Varinis ar nerūdijantis plienas: kuris medžiagos tipas ilgiau tarnauja aukšto slėgio CO2 adapteriams?

Medžiagos pasirinkimas, kuris veikia daugiau nei tik kainą

Varinės ir nerūdijančiojo plieno adapteriai naudojami aukšto slėgio CO2 sistemose. Abi medžiagos gali atlaikyti susijusius slėgius. Abi jau daugelį metų sėkmingai naudojamos praktikoje. Tačiau klausimas, kuri iš jų tarnauja ilgiau, nėra toks paprastas kaip stiprumo skaičių palyginimas pagal techninių charakteristikų lentelę.

Atsakymas priklauso nuo eksploatacijos aplinkos, naudojimo dažnumo, konkrečios CO2 sudėties ir – galbūt svarbiausia – nuo to, kaip medžiaga sąveikauja su sriegio geometrija ir sandarinimui skirtomis paviršiaus sritimis per šimtus sujungimo ciklų.

Ką varis suteikia

Varis, dažniausiai 60 % vario ir 40 % cinko lydinys, dešimtmečius buvo pramonės standartinė medžiaga dujų reguliavimui ir jungtims . Jo privalumai gerai žinomi: puiki apdirbamoji savybė, gera šilumos laidumas (apytiksliai penkis kartus didesnis nei nerūdijančiojo plieno) ir įrodyta suderinamumas su dauguma pramoninių dujų, įskaitant CO2 .

Aukšto slėgio CO2 sistemose vario ir cinko lydinys veikia patikimai. Jo cheminės savybės yra stabilios ir jis atsparus oksidacijai . Medžiaga taip pat išlaiko kietumą žemose temperatūrose – tai svarbu, nes CO2 išsiplečiant išleidimo metu temperatūra gali smarkiai sumažėti .

Vietos, kur vario ir cinko lydinys rodo savo ribotumus:

• Degininkavimas – selektyvus cinko išsiskyrimas iš lydinio – gali įvykti, kai vario ir cinko lydinys liečiasi su amoniaku, aminais arba rūgštiniais kondensatais .

• Vario ir cinko lydinys yra minkštesnis už nerūdijančiąją plieną, todėl jis labiau linkęs prie siūlų sukibimo dažnai naudojamose sistemose.

• Medžiaga lėtai deformuojasi veikiama ilgalaikio aukšto slėgio.

Nerūdijančioji pliena: brangesnė alternatyva su tikrais privalumais

Nerūdijančioji pliena užtikrina pranašesnę korozijos atsparumą ir didesnę stiprybę . Korozinėse aplinkose nerūdijančioji pliena atspari degradacijai, kuri gali sukelti sistemos pažeidimus. Aukšto slėgio ir dažnai naudojamoms sistemoms nerūdijančioji pliena dažnai būna nurodyta medžiaga .

Kainų skirtumas yra reikšmingas. Nerūdijančiojo plieno reguliatoriai ir jungtys paprastai kainuoja 30–50 % daugiau nei jų varinės atitikmenys. Tačiau korozinėse sąlygose jie užtikrina ilgesnius eksploatacijos intervalus – lauko duomenimis, maždaug dvigubai arba trigubai ilgesnius.

Sriegių sukibimo problema, apie kurią niekas nekalba

Sriegių sukibimas – tai medžiagos pernašos reiškinys, kuris įvyksta, kai slystančios paviršiaus dalys – pavyzdžiui, sriegiuotos jungtys – patiria didelį slėgį ir trintį be pakankamo tepalo. Nerūdijantis plienas ypač linkęs sukibti dėl savo didelės plastšumo ir darbo kietėjimo savybių. Kai prasideda sukibimas, sriegiai užsikimšta ir jungtį nebeįmanoma išmontuoti be sriegių pažeidimo.

