Van thép rèn so với van thép đúc: Loại nào tốt hơn cho ứng suất cao?

Van thép rèn là lựa chọn tốt hơn cho các ứng dụng áp suất cao. Cấu trúc hạt nén của chúng loại bỏ độ xốp, mang lại khả năng chống mỏi cao hơn và xử lý tốt hơn. chu kỳ nhiệt Các giải pháp thay thế bằng vật liệu đúc không thể đáp ứng được yêu cầu một cách đáng tin cậy. Đối với các cấp áp suất trên ASME Class 600, các tiêu chuẩn của nhà máy lọc dầu và hóa dầu thường sử dụng kết cấu rèn làm tiêu chuẩn. Thép đúc phù hợp với đường kính lỗ lớn hơn và các ứng dụng áp suất vừa phải, nơi ngân sách và đường kính lỗ quan trọng hơn hiệu suất chịu áp suất cực cao. 

Van thép rèn là gì và được chế tạo như thế nào?

Hãy bắt đầu từ quy trình sản xuất vì đó mới là nơi tạo nên sự khác biệt thực sự.

Loại van này bắt đầu từ một phôi thép đặc được nén dưới áp suất cực lớn thành hình dạng thân van. Quá trình nén đó làm cho cấu trúc hạt kim loại được sắp xếp thẳng hàng. Không có lỗ rỗng. Không có độ xốp ngẫu nhiên. Chỉ có vật liệu đặc, đồng nhất, chịu được áp suất và độ bền tốt hơn so với vật liệu được sản xuất bằng khuôn đúc.

Van thép đúc hoạt động khác biệt. Thép nóng chảy được đổ vào khuôn, làm nguội và đông đặc. Cấu trúc hạt ngẫu nhiên hơn, và độ xốp có thể phát triển trong quá trình làm nguội, đối với các ứng dụng áp suất thấp đến trung bình, điều này là chấp nhận được. Đối với các ứng dụng áp suất cao, nhiệt độ cao hoặc chu kỳ hoạt động cao, nó tiềm ẩn rủi ro mà các kỹ sư và người mua không thể bỏ qua.

Van bi, van cổng và van một chiều bằng thép rèn: Vị trí lắp đặt của từng loại

Không phải tất cả các loại van rèn đều phục vụ cùng một mục đích. Cần nắm rõ sự khác biệt trước khi lựa chọn.

Các van bi thép rèn Đây là loại van rèn phổ biến nhất trong hệ thống đường ống công nghiệp. Van này dùng để đóng/mở trong các đường ống dẫn khí áp suất cao, hệ thống hơi nước và hệ thống hydrocarbon. Thân van nhỏ gọn, thiết kế đường kính trong toàn bộ van, phù hợp với không gian lắp đặt chật hẹp, nơi các loại van đúc khác quá nặng.

Van cổng rèn này xử lý dòng chảy thẳng trong trường hợp cần giảm thiểu tối đa tổn thất áp suất. Ứng dụng trong đường ống cấp liệu nhà máy lọc dầu, đường ống dẫn hơi nước áp suất cao và đường truyền khí tự nhiên. Thân van chịu được chu kỳ nhiệt lặp đi lặp lại, vượt trội so với các loại van khác về độ bền theo thời gian.

Van một chiều rèn ngăn chặn dòng chảy ngược trong các hệ thống áp suất cao, nơi rò rỉ gioăng dưới tác động của sự tăng áp đột ngột là một rủi ro thực sự. Van bi nổi rèn phù hợp với các ứng dụng có đường kính nhỏ hơn, lên đến khoảng DN50. Van bi trục xoay bằng thép rèn xử lý đường kính lớn hơn và áp suất cao hơn, trong đó bi cần được hỗ trợ cơ học từ cả hai đầu thay vì nổi tự do giữa các gioăng.

YKY sản xuất van cửa Và van cầu cùng với van bi Được làm từ thép carbon, thép không gỉ và thép hợp kim. Đạt chứng nhận API 6D, API 600 và ISO 9001 với gia công chính xác CNC trên thân van rèn. Khách hàng có thể tìm mua cả cấu hình rèn và đúc từ một nhà cung cấp duy nhất, giúp đơn giản hóa việc mua sắm cho các dự án có thông số kỹ thuật hỗn hợp.

Van cổng thép đúc API 600

Van cổng thép có nắp bu lông dành cho ngành công nghiệp dầu khí, được thiết kế để hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện khắc nghiệt.

Khám phá sản phẩm

Van thép đúc: Ưu điểm và nhược điểm

Thép đúc không nhất thiết là kém hơn. Nó phục vụ một phân khúc khác trong phạm vi áp suất và kích thước và hoàn thành tốt nhiệm vụ đó.

Đối với các ứng dụng đường kính lớn hơn, điển hình là DN100 trở lên, đúc tiết kiệm chi phí hơn so với rèn. Chi phí dụng cụ cho các thân van rèn lớn cao hơn đáng kể, và thời gian sản xuất cũng lâu hơn. Van cổng và van cầu bằng thép đúc theo tiêu chuẩn ASME Class 150 và Class 300 đáp ứng được nhiều ứng dụng công nghiệp thông dụng với chi phí thấp hơn.

