DonyRony LOGO

Materiaalkeuzes voor kleppen: Hoe kiest u de juiste voor uw branche?

De doeltreffendheid en levensduur van een ventiel worden vaak bepaald door het materiaal waarvan ze gemaakt zijn. In een tijdperk waarin industrieën variëren van petrochemische processen met hoge temperaturen tot steriele biofarmaceutische operaties, is het selecteren van het juiste afsluitermateriaal van het grootste belang. Naarmate de industrie evolueert, neemt ook de diversiteit aan afsluitermaterialen toe, elk afgestemd op specifieke omgevingsomstandigheden, drukken, temperaturen en chemische compatibiliteit.

Het maken van de juiste keuze kan het verschil betekenen tussen een systeem dat naadloos werkt en een systeem dat geplaagd wordt door constant onderhoud en stilstand. Dit artikel is bedoeld om materialen voor afsluiters te demystificeren, inzicht te geven in hun eigenschappen en de eisen van de industrie af te stemmen op het juiste materiaal.

MateriaalBereik werktemperatuur (°F/°C)VoordelenNadelenTypische toepassingenSpecificaties smeden
Koolstofstaal-20°F tot 800°F (-29°C tot 427°C)Lage kosten, hoge mechanische sterkteCorrosiegevoelig, niet voor corrosieve omgevingenOlie en gas, waterbehandeling, corrosiearme vloeistoffenASTM A105, A350 LF2, LF3; Klasse 150 tot 2500
Roestvrij staal-425°F tot 1200°F (-254°C tot 649°C)Corrosiebestendig, hoge mechanische sterkte, goede chemische stabiliteitRelatief hogere kostenVoedsel en drank, farmaceutica, petrochemie, zeewaterASTM A182 F304/304L, F316/316L; Klasse 150 tot 2500
Gelegeerd staal-20°F tot 1100°F (-29°C tot 593°C)Geschikt voor hoge druk en temperatuurHoge kostenSystemen met hoge temperatuur en hoge druk, stoomASTM A182 F1, F5, F9, F11, F22; Klasse 150 tot 2500
Koper en koperlegeringen-325°F tot 400°F (-198°C tot 204°C)Goede thermische geleidbaarheid, geschikt voor lagedruksystemenKan corroderen in bepaalde chemische omgevingenHuishoudelijke en commerciële watervoorziening, HVACASTM B61, B62; Klasse 125 en Klasse 250
PVC (polyvinylchloride)0°C tot 60°C (32°F tot 140°F)Lage kosten, eenvoudig te installeren, corrosiebestendigBeperkt temperatuur- en drukbereikDrainage, irrigatie, vloeistoftransport onder lage drukASTM D1785, D2466; Programma 40, Programma 80
PP (polypropyleen)32°F tot 212°F (0°C tot 100°C)Chemisch bestendig, slijtvastNiet voor hoge temperatuur of hoge drukChemische industrie, afvalwaterbehandelingISO 1873; PN10, PN16
PTFE (polytetrafluorethyleen)-328°F tot 500°F (-200°C tot 260°C)Extreem hoge chemische stabiliteit, corrosiebestendigHoge kosten, niet voor hoge drukZeer corrosieve chemicaliën, laboratoriumtoepassingenASTM D1710; Meestal op maat voor speciale toepassingen
Polyurethaan (PU)-40°F tot 200°F (-40°C tot 93°C)Elasticiteit, slijtvast, enige chemische weerstandBeperkt temperatuur- en drukbereik, kan degraderen met water of UVAfdichtingselementen in kleppen, pneumatischMeestal aangepast voor specifieke toepassingen
RubberVarieert, vaak -30°F tot 250°F (-34°C tot 121°C)Uitstekende elasticiteit en afdichting, goede chemische weerstandBeperkt temperatuur- en drukbereik, kan degraderen met UV of oliënWaterbehandeling, chemische verwerking, lage- tot middendruksystemenASTM D2000 voor elastomeerafdichtingen; vaak op maat gemaakt

Metalen materialen

1.Koolstofstaal

Koolstofstaal

Koolstofstaal is een van de meest gebruikte materialen voor industriële toepassingen vanwege de kosteneffectiviteit en hoge mechanische sterkte. Het is echter gevoelig voor corrosie, vooral wanneer het wordt blootgesteld aan corrosieve stoffen of een hoge luchtvochtigheid.

Voordelen:

  • Goedkoop en overal verkrijgbaar
  • Hoge mechanische sterkte
  • Veelzijdig voor diverse industriële toepassingen

Nadelen:

  • Corrosiegevoelig
  • Niet geschikt voor zeer corrosieve of zure omgevingen

Typische toepassingen:

Gebruikt in olie- en gaspijpleidingen, waterzuiveringsinstallaties en toepassingen met laagcorrosieve vloeistoffen.

