Armatura odporna na agresywne media – stal nierdzewna
Stal nierdzewna i kwasoodporna to jeden z najbardziej wszechstronnych i popularnych materiałów stosowanych w armaturze przemysłowej do agresywnych mediów. Dzięki zawartości chromu, który tworzy warstwę pasywną na powierzchni stali, materiał ten wykazuje doskonałą odporność na korozję. Warstwa ta chroni przed działaniem wilgoci, kwasów i innych substancji chemicznych, które mogą uszkodzić materiały mniej odporne.
Najczęściej stosowane gatunki stali nierdzewnej to stal 304 i a kwasoodpornej to stal 316. Stal 316, zawierająca dodatek molibdenu, ma wyższą odporność na korozję w porównaniu z 304, co sprawia, że jest bardziej odpowiednia do zastosowań w bardziej agresywnych środowiskach chemicznych, np. tam, gdzie używa się kwasów siarkowych czy chlorków.
Skład chemiczny
- Stal nierdzewna 304. Zawiera ok. 18% chromu i 8% niklu. Jest to standardowy materiał, który doskonale radzi sobie w mniej agresywnych warunkach chemicznych.
- Stal kwasoodporna 316. Dodatek 2-3% molibdenu zwiększa odporność na korozję w kontakcie z chlorkami, co czyni ją bardziej odporną na działanie soli i kwasów.
Zalety
- Wysoka odporność na korozję. Dzięki zawartości chromu i niklu, stal nierdzewna jest odporna na działanie większości substancji chemicznych.
- Łatwość w utrzymaniu czystości. Powierzchnia stali nierdzewnej jest gładka i łatwa do czyszczenia, co czyni ją idealną w aplikacjach wymagających higieny, np. w przemyśle spożywczym i farmaceutycznym.
- Trwałość. Stal nierdzewna jest wytrzymała na uszkodzenia mechaniczne oraz długotrwałą ekspozycję na wysokie i niskie temperatury.
Armatura przemysłowa wykonana ze stali nierdzewnej jest powszechnie stosowana w aplikacjach, gdzie istnieje wysokie ryzyko kontaktu z korodującymi substancjami, takimi jak kwasy i zasady. Stal nierdzewna jest również preferowana w systemach przemysłowych, gdzie kluczowe są higiena i bezpieczeństwo procesów, np. w przemyśle spożywczym, farmaceutycznym i chemicznym.
Armatura przemysłowa do agresywnych mediów – żeliwo sferoidalne
Żeliwo sferoidalne to materiał o wysokiej wytrzymałości mechanicznej, który znajduje szerokie zastosowanie w armaturze przemysłowej. W żeliwie sferoidalnym grafit występuje w formie kulek (sfer), co poprawia jego wytrzymałość na rozciąganie i odporność na pękanie w porównaniu do tradycyjnego żeliwa szarego. W celu uzyskania właściwej odporności na media agresywne chemicznie pokrywa się żeliwo różnego rodzaju powłokami. Mogą to być farby epoksydowe, rilsan, guma, szkło itp.
Skład chemiczny
- Węgiel (3-4%). Główna część węgla w żeliwie sferoidalnym występuje w postaci grafitu, co zapewnia materiałowi wysoką odporność na naprężenia.
- Krzem, magnez, mangan, miedź. Dodatek tych pierwiastków dodatkowo wzmacnia wytrzymałość mechaniczną i odporność na korozję.
Zalety
- Odporność na uderzenia i zmienne temperatury. Żeliwo sferoidalne zachowuje wysoką wytrzymałość nawet w trudnych warunkach, takich jak ekstremalne temperatury czy gwałtowne zmiany ciśnienia.
- Wysoka odporność na korozję. Dzięki odpowiedniej mieszance składników chemicznych żeliwo sferoidalne wykazuje dobrą odporność na korozję, zwłaszcza w umiarkowanie agresywnych środowiskach.
- Niski koszt produkcji. W porównaniu do stali nierdzewnej żeliwo sferoidalne jest bardziej ekonomiczne.
Wybór armatury do agresywnych mediów – staliwo węglowe i stopowe
Staliwo jest materiałem o wyjątkowej wytrzymałości mechanicznej, co czyni je niezastąpionym w armaturze przemysłowej pracującej pod wysokimi ciśnieniami i w ekstremalnych temperaturach. W zależności od wymagań stosuje się staliwo węglowe lub staliwo stopowe, które zawiera dodatki innych pierwiastków zwiększające jego właściwości.
