Kleppen met schuine zitting worden op grote schaal gebruikt op het gebied van vloeistofregeling als geautomatiseerde kleppen. Hun kernfunctie is het snel openen en sluiten van vloeistoffen en stroomregeling door pneumatische of elektrische bediening. Het structurele ontwerp van de klep omvat doorgaans belangrijke componenten zoals het kleplichaam, de klepzitting, de klepplug en de actuator. De betrouwbaarheid en duurzaamheid van deze componenten zijn grotendeels afhankelijk van de gebruikte materialen. In dit artikel worden de belangrijkste componenten van kleppen met schuine zitting gedetailleerd beschreven en worden de voordelen en beperkingen van verschillende materialen in specifieke toepassingen geanalyseerd.
Materiaal kleplichaam
Omdat het de dragende structuur- van de klep met hoekzitting is, moet het kleplichaam een hoge sterkte, corrosieweerstand en uitstekende afdichtingseigenschappen bezitten. Veel voorkomende kleplichaammaterialen zijn onder meer:
•Messing: geschikt voor algemene industriële vloeistoffen zoals water, lucht en neutrale gassen, en biedt uitstekende verwerkbaarheid en kosteneffectiviteit. Het is echter gevoelig voor corrosie in sterk zure of alkalische omgevingen.
•Roestvrij staal (zoals 304 en 316): Vanwege zijn uitstekende corrosieweerstand (met name 316 roestvrij staal, dat molybdeen bevat en bestand is tegen chloride-aantasting), is dit het materiaal bij uitstek in de chemische, voedings- en farmaceutische industrie. •
Gietijzer: voornamelijk gebruikt voor toepassingen met lage- druk en grote- diameter. Hoewel het kosteneffectief is, is het ook zwaarder en minder corrosiebestendig-, waardoor er vaak een coating nodig is.
Klepzitting en afdichtingsmaterialen
De klepzitting komt rechtstreeks in contact met de vloeistof, dus het materiaal moet voldoen aan eisen op het gebied van slijtvastheid, hoge- temperatuurbestendigheid en chemische compatibiliteit. Veel voorkomende materialen zijn onder meer:
•PTFE (Polytetrafluorethyleen): Heeft een extreem lage wrijvingscoëfficiënt en brede chemische inertheid, waardoor het geschikt is voor de meeste zure en alkalische media. De bedrijfstemperaturen op de lange- termijn overschrijden echter doorgaans niet de 260 graden.
•EPDM (ethyleen-propyleen-dieenmonomeer): geschikt voor water, stoom en niet-{0}}olievloeistoffen en biedt uitstekende weerstand tegen veroudering. Het is echter gevoelig voor zwelling en defecten in minerale olie of omgevingen met hoge- temperaturen.
•NBR (Nitril-Butadieenrubber): Biedt uitstekende weerstand tegen oliën en wordt vaak gebruikt in hydraulische systemen, maar vertoont een slechte weersbestendigheid.
Materiaal klepspoel
Als bewegend onderdeel dat de vloeistofstroom direct regelt, vereist de klepspoel zowel hardheid als een gladde oppervlakteafwerking om slijtage te minimaliseren. Veel voorkomende opties zijn onder meer:
•316 roestvrij staal: standaard, geschikt voor de meeste bedrijfsomstandigheden; Door verharding kan de slijtvastheid worden vergroot.
•Keramische materialen (zoals zirkoniumoxide): Ontworpen voor gebruik in extreem schurende of corrosieve omgevingen. Ze zijn extreem hard maar bros en schokbelastingen moeten worden vermeden.
•Bronslegeringen: Uitstekende prestaties in bepaalde vloeistoffen (zoals zeewater), maar zijn duurder.
Actuatormaterialen
De actuatoren (zoals pneumatische zuigers of elektromotoren) van kleppen met hoekzitting zijn doorgaans gemaakt van de volgende materialen:
•Aluminiumlegeringen: lichtgewicht en corrosie-bestendig, geschikt voor kleine en middelgrote- pneumatische kleppen.
•Technische kunststoffen (zoals PA66+GF): geschikt als metalen alternatief voor explosie-veilige of lichtgewicht toepassingen, maar er moet rekening worden gehouden met temperatuurlimieten.
•Koolstofstaal (gegalvaniseerd of geverfd): gebruikt voor elektrische actuatoren met hoge- belasting; Regelmatig onderhoud is nodig om roest te voorkomen.
De selectie van de hoofdcomponenten van een klep met hoekzitting vereist een uitgebreide afweging van vloeistofeigenschappen, bedrijfsdruk, temperatuurbereik en kosten. De combinatie van een roestvrijstalen kleplichaam en PTFE-afdichtingen zorgt voor een evenwicht tussen prestaties en duurzaamheid in de meeste industriële toepassingen. Voor gespecialiseerde bedrijfsomstandigheden (zoals hoge temperaturen en ernstige corrosie) kunnen echter hoogwaardige materialen- nodig zijn, zoals keramiek of Hastelloy. In de toekomst, naarmate de materiaalwetenschap vordert, zullen geoptimaliseerde klepsamenstellingen met hoekzittingen hun toepassing in veeleisende omgevingen verder uitbreiden.