Specificaties smeden:

Volgt in het algemeen de ASTM A105, A350 LF2 en LF3 normen; verkrijgbaar in klasse 150 tot 2500.

2.Roestvrij staal

Roestvrij staal

Roestvrij staal is geliefd om zijn corrosiebestendige eigenschappen en mechanische sterkte. Het wordt vaak gebruikt in de voedingsmiddelen-, dranken-, farmaceutische en petrochemische industrie. Het grootste nadeel zijn de relatief hogere kosten.

Voordelen:

  • Uitstekende weerstand tegen corrosie
  • Hoge mechanische sterkte
  • Goede chemische stabiliteit

Nadelen:

  • Relatief hogere kosten
  • Het kan een uitdaging zijn om te bewerken of te lassen

Typische toepassingen:

Standaard in de voedingsmiddelen-, dranken-, farmaceutische en petrochemische industrie en zeewatertoepassingen.

Specificaties smeden:

Voldoet vaak aan ASTM A182 F304/304L, F316/316L; verkrijgbaar in klasse 150 tot 2500.

3.Gelegeerd staal

Gelegeerd staal

Gelegeerd staal is ontworpen om te werken onder speciale omstandigheden zoals hoge druk en temperatuur. Dit materiaal wordt vaak gebruikt in stoom en andere toepassingen met hoge temperatuur en hoge druk. De afweging is meestal een hogere prijs in vergelijking met koolstof- en roestvast staal.

Voordelen:

  • Geschikt voor hoge druk en hoge temperaturen
  • Sterke mechanische eigenschappen

Nadelen:

  • Hogere kosten in vergelijking met koolstof en roestvrij staal
  • Het kan speciale behandeling en onderhoud vereisen

Typische toepassingen:

Gebruikt in systemen met hoge temperatuur en hoge druk, zoals stoomsystemen.

Specificaties smeden:

Volgt in het algemeen de ASTM A182 F1, F5, F9, F11 en F22 normen; verkrijgbaar in klasse 150 tot 2500.

4.Koper en koperlegeringen

Koper en koperlegeringen

Koper en koperlegeringen staan bekend om hun goede thermische geleidbaarheid en worden vaak gebruikt in lagedruksystemen. Ze zijn geschikt voor huishoudelijke en commerciële watervoorzieningssystemen en HVAC, maar kunnen corroderen in specifieke chemische omgevingen.

Voordelen:

  • Goede thermische geleidbaarheid
  • Geschikt voor lagedruksystemen
  • Over het algemeen eenvoudig te bewerken en te installeren

Nadelen:

  • Gevoeligheid voor corrosie in bepaalde omgevingen
  • Beperkte mechanische sterkte

Typische toepassingen:

Op grote schaal gebruikt in huishoudelijke en commerciële watervoorzieningssystemen en HVAC.

Specificaties smeden:

Voldoet vaak aan de ASTM B61 B62-normen

Kunststof materialen

1.Polyvinylchloride (PVC)

Polyvinylchloride (PVC)

PVC is een synthetisch kunststof polymeer dat goedkoop, eenvoudig te installeren en corrosiebestendig is. Het heeft echter een beperkt temperatuur- en drukbereik, waardoor het geschikt is voor drainage, irrigatie en andere lagedruktoepassingen.

Voordelen:

  • Lage kosten
  • Eenvoudig te installeren
  • Corrosiebestendig

Nadelen:

  • Beperkt temperatuur- en drukbereik
  • Niet geschikt voor sommige chemicaliën en organische oplosmiddelen

Typische toepassingen:

Het wordt voornamelijk gebruikt voor drainage, irrigatie en vloeistoftransport onder lage druk.

Specificaties smeden:

Volgt over het algemeen de ASTM D1785 D2466-normen

2.Polypropyleen (PP)

Polypropyleen (PP)

PP is een thermoplastisch polymeer dat bestand is tegen chemicaliën en slijtage. Het wordt vooral gebruikt in de chemische industrie en bij de behandeling van afvalwater. Het is echter niet geschikt voor toepassingen bij hoge temperaturen of hoge druk.

Voordelen:

  • Chemicaliënbestendig
  • Slijtvast
  • Lagere dichtheid en gewicht

Nadelen:

  • Niet geschikt voor toepassingen met hoge temperaturen of hoge druk
  • Kan afbreken onder UV-licht

Typische toepassingen:

Het wordt vaak gebruikt in chemische industrieën en afvalwaterzuiveringsinstallaties.

