Коррозияға төзімді құбырлар үшін неліктен мыс шарық қолданылады

Мырышты шардың саңылауының коррозияға төзімділігінің артындағы материалдар ғылымы

Мырышты материалдардың қасиеттері (мыс-мырыш қорытпасы) және олардың жұмыс істеу сапасына әсері

Мыс негізінен мыс пен мырыштан тұратын қорытпа, әдетте мыс 60-70 пайызға жуық болады. Оны коррозияға қарсы төзімді ететін не? Шынында да, бұның артында үш негізгі себеп бар. Біріншіден, ол бетінде қорғаныштық мыс тотығы қабатын түзеді. Екіншіден, мырыш компоненті әрі қарай зақымданудан қорғайтын тектес қалқан ретінде әрекет етеді. Үшіншіден, мыста табиғи түрде бактерияға қарсы қасиеттері бар, осылайша ол мазасыздандыратын биопленкалардың пайда болуын тоқтатады. Мыс Даму Ассоциациясының деректеріне сәйкес, 85% мыс бар қызыл мыс 2023 жылғы зерттеулерінде көрсетілгендей, қалалық су жүйелерінде қолданылған кезде қарапайым мысқа қарағанда шамамен 93% аз дезинцификацияланады. Осы материалдардың қаншалықты тепе-теңдігіне байланысты мыс шариктік клапандар уақыт өте келе тозбастан шамамен 6,5-тен 8,5-ке дейінгі pH деңгейі бар суды ұстай алады.

Мыс клапандарындағы мырыштан тазарту: себептері, алдын алу және өнеркәсіптік шешімдер

Дезинтеграция туралы сөйлескенде, біз шынымен метал беттерден мырыштың таңдамалы түрде алынып тасталуын білеміз. Бұл әдетте материалдар рН-ы 6,5-тен төмен болатын қышқылдық жағдайларға немесе хлорид деңгейі шамамен миллионда 100 бөліктен асатын аймақтарға ұшыраған кезде байқалады. Мамандар осы мәселеге қарсы күрестің бірнеше стратегиясын жасап шығарды. Бастау үшін, көптеген компаниялар сұйықтармен жанасатын орындарда мырыш мөлшері 15 пайыздан аспайтын мырыш қорытпаларын қолданып, бөлшектерді шығара бастады. Кейбіреулер өндірістің аяқталуынан кейін арнайы беттік өңдеу әдістерін қолданып, металға қорғаныш қабатын жасайды. Сондай-ақ, мырыштан тазартуға төзімді мырыш үшін арнайы әзірленген ASTM B584 нұсқаулықтарын қатаң сақтаудың да нақты маңызы бар. Бұл барлық әдістер бірге алғанда шынымен айтарлықтай айырмашылық жасайды. Зерттеулер бұл әдістермен өңделген саңылаулар қалыпты өңделмеген мырыш аналогтарымен салыстырғанда қиын химиялық жағдайларда шамамен 78 пайызға аз істен шығатынын көрсетеді. Жабдықтың тоқтап қалуы қымбатқа түсетін өнеркәсіптік қолданбаларда осындай сенімділік үлкен маңызға ие.

Құрылымдық беріктік бойынша мырыш пен пластиктық саңылаулардың салыстырмасы

Беріктік пен жылуға төзімділікке келгенде, мырыш пластикті толық жеңеді. Сандар да осыны айқын көрсетеді – мырыштың PVC-пен салыстырғандағы ақымастану шегі 145 МПа, ал пластиктікі тек 55 МПа. Ал температура диапазонына назар аударсақ, мырыш -20 градус Фаренгейттен бастап 400 градусқа дейінгі температураларға шыдайды, ал PVC 33 градус жақындарында қобалжуын бастайды да, 140-та шектеледі. Бұл практикада не дегенді білдіреді? Мырыш буда деформацияланбайды, бұл көптеген жүйелер үшін жиі кездесетін проблема. Сонымен қатар, су соққысы деп аталатын қысымның сәтті өсуіне қарсы көп ұзамайтын. Көптеген пластик саңылаулар мұндай жағдайларда 15-25 PSI аралығында сынады, ал мырыш бөлшектері әдетте сынбай төзіп тұрады.

Динамикалық құбырлар ортасындағы мырыш шарикті саңылаулардың ұзақ мерзімді механикалық бүтіндігі

Сағалық HVAC жүйелерін NACE International зерттеген бес жылдық зерттеу бойынша мырыш-мыс шариктік клапандардың коррозиялану деңгейі көміртегі болатына қарағанда жылына 0,002 мм/жыл құрайды, ал көміртегілі болатта бұл көрсеткіш 0,8 мм/жыл. Олардың шаршауға төзімділігі штоктың тығыздығының сақталуымен 50 000-нан астам іске қосу циклін қамтамасыз етеді, ол жиі қысымның тербелістеріне ұшырайтын автоматтандырылған басқару жүйелері үшін идеалды нұсқа болып табылады.

Қатты және коррозиялық орталардағы мырыш-мыс шариктік клапандардың жұмыс істеуі

Мырыш-мыс шариктік клапандар химиялық әсерлерге, тұзды суға және өнеркәсіптік ластануларға төзімділігі арқасында қатаң қолданыста өзін жақсы көрсетеді. Мыс-мырыш қорытпасының бетінде пайда болатын қорғаныш оксидті қабаты экстремалды жағдайларда да ұзақ мерзімді сенімділікті қамтамасыз етеді.

