Zawór zasuwowy ceramiczny vs PTFE z wykładziną: który dłużej wytrzymuje w zawiesinie?

Szybka odpowiedź: Ceramika zazwyczaj działa dłużej, gdy główną przyczyną zużycia jest ścieranie przez twarde ciała stałe. PTFE może działać lepiej, gdy ograniczeniami są zgodność chemiczna lub warunki uderzenia. Rzeczywista żywotność zależy od czynników takich jak skład chemiczny zawiesiny, prędkość przepływu, stężenie ciał stałych, charakterystyka cząstek i konstrukcja zaworu.

Dlaczego zawory zasuwowe zużywają się od zawiesin?

Zawiesina powoduje kontakt zaworu zarówno z cieczą, jak i zawieszonymi ciałami stałymi. Gdy mieszanina przepływa przez zawór, twarde cząstki mogą wielokrotnie uderzać lub zeskrobywać powierzchnie wewnętrzne. Z czasem może to prowadzić do zużycia wykładziny, zasuwki i powierzchni uszczelniających.

Stopień zużycia zależy częściowo od tego, co jest zawieszone w cieczy. Większe, kanciaste cząstki mogą wyrywać lub przecinać wykładzinę, podczas gdy mniejsze, miękkie cząstki powodują bardziej stopniowe zużycie powierzchni. Wzrost prędkości przepływu może spowodować, że cząstki uderzą w odsłonięte powierzchnie z większą energią, pogarszając ogólny problem.

Jeśli chodzi o konstrukcję, konwencjonalne zawory zasuwowe klinowe mają te wewnętrzne obszary, w których gromadzą się ciała stałe. Zasuwka może stać się trudniejsza w obsłudze, a nawet nie zamknąć się całkowicie, jeśli wokół obszaru siedzenia osadzi się wystarczająca ilość materiału. Jest to jeden z powodów, dla których należy unikać traktowania specjalnie zaprojektowanego zaworu zasuwowego do zawiesin w ten sam sposób, co standardowego zaworu zasuwowego.

Można również napotkać problemy z dławieniem. Ponieważ standardowe zawory zasuwowe są przeznaczone głównie do izolacji, pozostawienie jednego częściowo otwartego koncentruje przepływ wokół zasuwki i siedzeń, potencjalnie przyspieszając erozję podczas obsługi ściernych zawiesin.

Jak różnią się zużycia wykładzin ceramicznych i PTFE?

PTFE i ceramika stosują różne podejścia do ochrony elementów wewnętrznych zaworu. Zazwyczaj mylące jest porównywanie ich tylko na podstawie odporności na korozję.

Zawór z wykładziną ceramiczną opiera się na bardzo twardej powierzchni, aby oprzeć się ścieraniu. Tlenek glinu, tlenek cyrkonu i inne podobne materiały są trudne do zarysowania lub przecięcia przez zawieszone cząstki. Ceramika ma zatem przewagę, gdy głównym problemem jest zużycie ścierne spowodowane przez twarde ciała stałe.

Ale ceramika jest również stosunkowo krucha, co oznacza, że uderzenia cząstek o wysokiej energii i silne wstrząsy mechaniczne mogą spowodować jej odpryskiwanie lub pękanie. W związku z tym najtwardsza wykładzina nie staje się automatycznie najtrwalsza w zmiennych warunkach zawiesin.

PTFE z drugiej strony jest znacznie bardziej elastyczny i miększy niż ceramika. Twarde cząstki mogą zarysować, wyrywać lub przecinać nie wypełniony PTFE, gdy poruszają się po jego powierzchni. W silnie ściernej zawiesinie może to stopniowo usuwać materiał wykładziny.

Gdy wykładzina nie jest narażona na silne ścieranie ślizgowe, a odporność chemiczna jest bardziej wpływowa przy wyborze materiału, PTFE może być dobrym wyborem. W porównaniu do ceramiki, ten materiał zazwyczaj nie ulega awarii przez kruche pękanie pod wpływem uderzeń mechanicznych.

Zawsze określ dominujące źródło zużycia podczas porównywania zaworu zasuwowego z wykładziną ceramiczną z zaworem zasuwowym z wykładziną PTFE. Jeśli dominuje ścieranie przez twarde cząstki, ceramika zazwyczaj ma przewagę pod względem odporności na zużycie. Jeśli ograniczeniem staje się zgodność chemiczna lub warunki uderzenia, wybór materiału może się zmienić.