Specificaties smeden:

Voldoet aan ISO 1873-normen; verkrijgbaar in PN10, PN16.

3.Polytetrafluorethyleen (PTFE)

Polytetrafluorethyleen (PTFE)

PTFE staat bekend om zijn extreem hoge chemische stabiliteit en corrosiebestendige eigenschappen. Het wordt vooral gebruikt in situaties met zeer corrosieve chemicaliën en laboratoriumtoepassingen. Het is relatief duurder en niet geschikt voor toepassingen onder hoge druk.

Voordelen:

  • Extreem hoge chemische stabiliteit
  • Corrosiebestendig

Nadelen:

  • Hoge kosten
  • Niet geschikt voor toepassingen met hoge druk

Typische toepassingen:

Gebruikt in zeer corrosieve chemische verwerkings- en laboratoriumtoepassingen.

Specificaties smeden:

Meestal op maat gesmeed voor speciale toepassingen, kan het ASTM D1710 volgen.

Elastomeren en zachte materialen

Rubber

Rubber

Rubber is een elastisch materiaal dat wordt verkregen uit natuurlijke bronnen of gesynthetiseerd uit petrochemische stoffen. Het wordt vaak gebruikt in kleppen voor pakkingen, O-ringen en andere afdichtingselementen. Door zijn elastische aard heeft rubber uitstekende afdichtingseigenschappen. Het is ideaal voor lagedruksystemen waar lekdichtheid cruciaal is. Rubber is over het algemeen ook bestand tegen verschillende chemicaliën en schurende materialen, waardoor het veelzijdig is in meerdere toepassingen.

Voordelen:

  • Uitstekende elasticiteit en afdichtingseigenschappen
  • Over het algemeen goede chemische weerstand
  • Geschikt voor gebruik met schurende materialen
  • Kosteneffectief

Nadelen:

  • Beperkte temperatuur- en drukbestendigheid
  • Kan na verloop van tijd afbreken, vooral bij blootstelling aan UV-straling of in contact met oliën en sterke zuren of basen

Typische toepassingen:

Rubber wordt vaak gebruikt in waterzuiveringsinstallaties, chemische verwerkingsindustrieën en andere systemen met lage tot middelhoge druk, vooral voor het afdichten van onderdelen.

Specificaties smeden:

Rubbermaterialen die worden gebruikt in afsluitertoepassingen volgen vaak specifieke industriële standaarden voor rubberproducten, zoals ASTM D2000 voor elastomeerafdichtingen.

Conclusie

Het selecteren van het juiste materiaal voor kleppen is een complexe taak waarbij verschillende overwegingen een rol spelen, zoals bedrijfsomstandigheden (temperatuur, druk, media, enz.), kosten, beschikbaarheid en specifieke toepassingsvereisten. Hier volgt een overzicht van de belangrijkste aandachtspunten:

  1. Corrosiebestendigheid: Verschillende materialen bieden verschillende niveaus van corrosiebestendigheid. Roestvrij staal en PTFE presteren bijvoorbeeld goed in zeer corrosieve omgevingen.
  2. Mechanische sterkte: In omgevingen met hoge druk en hoge temperaturen, zoals stoomsystemen, is gelegeerd staal over het algemeen een betere optie.
  3. Kosten: Sommige materialen zoals roestvrij staal en gelegeerd staal bieden superieure prestaties, maar zijn relatief duurder.
  4. Toepassingsspecifiek: Bepaalde toepassingen, zoals die in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie, kunnen specifieke soorten roestvrij staal vereisen om aan de hygiënische normen te voldoen.
  5. Temperatuur- en drukbereik: Verschillende materialen werken effectief binnen verschillende temperatuur- en drukbereiken, een essentiële factor bij de materiaalselectie.
  6. Bewerkings- en installatiegemak: Sommige kunststoffen zoals PVC en PP zijn gemakkelijk te bewerken en te installeren, maar zijn over het algemeen alleen geschikt voor toepassingen met lage druk en lage temperatuur.
  7. Prestaties op lange termijn: Sommige materialen, zoals rubber en polyurethaan, kunnen na verloop van tijd slechter worden als ze worden blootgesteld aan UV-stralen of bepaalde chemicaliën.

Samengevat vereist het kiezen van het meest geschikte materiaal voor een specifieke toepassing meestal een uitgebreide en gedetailleerde evaluatie van deze factoren. Nauwe samenwerking met ingenieurs of materiaalwetenschappers is vaak de beste praktijk om ervoor te zorgen dat het gekozen materiaal aan alle technische en economische eisen voldoet.

Contact

Neem contact met ons op