Чугунные и ковкие чугунные дисковые затворы широко используются для регулирования расхода в различных отраслях промышленности, но они различаются по свойствам материала, производительности и области применения. Ниже представлено подробное сравнение, которое поможет вам понять различия и выбрать клапан, наилучшим образом соответствующий вашим потребностям.
1. Состав материала
1.1 Чугунный поворотный затвор:
- Серый чугун, сплав железа с высоким содержанием углерода (2-4%).
- Из-за своей микроструктуры углерод существует в форме пластинчатого графита. Эта структура приводит к разрушению материала вдоль пластинчатого графита под действием напряжения, что делает его хрупким и менее гибким.
- Обычно используется в условиях низкого давления и в некритических приложениях.
1.2 Затвор поворотный из ковкого чугуна:
- Изготовленный из ковкого чугуна (также известного как чугун с шаровидным графитом или ковкий чугун), он содержит небольшое количество магния или церия, которые придают графиту сферическую (шаровидную) форму. Такая структура значительно повышает пластичность и прочность материала.
- Более прочный, более гибкий и менее склонный к хрупкому разрушению, чем чугун.
2. Механические свойства
2.1 Серый чугун:
- Прочность: Низкая прочность на разрыв (обычно 20 000–40 000 фунтов на кв. дюйм).
- Пластичность: Хрупкий, склонен к усталостному растрескиванию под действием напряжения или удара.
- Ударопрочность: Низкая, склонен к разрушению при резких нагрузках или термическом ударе.
- Коррозионная стойкость: умеренная, в зависимости от окружающей среды и покрытия.
2.2 Ковкий чугун:
- Прочность: сферический графит снижает точки концентрации напряжений, что приводит к более высокой прочности на растяжение (обычно 60 000–120 000 фунтов на кв. дюйм).
- Пластичность: более пластичный, допускает деформацию без образования трещин.
- Ударопрочность: отличная, лучше выдерживает удары и вибрацию.
- Коррозионная стойкость: аналогична чугуну, но может быть улучшена с помощью покрытий или облицовки.
3. Производительность и долговечность
3.1 Чугунные поворотные затворы:
- Подходит для применений с низким давлением (например, до 150–200 фунтов на кв. дюйм, в зависимости от конструкции).
- Высокая температура плавления (до 1150 °C) и отличная теплопроводность (подходит для применения в системах гашения вибраций, например, в тормозных системах).
- Низкая устойчивость к динамическим нагрузкам, что делает их непригодными для условий с высокой вибрацией или циклическими нагрузками.
- Обычно тяжелее, что может увеличить затраты на установку.
3.2 Затворы поворотные из ковкого чугуна:
- Может выдерживать более высокие давления (например, до 300 фунтов на кв. дюйм и выше, в зависимости от конструкции).
Благодаря более высокой прочности и гибкости, ковкий чугун менее склонен к разрушению при изгибе или ударе, а деформируется пластически, что соответствует принципу «высокопрочного» проектирования, принятому в современном материаловедении. Это делает его более подходящим для применения в сложных условиях.
- Более долговечны в условиях температурных колебаний или механических нагрузок.
4. Сценарии применения
4.1 Чугунные поворотные затворы:
- Широко используется в системах отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха.
- Используется в некритических системах, где стоимость является приоритетом. - Подходит для жидкостей низкого давления, таких как вода, воздух или некоррозионные газы (хлорид-ионы <200 ppm).
4.2 Затворы поворотные из ковкого чугуна:
- Подходит для водоснабжения и очистки сточных вод с нейтральной или слабокислой/щелочной средой (pH 4-10).
- Подходит для промышленного применения, включая нефтегазовую отрасль, химическую переработку и системы водоснабжения высокого давления.
- Используется в системах, требующих повышенной надежности, например, в системах противопожарной защиты или трубопроводах с переменным давлением.
- Подходит для более агрессивных жидкостей при использовании с соответствующей подкладкой (например, EPDM, PTFE).
5. Стоимость
5.1 Чугун:
Благодаря более простому процессу производства и более низкой стоимости материалов, чугун, как правило, менее дорогой. Он подходит для проектов с ограниченным бюджетом и менее строгими требованиями. Несмотря на невысокую стоимость, его хрупкость приводит к более частой замене деталей и увеличению отходов.
5.2 Ковкий чугун:
Из-за процесса легирования и превосходных эксплуатационных характеристик стоимость выше. В областях применения, требующих долговечности и прочности, более высокая стоимость оправдана. Ковкий чугун более экологичен благодаря высокой пригодности к вторичной переработке (>95%).
6. Стандарты и спецификации
- Оба клапана соответствуют таким стандартам, как API 609, AWWA C504 или ISO 5752, но клапаны из ковкого чугуна обычно отвечают более высоким отраслевым требованиям к давлению и долговечности.
- Клапаны из ковкого чугуна чаще всего используются в приложениях, требующих соответствия строгим отраслевым стандартам.
7. Коррозия и обслуживание
- Оба материала подвержены коррозии в суровых условиях, но превосходная прочность ковкого чугуна позволяет ему работать эффективнее в сочетании с защитными покрытиями, такими как эпоксидные или никелевые.
- Чугунные клапаны могут потребовать более частого технического обслуживания в коррозионных или высоконапряженных средах.
8. Сводная таблица
| Особенность | Чугунный поворотный клапан | Затвор-бабочка из ковкого чугуна |
| Материал | Серый чугун, хрупкий | Чугун с шаровидным графитом, ковкий |
| Предел прочности | 20 000–40 000 фунтов на квадратный дюйм | 60 000–120 000 фунтов на квадратный дюйм |
| Пластичность | Низкий, хрупкий | Высокий, гибкий |
| Номинальное давление | Низкое (150–200 фунтов на кв. дюйм) | Выше (300 фунтов на кв. дюйм или более) |
| Ударопрочность | Бедный | Отличный |
| Приложения | HVAC, водоснабжение, некритические системы | Нефть/газ, химия, противопожарная защита |
| Расходы | Ниже | Выше |
| Коррозионная стойкость | Умеренный (с покрытиями) | Умеренный (лучше с покрытиями) |
9. Как выбрать?
- Выбирайте чугунный дисковый затвор, если:
- Вам необходимо экономически эффективное решение для некритических применений низкого давления, таких как водоснабжение или отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха.
- Система работает в стабильной среде с минимальными нагрузками и вибрациями.
- Выбирайте поворотный затвор из ковкого чугуна, если:
- Область применения предполагает высокое давление, динамические нагрузки или агрессивные жидкости.
- Приоритетными являются долговечность, ударопрочность и долговременная надежность.
- Для применения требуются промышленные или критически важные системы, такие как противопожарная защита или химическая обработка.
10. Рекомендация ZFA VALVE
Будучи производителем с многолетним опытом производства дисковых затворов, ZFA Valve рекомендует ковкий чугун. Он не только обладает отличными эксплуатационными характеристиками, но и демонстрирует исключительную стабильность и адаптивность в сложных и изменяющихся условиях эксплуатации, что существенно снижает частоту технического обслуживания и затраты на замену, что приводит к повышению экономической эффективности в долгосрочной перспективе. В связи со снижением спроса на серый чугун, производство чугунных дисковых затворов постепенно прекращается. С точки зрения сырья, дефицит которого становится всё более ценным.