Hạn chế này thể hiện rõ ở các cấp áp suất cao hơn và trong các ứng dụng liên quan đến sốc nhiệt, rung động hoặc tải trọng chu kỳ. Các chi tiết đúc dễ bị nứt do mỏi tại các điểm tập trung ứng suất, đặc biệt là xung quanh các mặt bích và các mối nối giữa thân và nắp. Đó là nơi vấn đề rỗ xốp trở thành vấn đề về cấu trúc.

Van thép rèn so với van thép đúc: So sánh trực tiếp

Khi nào nên chọn sản phẩm rèn và khi nào nên chọn sản phẩm đúc.

Van tiết lưu thân rèn chịu áp suất cao là lựa chọn phù hợp khi ứng dụng yêu cầu cấp áp suất trên tiêu chuẩn ASME Class 600. Ngoài ra, van cũng thích hợp khi nhiệt độ vượt quá 300°C, khi có tải trọng chu kỳ hoặc rung động, khi đường kính lỗ nhỏ và yêu cầu thân van nhỏ gọn, và khi cần cách ly tối ưu, nơi yêu cầu không rò rỉ là điều bắt buộc.

Thép đúc phù hợp hơn cho các kích thước đường kính lớn hơn DN100, điều kiện áp suất và nhiệt độ vừa phải, các dự án có ngân sách hạn chế mà cấp áp suất không đủ để biện minh cho giá thành của thép rèn, và sử dụng thông thường mà không có sự thay đổi nhiệt độ hoặc cơ học đáng kể.

Hầu hết các tiêu chuẩn kỹ thuật của nhà máy lọc dầu và hóa chất đều mặc định sử dụng kết cấu rèn cho cấp độ 800 trở lên. Kết cấu đúc chiếm phần lớn trong đường ống tiện ích và quy trình chung ở cấp độ 150 và cấp độ 300. Không có loại nào tốt hơn loại nào một cách tuyệt đối. Chúng được chế tạo cho các điều kiện khác nhau.

Danh sách kiểm tra của người mua trước khi lựa chọn một trong hai loại

Năm điều cần xác nhận trước khi đặt hàng.

1. Cấp áp suất hoạt động. Cấp 800 trở lên có nghĩa là kết cấu rèn. Dưới cấp 600, thép đúc thường đủ dùng và tiết kiệm chi phí hơn.
2. Đường kính lỗ. Các thân van được rèn áp suất cao có giá thành kinh tế nhất đối với van có đường kính dưới DN50. Đối với van có đường kính trên DN100, thép đúc thường mang lại giá trị tốt hơn trừ khi cấp áp suất yêu cầu khác.
3. Phạm vi nhiệt độ. Ứng dụng trên 300°C với chu kỳ nhiệt Ưu tiên kết cấu rèn để tăng khả năng chống mỏi.
4. Yêu cầu chứng nhận. Xác nhận xem dự án có yêu cầu tiêu chuẩn API 6D, API 600 hoặc các tiêu chuẩn khác hay không và xác minh nhà cung cấp có các chứng nhận đó cho cả hai dòng sản phẩm.
5. Năng lực nhà cung cấp. Việc tìm nguồn cung ứng cả sản phẩm rèn và đúc từ một nhà sản xuất được chứng nhận giúp đơn giản hóa việc lập hồ sơ và kiểm soát chất lượng. Dòng sản phẩm của YKY bao gồm van cổng và van cầu ở cả hai cấu hình, với đầy đủ bản vẽ kỹ thuật và thông số áp suất có sẵn theo yêu cầu.

Câu hỏi thường gặp

Thép đúc có độ bền tương đương với thép rèn không?

Thép đúc có độ bền cao nhưng không tương đương. Quá trình rèn giúp sắp xếp lại cấu trúc hạt và loại bỏ độ xốp, Điều này tạo ra độ bền kéo cao hơn và khả năng chống mỏi tốt hơn. Đối với các ứng dụng chịu áp suất cao hoặc chu kỳ tải trọng, thép rèn luôn cho hiệu suất vượt trội so với thép đúc.

Loại van nào thường được sử dụng cho các ứng dụng áp suất cao?

Van thép rèn là lựa chọn tiêu chuẩn cho các loại van có áp suất trên ASME Class 600. Van cổng rèn, van bi rèn và van một chiều rèn được sử dụng rộng rãi trong các nhà máy lọc dầu, sản xuất điện và truyền tải khí đốt ở các cấp áp suất cao.

Thép rèn có những nhược điểm gì?

Chi phí đơn vị cao hơn so với thép đúc, nguồn cung hạn chế đối với các kích thước đường kính lớn hơn DN50, và thời gian giao hàng lâu hơn đối với các cấu hình không tiêu chuẩn. Không phải là lựa chọn phù hợp cho mọi ứng dụng.

Van thép rèn và van thép đúc có gì khác nhau?

Van thép đúc được làm từ thép nóng chảy đổ vào khuôn. Van được sản xuất bằng phương pháp rèn được tạo hình bằng cách nén phôi đặc dưới áp suất cao. Van rèn có cấu trúc hạt dày đặc hơn, khả năng chịu áp suất tốt hơn và khả năng chống mỏi cao hơn. Van đúc phù hợp với đường kính lỗ lớn hơn với chi phí thấp hơn.