非金属材料通常用于阀组件。非金属材料的阀门设计和应用程序特定的条件的选择对于确保产品的可靠性是至关重要的。像在阀设计中使用的金属材料，非金属材料的满足可靠性目标选择是重要的，以满足在预期应用的部件的设计功能。在这篇文章中，我们讨论一些关键领域中非金属材料的设计和选择援助。
将非金属色INTO阀门设计
从设计/制造的角度来看，在选择材料时，你需要清楚所要部件的功能。是动态密封吗?是静态密封吗?是压力边界还是压力控制部件?
在工业阀门的压力边界部件中，非金属材料不像金属材料那样常见。我们没有看到非金属在工业阀门中广泛应用的一个原因是缺乏规范或标准提供对其使用的接受和指导。一些行业将使用非金属压力边界材料(如玻璃纤维增强塑料复合材料)，因为这些材料在化学相容性方面比金属材料更适合。复合材料可以在许多酸性作业中提供优异的化学相容性，因此选择合适的材料可以提供整体产品的可靠性。
此外,考虑:
- 耐化学性和物理性能
- 弹性模量和抗蠕变能力
- 非金属零件加工方法:需要什么专业知识，设备成本是多少?
从应用的角度来看，该阀会遇到的条件注意：
- 流动介质的化学组成（非常重要）
- 弹性体衬套必须经得起化学腐蚀和膨胀
- 的材料的温度限制
- 流体的固体含量，如果有的话(是否有磨损的风险?)
- 流速或速度
非金属材料的性能即可在阀门上
了解材料特性对于阀门设计、功能和应用兼容性选择合适的材料至关重要。为了利用一种特殊的材料，建筑材料的化学和物理性质都应该被理解。
一种材料的化学性质决定了它是否可以用于特定的应用，包括:
- 化学相容性/耐腐蚀性/耐化学性
- 结晶度
- 渗透
- 导电性
- 食品安全
需要考虑材料的物理性能，以确保功能性能，包括在全范围的操作条件下:
- 强度:拉伸、屈服、压缩
- 伸长
- 弯曲模量
- 压缩永久变形
- 负载下变形
- 硬度(邵氏硬度计)
- 体积变化:膨胀，特别是由于介质的流动
- 抗磨性
- 耐挤压
- 温度额定值:给定温度范围内的性能(图1显示示例)
同样重要的是要知道，同一类型的两种材料不可能具有相同的性质。这里有两个例子:
弹性体性质的“食谱”，并高度依赖“成分品牌”，因此改变品牌成分可能会导致意想不到的材料性质的变化。
聚合物的力学性能高度依赖于材料的加工(配方);材料的性能与材料的结晶度直接相关，结晶度是由热处理决定的。热处理的任何变化都与机械性能的变化有关。
图1所示。弹性阀座蝶阀用非金属阀座材料的额定温度
兼容是至关重要的
材料制造商非常了解他们的产品，并提供化学相容性信息，通常在图2所示的图表中。
在第二列中。请注意，FEP / TFE / PFA（含氟聚合物）材料被示为优良与所有列出的化学品的使用。这就是说，这种类型的材料是不是一切都不见得好;作为熔融硫一项极具挑战性的流动，例如可能会导致它的问题。
在橡胶材料的类似指南中，不像金属材料那样有腐蚀速率，你会看到膨胀速率或降解速率。寻找一种材料，它能与流经管子的物质相容。
错误应用材料的例子:
- PEEK完全溶解在室温下的浓硫酸。
- EPDM弹性体膨胀和分解时碳氢化合物的存在，即使是微量。使用腈或氟橡胶来代替，这取决于制造商的建议。
- 聚丙烯对于稀或浓的无机酸和碱都是极好的，但氯化碳氢化合物会使它膨胀和软化。
- EPDM弹性体在有蒸汽的情况下会膨胀。
- 在O形环或平垫片溶胀实际上可以改善静态密封，但在一个蝶形阀衬垫的动态密封件，例如，衬垫的肿胀会导致撕裂当阀循环。
图2。聚合物化学相容性指南的例子
为应用程序量身定做
从应用的角度来看，它是非常重要知道服务的流动介质，温度和压力的组合物。信息收集可能不一样简单准备好一个阀数据表。通常情况下，阀的制造商和最终用户之间的对话需要了解所有可能的条件，以确保在整个工艺要求的兼容性。假设你希望把一个橡胶衬里阀门在一定的服务，有五个不同的化学物质。橡胶衬里材料是好的与所有这些化学品。的不相容的化学物质，即使微量的可能会出现问题，与弹性体特别是肿胀。
这种阀门需要什么类型的耐化学性?这个阀门能用多久?周期多少?
是否流动介质含有固体物，使其磨料？什么是流量？20至25英尺/秒（6.1〜7.6米/秒）已被一个共同的设计速度。一些制造商去至30英尺/秒（9.1米/秒）用清洁液（无固体）和用气体可以去声速。
任何时候你有很多物中的线，慢速度越好。然而，在流量为100吨％的固体，如在散装固体料斗应用中，阀可以持续很长一段时间。
最后，你必须认识到材料的温度极限。底线是，你真的需要咨询材料制造商，以获得他们对你的特殊应用的建议。只要在正确的位置使用正确的材料，即使是在具有挑战性的应用环境中，阀门也可以可靠地长寿命运行。
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