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Ventile aus duktilem Gusseisen weisen eine strukturelle Festigkeit und Dichtungsleistung auf, die bei extremen Temperaturen von der Temperatur abhängt, weisen jedoch eine bessere Leistung als herkömmliches Gusseisen auf. Die spezifische Analyse lautet wie folgt:
1. Leistung bei niedrigen Temperaturen
In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen nimmt die Zähigkeit von Metallwerkstoffen normalerweise ab und sie neigen dazu, spröde zu werden. Sphäroguss ist im Allgemeinen aus folgenden Gründen leistungsstärker als Grauguss:
Beibehaltung der Zähigkeit: Sphäroguss behält aufgrund seiner kugelförmigen Graphitstruktur auch bei niedrigen Temperaturen eine relativ hohe Zähigkeit und Schlagfestigkeit bei. Im Gegensatz dazu ist Grauguss bei niedrigen Temperaturen empfindlicher und neigt zu Rissen oder Brüchen. Sphäroguss hat eine gute strukturelle Festigkeit bei niedrigen Temperaturen und kann äußeren Stößen und Druckschwankungen standhalten, die in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen häufig auftreten.
Dichtungsleistung: Niedrige Temperaturen können zum Schrumpfen von Materialien führen, insbesondere von Dichtungsmaterialien. Wenn die Ventildichtfläche richtig gestaltet und das Material ausgewählt ist, kann die Dichtleistung von Sphärogussventilen auch bei niedrigen Temperaturen effektiv aufrechterhalten werden. Beispielsweise können Dichtungen aus kältebeständigem Gummi oder anderen elastischen Materialien die Dichtleistung von Ventilen in Umgebungen mit niedrigen Temperaturen gewährleisten. Bei niedrigen Temperaturen kann die Abdichtung von Ventilen vor Herausforderungen stehen, aber Ventile aus Sphäroguss können durch eine vernünftige Konstruktion ihre Zuverlässigkeit in extrem kalten Umgebungen gewährleisten.
Erdbebensicherheit: In Umgebungen mit niedrigen Temperaturen kann das Rohrleitungssystem ganz oder teilweise gefrieren, was zu Druckschwankungen oder plötzlichen Erschütterungen führen kann. Die Schlagfestigkeit von Ventilen aus Sphäroguss ermöglicht es ihnen, sich in dieser Situation besser an Druckänderungen anzupassen und das Risiko von Rissen oder Brüchen zu verringern.
2. Leistung bei hohen Temperaturen
Der Einfluss von Hochtemperaturumgebungen auf Ventilmaterialien ist komplizierter. Metalle dehnen sich bei hohen Temperaturen aus und die Festigkeit und Härte der Materialien kann abnehmen. Leistung von Sphäroguss bei hohen Temperaturen:
Die Festigkeit bei hohen Temperaturen nimmt ab: Die Festigkeit von Sphäroguss nimmt mit zunehmender Temperatur allmählich ab, insbesondere wenn sie 300 °C überschreitet, nimmt ihre Festigkeit erheblich ab. Dies bedeutet, dass bei extrem hohen Temperaturen die Druckbelastbarkeit und Haltbarkeit von Ventilen aus duktilem Gusseisen beeinträchtigt werden kann und besonderes Augenmerk auf die Konstruktion und Einsatzumgebung der Ventile gelegt werden muss. Beispielsweise müssen in Hochtemperaturumgebungen wie dem Öl- und Gastransport und der metallurgischen Industrie möglicherweise andere Materialien (z. B. Edelstahl oder legierter Stahl) als Ersatz für Sphäroguss verwendet werden.
Wärmeausdehnung: Sphäroguss hat einen bestimmten Wärmeausdehnungskoeffizienten. Bei hohen Temperaturen kann sich das Ventil ausdehnen und die Passung zwischen den Dichtflächen beeinträchtigen, was zu einer Verschlechterung der Dichtleistung führt. Bei hohen Temperaturen werden die Dichtungsmaterialien des Ventils (z. B. Gummidichtungen, Metalldichtungen usw.) durch Temperaturschwankungen beeinträchtigt. Wenn die Dichtung nicht richtig ausgelegt ist, kann es zu Undichtigkeiten kommen.
Thermische Ermüdung und thermische Rissbildung: In einer Umgebung mit starken Temperaturschwankungen (z. B. wechselnde hohe und niedrige Temperaturen) kann es bei Sphäroguss zu thermischer Ermüdung kommen, die zu thermischer Rissbildung führt. Um die Leistung bei hohen Temperaturen zu verbessern, sind in der Regel eine Wärmebehandlung oder spezielle Oberflächenbehandlungsverfahren erforderlich, um die Beständigkeit gegen thermische Rissbildung zu erhöhen.
Verschlechterung der Dichtungsleistung: Hohe Temperaturen können zur Erweichung oder Alterung der Ventildichtungsmaterialien führen und so die Dichtungsleistung beeinträchtigen. Insbesondere in Hochtemperatur-Dampf-, Gas- oder Heißölumgebungen beschleunigt sich die Alterung von Ventildichtungen. Daher ist die Auswahl von Dichtungsmaterialien, die für hohe Temperaturen geeignet sind (z. B. Metalldichtungen, hochtemperaturbeständiger Gummi usw.), von entscheidender Bedeutung für die Aufrechterhaltung der Dichtungsleistung.
3. Umfassende Wirkung:
Konstruktionsoptimierung: Um sicherzustellen, dass Ventile aus duktilem Gusseisen auch bei extremen Temperaturen ihre strukturelle Festigkeit und Dichtungsleistung beibehalten, werden bei der Konstruktion in der Regel eine spezielle Materialauswahl und Prozessoptimierung berücksichtigt. Beispielsweise können durch das Hinzufügen hochtemperaturbeständiger Dichtungsringe, die Anpassung der Ventilsitzstruktur, die Verwendung hochtemperaturbeständiger korrosionsbeständiger Beschichtungen usw. die negativen Auswirkungen hoher Temperaturen verringert werden.
Anpassungsfähigkeit des Kalt-/Warmzyklus: Ventile aus duktilem Gusseisen können sich besser an die Umweltveränderungen des Wechsels von Kälte und Hitze anpassen, wodurch sie in vielen Gebieten mit extremen Klimaveränderungen gute Leistungen erbringen können. Bei extrem hohen oder niedrigen Temperaturen sind jedoch je nach Situation immer noch zusätzliche Konstruktions- und Materialauswahlen erforderlich, um die Zuverlässigkeit und Lebensdauer des Ventils sicherzustellen.
In Umgebungen mit extremen Temperaturen können Ventile aus duktilem Gusseisen innerhalb eines bestimmten Bereichs eine gute Leistung aufrechterhalten, aber für extreme Anwendungsszenarien mit sehr hohen oder sehr niedrigen Temperaturen kann eine zusätzliche Designoptimierung oder die Auswahl anderer Materialien erforderlich sein, um ihre optimale Leistung sicherzustellen.