Zawór zasuwowy wyłożony

Zawór zasuwowy z wykładziną zapewnia doskonałe uszczelnienie dzięki ściskaniu dławika, skutecznie zapobiegając wyciekaniu medium z obszaru trzpienia.

Zobacz produkt

Co faktycznie określa żywotność w zawiesinie?

Dwa zawory z dokładnie taką samą wykładziną mogą mieć bardzo różną żywotność, jeśli pracują w różnych zawiesinach.

Ilość ciał stałych w płynie jest zazwyczaj punktem wyjścia. Większe stężenie oznacza większą liczbę cząstek przepływających przez zawór i kontaktujących się z jego wewnętrznymi powierzchniami. Szybkość zużycia wykładziny zależy od kształtu, rozmiaru i twardości tych cząstek.

Weźmy dużą, kanciastą cząstkę. Produkuje ona inny wzór zużycia niż mniejsze, zaokrąglone cząstki (nawet przy tym samym stężeniu ciał stałych). Twarde cząstki mogą również przecinać, zarysowywać lub wpychać się w miększe materiały wykładziny.

Zużycie to może się nasilać wraz z prędkością. Przy szybszym przepływie zawiesiny cząstki przenoszą więcej energii i uderzają w odsłonięte powierzchnie z większą siłą. Niektóre konstrukcje zaworów tworzą również obszary uderzeń cząstek lub skoncentrowanego przepływu, co prowadzi do szybszego zużycia niektórych powierzchni.

Kluczowe jest również uwzględnienie składu chemicznego. Chociaż prosta liczba pH mówi nam, czy ciecz jest kwaśna, czy zasadowa, nie mówi nam wszystkiego o zgodności chemicznej. Dwa strumienie mogą mieć podobne pH, ale zawierać zupełnie inne chemikalia. Z tego powodu należy wziąć pod uwagę rzeczywisty skład chemiczny, stężenie i temperaturę pracy zamiast wybierać wykładzinę tylko na podstawie pH.

Ważne jest również określenie ciśnienia i warunków pracy. Zawór obsługiwany często będzie miał inne wymagania mechaniczne niż zawór izolacyjny, który cyklicznie pracuje. Wszystkie te czynniki wpływają na wybór zaworu do zawiesin ściernych, ponieważ różnice w warunkach pracy i zawiesinie mogą zmienić prędkość, z jaką zużywają się jego wewnętrzne powierzchnie.

Kiedy należy unikać standardowego zaworu zasuwowego?

Zmiana wykładziny nie rozwiąże problemu, jeśli sama konstrukcja zaworu jest nieodpowiednia do zawiesiny. Standardowe zawory zasuwowe klinowe mogą mieć problemy, gdy ciała stałe gromadzą się wokół obszaru siedzenia i uniemożliwiają prawidłowe zamknięcie zasuwki.

Ale nie można odrzucić każdego zaworu typu zasuwowego do obsługi zawiesin. Specjalnie zaprojektowane konstrukcje, takie jak zawory zasuwowe nożowe do zawiesin, radzą sobie z ciałami stałymi inaczej.

YOUFUMI oferuje ceramiczny zawór nożowy z wykładziną zawór z wykładziną ceramiczną Al₂O₃ lub ZrO₂. Dostępny w rozmiarach DN50–DN600 i klasach ciśnienia PN10, PN16 i 150LB, oferuje odporność na ścieranie, zużycie i erozję.

Nasz dwupłytowy zawór zasuwowy z wykładziną ceramiczną jest wyposażony w wykładzinę Al₂O₃ lub ZrO₂ do zastosowań, w których właściwości tych materiałów odpowiadają procesowi.

Dla porównania, standardowy zawór YOUFUMI zawór zasuwowy wyłożony wykorzystuje wykładzinę PFA lub FEP zamiast ceramiki. Daje to różne opcje wykładzin w zależności od wymagań chemicznych i mechanicznych obsługi.

Jeśli potrzebujesz pomocy w określeniu odpowiedniej konfiguracji dla Twojego zastosowania, prześlij nam swoje wymagania dotyczące zaworu i warunki procesu za pośrednictwem naszej strony kontaktowej. W przypadku zastosowań z zawiesiną, podaj skład chemiczny, temperaturę i ciśnienie podczas składania zapytania ofertowego. Upewnij się również, że określisz prędkość przepływu, stężenie cząstek stałych i charakterystykę cząstek. I nie zapomnij podać, czy zawór jest przeznaczony do odcinania, czy do innego zastosowania.