Priešingai, vario ir cinko lydinys (varinis) turi natūralią slydžiamumą, kuris sumažina įbrėžimų riziką. Varis suteikia tam tikrą savilubrikacijos laipsnį sukant įsukamas dalis. Adaptyvams, kurie dažnai prijungiami ir atjungiami – pavyzdžiui, pripildymo stotyje – tai gali reikšti ilgesnį naudingą įsukamųjų dalių tarnavimo laiką iš varinio.

Realus pasaulio palyginimas: du adaptyvai, du metai

Florida šioje dygčių parduotuvėje buvo vedami duomenys apie du identiškus CO2 adaptyvų modelius – vienas buvo pagamintas iš varinio, kitas – iš 316 tipo nerūdijančiojo plieno. Abudu adaptyvai buvo naudojami toje pačioje pripildymo stotyje, kiekvieną savaitę atlikdami vienodą pripildymų skaičių, per du metus.

Varinio adaptyvo įsukamosios dalys po maždaug 1200 prijungimų ciklų parodė matomą nusidėvėjimą. Įsukamosios dalys liko veikiančios, tačiau nusidėvėjimo modelis buvo matuojamas naudojant įsukamųjų dalių kalibrus. Nerūdijančiojo plieno adaptyvas tokiame ciklų skaičiuje parodė minimalų nusidėvėjimą – tačiau jam buvo reikėję du kartus tepamo įsukamųjų dalių ir vieną kartą švelniai įbrėžti įsukamąsias dalis, kad būtų pašalintas nedidelis įbrėžimas, naudojant įsukamųjų dalių rėžtuvą.

Pagrindinė išvada: nerūdijantis plienas ilgiau išlaikė matmenis, tačiau reikalavo daugiau priežiūros, kad būtų išvengta sukibimo.

Atsparumas korozijai: ne visi CO2 yra vienodai kokybiški

Kiekvieno medžiagos atsparumas korozijai labai priklauso nuo CO2 šaltinio. Pramoninis CO2 gali turėti pėdsakuose teršalų – drėgmės garų, sieros junginių, angliavandenilių – kurie veikia medžiagos elgesį.

Varinis puikiai veikia sausoje, švarioje CO2 aplinkoje. Kai į aplinką pateksta drėgmės, dezincifikacijos rizika padidėja nerūdijantis plienas geriau tinka drėgnai ar užterštai CO2 aplinkai, tačiau sukibimo (galling) rizika reikalauja ypatingo dėmesio sriegių tepimui ir surinkimo momentui.

Eksploatacijos dažnio koeficientas

Adaptoriams, kurie naudojami retkarčiais – kelis kartus per mėnesį – varinis visiškai tinka. Šios medžiagos natūrali atsparumas sukibimui ir pakankamai lankstūs apdirbimo toleransai daro ją praktišku pasirinkimu periodinei eksploatacijai.

Daugiau kartų per dieną naudojamoms sistemoms – pavyzdžiui, pripildymo stotyse – skaičiavimas keičiasi. Nerūdijančio plieno pranašesnė nusidėvėjimo atsparumas pradeda duoti naudos, jei priežiūros protokole numatyti reguliarus sriegių tepimas ir atsargūs surinkimo metodai. Aukštesnė pradinė kaina tampa pagrįsta ilgesniais techninės priežiūros intervalais ir mažesniu keitimo dažnumu.

Pasirinkimas nėra susijęs su tuo, kuris medžiaga yra „geresnė“. Tai susiję su tuo, kuri medžiaga geriau atitinka konkrečios įrengimo vietos eksploatacines sąlygas, prijungimų dažnumą ir techninės priežiūros galimybes.

HXJ mašinos tiek vario, tiek nerūdijančiojo plieno CO2 adapterius su sriegio geometrijomis, laikomomis nustatytų nuokrypių ribose, naudodamos tikrinimo procesus, kurie patvirtina šoninius kampus ir žingsnio skersmenis prieš patvirtinant komponentus montavimui.