Tæringarþol munur á kopar og ryðfríu stáli hliðarlokum í ýmsum miðlum

 

Efnissamsetning og tæringarkerfi

Lokar úr koparhlið (venjulega úr ASTM B62 álfelgur, sem innihalda 57%-63% kopar og 37%-43% sink) eru háðir hættu á afsínkunartæringu í sérstökum miðlum. Þegar vatnshitastigið fer yfir 60 gráður og vatnið hefur hátt súrefnisinnihald, fellur sink helst út og skilur eftir sig porous koparbyggingu sem veldur leka eða broti.

 

Prófunargögn sýna að árlegur tæringarhraði kopar getur náð 0,2 mm/ári í súru vatni með pH undir 6,5 eða basísku vatni með pH yfir 9,5.

 

Ryðfrítt stálhliðarlokar (almennt CF8M eða CF3M, í samræmi við ASTM A351) mynda passiveringsfilmu sem byggir á króminnihaldi (18%-21%). Hins vegar er 304 ryðfríu stáli viðkvæmt fyrir holatæringu og sprungutæringu í miðlum með styrk klóríðjóna yfir 200 ppm; 316L ryðfríu stáli (inniheldur 2%-3% mólýbden) getur bætt klóríðþol upp í 1000 ppm.

 

Til dæmis, í sjó eða iðnaði í hringrásarvatnskerfum, geta 304 hliðarlokar úr ryðfríu stáli myndað ryðbletti innan 3-6 mánaða, en endingartími 316L er hægt að lengja í meira en 5 ár.

Gagnasamanburður á viðeigandi sviðsmyndum

Meðaltegund	Notkun koparhliðsloka	Notkun hliðarloka úr ryðfríu stáli
Drykkjarvatn (klór < 50 ppm)	Gott, en gaum að blýinnihaldi (minna en eða jafnt og 0,25%)	Bæði 304/316 eiga við, blý-laust
Hot water (>70 gráður)	Mikil afzinkingarhætta, endingartími < 2 ár	316L þolir 120 gráður
Sjór/saltvatn	Not recommended (corrosion rate >0,5 mm/ári)	316L eða tvíhliða ryðfríu stáli
Hlutlausar olíuvörur (brennisteins-lausar)	Viðunandi (þrýstingur minni en eða jafnt og 1,6 MPa)	Ótakmarkað
Súr miðill (pH<5)	Hröð tæring	316L þolir pH=3

 

Við mat á tæringarþol loka úr koparhlið skal huga að afsínun; á meðanhliðarventill úr ryðfríu stáliþrýstingseinkunngetur náð 2,5 MPa (Class 150) við stofuhita, hærra en 1,6 MPa fyrir kopar. Fullkominn samanburður á hliðarlokaefni skal innihalda hitastigslækkunarstuðla - koparþrýstingur skal minnka um 40% við 100 gráður.

 

Hvernig á að taka lokavalið hvað varðar þrýsting, hitastig og lífsferilskostnað?

 

Vélrænir eiginleikar og öryggismörk

Togstyrkur hliðarloka úr kopar er um 330 MPa, hörku HB 80-90 og brothætt hitastig við lágan hita er um -10 gráður. Þegar umhverfishiti lækkar í -20 gráður minnkar höggþol kopar um meira en 50%, svo það er ekki mælt með því fyrir utanhússleiðslur á köldum svæðum. Ryðfrítt stál (316) hefur togstyrk upp á 485 MPa og viðheldur hörku við -40 gráður, í samræmi við BS 6364, staðalinn fyrir lághitaventla.

 

Frá sjónarhóli þéttingarparsupplýsinga: Koparlokasæti nota venjulega pólýtetraflúoretýlen (PTFE) eða kopar-í-eirþéttingu og ákveðinn þrýstingur upp á 2,5-3,5 MPa er nauðsynlegur fyrir þéttinguna til að tryggja engan leka. Lokasæti úr ryðfríu stáli geta verið harðhúðuð með Stellite álfelgur, með hörku HRC 38-42, ónæm fyrir veðrun frá ögnum. Til dæmis, í olíuframleiddu vatni sem inniheldur sandagnir, er endingartími þéttingaryfirborðs hliðarloka úr ryðfríu stáli 6-8 sinnum lengri en kopar.

 

Lífsferilskostnaðarútreikningur

Upphaflegur innkaupakostnaður: DN50 flansloki, kopar ca. $35-50, ryðfríu stáli CF8M u.þ.b. $120-180. Hins vegar skal reikna eftirfarandi falinn kostnað:

 

Tíðni skipta: Meðallíftími kopar í heitavatnskerfum er 1,5 ár, en ryðfríu stáli getur náð meira en 10 ár. Fyrir 10-ára lotu þarf kopar 6 skipti, með heildarinnkaupakostnað upp á $210-300, auk 6 handvirkra uppsetninga ($80 hver), samtals $690-780; ryðfríu stáli einu sinni innkaup ásamt uppsetningu kostar $ 200-260.

Niðurtímatap kerfis: Klukkutímakostnaður við niður í efnaverksmiðju er $2000-5000 og 4 tíma lokunartapið sem stafar af því að skipta um koparloka hefur farið yfir verðmæti lokans sjálfs.

 

Fyrir val á ventla fyrir vatnskerfi er blý-frítt kopar eða 316L ryðfríu stáli æskilegt fyrir drykkjarvatnsleiðslur; en iðnaðarhliðslokaforrit sem fela í sér ætandi vökva eða gufu verða að nota ryðfríu stáli.

 

Það er ekkert algert „betra“, aðeins „hentara“ miðað við vinnuaðstæður. Lokar úr koparhlið henta fyrir hreint vatn eða olíuvörukerfi við stofuhita, hlutlausan og lágan flæðishraða, með takmörkuðum fjárveitingum.

 

Hliðlokar úr ryðfríu stáli (sérstaklega 316L) standa sig frábærlega í háum-hita, ætandi efni, matvælum, lyfjafyrirtækjum eða lágum-hitaumhverfi.

 

Hægt er að vísa til tveggja-þrepa aðferðar fyrir ákvarðanatöku-: Fyrst skaltu greina klóríðjónainnihald, pH-gildi og rekstrarhitastig miðilsins; í öðru lagi skaltu athuga ASME B16.34 þrýstings-hitastigstöfluna. Að lokum ætti niðurstaðan úr samanburði á hliðarlokaefni að fara aftur í - öryggisbil sem er að minnsta kosti 20% skal vera frátekið til að forðast lekaslys af völdum sparnaðar efniskostnaðar.