Skład chemiczny
- Staliwo węglowe. Składa się z żelaza z dodatkiem do 2% węgla, co zapewnia materiałowi wytrzymałość na rozciąganie i ściskanie.
- Staliwo stopowe. Zawiera dodatki takie jak chrom, molibden, nikiel, które zwiększają odporność na wysokie temperatury, korozję oraz zużycie.
Zalety
- Wytrzymałość na ekstremalne warunki. Staliwo doskonale sprawdza się w aplikacjach, gdzie wymagana jest odporność na wysokie ciśnienia, wysokie temperatury oraz gwałtowne zmiany warunków pracy.
- Doskonała odporność na zużycie. Staliwo stopowe, dzięki dodatkom chromu i molibdenu, jest odporne na korozję.
- Bezpieczeństwo i trwałość. Dzięki swojej wytrzymałości mechanicznej armatura wykonana ze staliwa zapewnia długą żywotność i niezawodność nawet w najbardziej wymagających aplikacjach przemysłowych.
Armatura odporna na agresywne media wykonana ze staliwa znajduje szerokie zastosowanie w systemach przesyłowych, gdzie medium jest transportowane pod bardzo wysokim ciśnieniem lub temperaturą. Jest to materiał pierwszego wyboru w przemysłowych instalacjach gazowych, petrochemicznych oraz ciepłowniczych.
Wybór armatury do agresywnych mediów
Rodzaj transportowanego medium to podstawowy czynnik, który należy wziąć pod uwagę. W zależności od tego, czy system pracuje z kwasami, zasadami, solami, czy innymi substancjami chemicznymi, materiały muszą charakteryzować się odpowiednią odpornością na korozję i chemiczne oddziaływanie danego medium.
- Stal kwasoodporna 316 jest najlepszym wyborem, gdy instalacja ma do czynienia z solami, chlorkami lub kwasami o wyższej agresywności chemicznej. Stal ta zawiera molibden, który zwiększa jej odporność na działanie chlorków i zapobiega korozji wżerowej.
- Żeliwo sferoidalne jest mniej odporne na działanie silnie korozyjnych substancji, ale dobrze sprawdza się w instalacjach z medium o umiarkowanej agresywności chemicznej, takich jak woda, ścieki czy inne nieagresywne ciecze.
Systemy przemysłowe przetwarzające ścieki, gdzie transportowane są ciecze o niskiej lub umiarkowanej agresywności chemicznej, często wybierają armaturę z żeliwa sferoidalnego, co zapewnia dobrą wytrzymałość przy relatywnie niskich kosztach. Natomiast przemysł chemiczny, gdzie mamy do czynienia z kwasami i solami, najczęściej wykorzystuje stal nierdzewną, szczególnie typ 316, ze względu na znacznie wyższą odporność chemiczną.
Ciśnienie i temperatura
Ciśnienie robocze oraz zakres temperatur w instalacji to kolejne istotne czynniki, które wpływają na wybór materiału. Armatura pracująca pod wysokim ciśnieniem i w ekstremalnych temperaturach musi być wykonana z materiałów o wysokiej wytrzymałości mechanicznej i odporności na zmienne warunki pracy.
- Staliwo węglowe i stopowe to najlepszy wybór w aplikacjach przemysłowych, które wymagają pracy pod wysokim ciśnieniem i w wysokich temperaturach. Dzięki swojej wytrzymałości i odporności na odkształcenia staliwo jest powszechnie stosowane w instalacjach przemysłowych, takich jak rurociągi parowe, przemysł naftowy i gazowy. Staliwo może wytrzymać ciśnienia sięgające kilkuset barów oraz temperatury przekraczające 500°C.
- W instalacjach pracujących w niższych ciśnieniach, takich jak systemy wodociągowe czy instalacje ściekowe, często stosuje się żeliwo sferoidalne. Jego wytrzymałość mechaniczna jest wystarczająca do obsługi ciśnień typowych dla tych systemów.
W przypadku ekstremalnych warunków cieplnych, takich jak przemysł metalurgiczny czy energetyczny, zastosowanie staliwa stopowego z dodatkiem chromu, molibdenu lub niklu pozwala na pracę w temperaturach dochodzących do kilkuset stopni Celsjusza.