات الصلب المصبوب. ASTM-A216 WCB مقبول حيث لا تكون مقاومة التآكل مهمة بالنسبة لمدى درجة الحرارة من -20 * F إلى 800 درجة فهرنهايت.
يستخدم WCC أيضًا مادة فولاذية على نطاق واسع لهيكل الصمامات في الخدمات المعتدلة مثل الهواء أو البخار المشبع أو عالي الحرارة والسوائل والغازات غير المسببة للتآكل. لا يستخدم WCC فوق 800 درجة فهرنهايت حيث يمكن تحويل المرحلة الغنية بالكربون إلى جرافيت. يمكن لحامها دون معالجة حرارية إلا إذا تجاوز سمكها الاسمي 1-1 / 4 بوصات.
هناك مجموعة متنوعة من المواد المختلفة المستخدمة بصرف النظر عن الفولاذ الكربوني لهيكل الصمامات ، مما يتيح ذكر بعض المواد الأكثر استخدامًا وفقًا لـ ASME B16.34:
- الحديد الزهر (ASTM A126) في مواد رخيصة وغير قابلة للالتصاق تستخدم لأجسام الصمامات التي تتحكم في البخار والماء والغاز والسوائل غير المسببة للتآكل. يتم استخدامه لدرجات حرارة وضغط منخفضة نسبيا.
- صب الكروم الموليبدينوم الصلب (ASTM A217 Grade C5) was في الماضي ، تم تحديده عادة للتطبيقات التي تتطلب فولاذ الكروم الموليبدينوم. ومع ذلك ، فإن هذه المواد صعبة إلى حد ما ولديها ميل للقضاء عند اللحام. حلت WC9 بنجاح محل C5 في العديد من التطبيقات ، ولكن يستمر C5 في تطبيقات المصفاة حيث يوفر محتواه العالي من الكروم مقاومة أفضل للتآكل الكبريتي عالي الحرارة.
- يتمتع Cast Chromium-Molybdenum Steel (ASTM A217 Grade WC9) بخصائص صب ولحام متفوقة. استبدل WC9 بنجاح C5 في معظم التطبيقات ، وخاصة في خدمة مياه تغذية البخار والغلايات. يوفر الكروم والموليبدينوم مقاومة للتآكل والزحف ، مما يجعله مفيدًا لـ 1100 درجة فهرنهايت. يتطلب WC9 التسخين قبل اللحام والمعالجة الحرارية بعد اللحام.
- نوع المصبوب 304L الفولاذ المقاوم للصدأ (ASTM A351 Grade CF3) هو مادة جيدة تقدم لصمامات الخدمة الكيميائية. 304L هو أفضل المواد لحمض النيتريك وبعض تطبيقات الخدمة الكيميائية الأخرى. يتم الاحتفاظ بمقاومة التآكل المثلى حتى في حالة اللحام.
- يلقي نوع 316 الفولاذ المقاوم للصدأ (ASTM A351 الصف CF8M) كمادة صناعة الفولاذ المقاوم للصدأ القياسية. تمنح إضافة الموليبدينوم نوع 316 مقاومة أكبر للتآكل ، والتقرح ، والزحف ، والسوائل المؤكسدة مقارنة بـ 304. ولديه أوسع نطاق لدرجة حرارة أي مادة قياسية: -425 درجة فهرنهايت إلى 1500 درجة فهرنهايت. أقصى مقاومة للتآكل.
ينصح دائمًا بالحذر ويجب مراعاة جميع العوامل المذكورة أعلاه (درجة الحرارة والضغط وما إلى ذلك) قبل تأكيد اختيار المواد لتطبيق معين.