Химиялық, теңіз және өнеркәсіптік құбырлар желілеріндегі тиімділігі

Мыс клапандары химиялық өңдеу процестеріндегі қышқылды және сілтілі заттарға төтенше төзімді, тіпті 12-ге дейінгі pH деңгейлерінде де ұзақ уақыт бүлінбейді. Теңіз ортасындағы тұзды суға ұшыраған кезде осы клапандар ерекше жақсы көрсеткіш береді. Жағалау инфрақұрылымын сақтау туралы хабарламалар 2023 жылғы NACE-тің соңғы зерттеулері бойынша нержавейкалық болаттан жасалған клапандармен салыстырғанда бес жыл ішінде клапандарды ауыстырудың үштен бірі кем болатынын көрсетеді. Мыстың өнеркәсіптік операциялар үшін маңызы оның коррозиялық химикаттарға ғана емес, басқа материалдарды сындыратын физикалық кернеуге де төзімді болуында. Бұл комбинация абразивті қоспалармен жұмыс істегенде уақыт өте жабдықты зақымдайтын қиын жағдайларда да тығыздықты сақтауға көмектеседі.

Зерттеу жағдайы: жағалаулық су құбыры инфрақұрылымындағы мыс шарикті клапандар

2022 жылы Майами Бичтің теңіз суын салқындату жүйесін жаңарту кезінде 1200 пластик клапан орынына мыс клапандар орнатылды. 18 айдан кейін:

• Тұздылықтан болатын істен шығулар 34% -ден 2% дейін төмендеді
• Айлық техникалық қызмет көрсету құны 18 000 долларға азайды
• Жүйенің қысымға төзімділігі 40 PSI-ге артты

Бұл нәтижелер 2023 жылғы Коррозиялық инженерия есебіндегі тұжырымдарды қолдайды, онда хлоридпен бай орталарда пластикке қарағанда мырыштың саңылауы сегіз есе азырақ болып шығады.

Ылғалдылығы жоғары және коррозиялық жағдайларда мырыш пен PVC шарикті саңылаулардың беріктігі

Материалдың әлсіреуі бойынша зерттеулер (2023) ПВХ сақтандырғыштардың ылғалды ортада қабырғасының жұқаруы мырыштың 83% жылдам болатынын көрсетті, тұрақты орнатулар үшін мырыштың үстемдігін растайды.

Айнымалы қысым мен температураның әсерінен сұйықтықпен жұмыс істеу мүмкіндігі

Мыс шарикті саңылаулар -20 градус Фаренгейт пен 400 градус аралығындағы температура тербелістері кезінде де сұйықтық ағынын реттеуге өте жақсы жұмыс істейді. Олар сонымен қатар 600 фунт/квадрат дюймнан астам қысымға төтеп бере алады. Мыс саңылауларды неге соншалықты сенімді етеді? Олардың жылулық ұлғаю коэффициенті шамамен 11,6 микрометр/метр/Цельсий градусына тең. Бұл негізінен температура тез өзгерген кезде олардың тым көп ұлғайып немесе сығылмайтынын білдіреді, бұл салқындатқыштардың істен шығуын болдырмауға көмектеседі. Сондықтан көптеген мамандар пластиктік аналогтар осындай жағдайларда сынған кезде ЖЖҚ жүйелері мен басқа да өнеркәсіптік процестерде мыс саңылауларды қолдануды ұсынады. Бұл материал қазіргі уақытта нарықтағы көптеген басқа варианттарға қарағанда экстремалды температура өзгерістеріне жақсырақ төтеп береді.

Тұрғын үйлер мен өнеркәсіптік су жүйелерінде мыс шарикті саңылаулардың негізгі қолданылуы

Тұрғын үйлер мен коммерциялық су жүйелерінде мыс шарикті саңылауларды қолдану

Көптеген үйлер мен кәсіпорындар әлі де су жүйелері үшін мырышты таңдайды, себебі ол ұзақ қызмет етеді, аздап саңылаулайды және жалпы алғанда одан әрі жақсы жұмыс істейді. 2023 жылғы зерттеулерге сәйкес, су жүйелерінде қолданылатын материалдарды зерттегенде, жаңадан салынған үйлердің шамамен 8-де бірі негізгі су желілеріне және жабдықтарды өшіру кезінде мырыш клапандарын орнатады. Бұл 600 фунт/квадрат дюймнан астам қысымды көтеруі керек болатын аймақтар үшін әсіресе маңызды. Мырыш клапандарының төрттен бір бұрылысы бар, бұл оларды қабырғалардың артындағы немесе мойықтардың астындағы тар кеңістіктерде пайдалануды әлдеқайда оңайлатады. Сонымен қатар, іріншектің қауіпсіздік талаптарына сай келетін, бірақ бұрынғы дәстүрлі мырыштық бекітпелер сияқты жақсы жұмыс істейтін, қорғасынсыз нұсқалар да жеткілікті.

Брутты химиялы су жүйелеріндегі мырыш клапандарының қолданылуы

PH-тің экстремалды мәндері бар жүйелерде (≤6,5 немесе ≥8,5) немесе минералдың жоғары мөлшерінде (>500 ppm TDS) полимерлерге қарағанда мырыш қоспасы мынадай себептермен тиімдірек:

• Цинктің шайылуына қарсы тұрақтылық : Қазіргі α+β мырыш қоспалары ескі құрамдарға қарағанда цинктің шайылуын 72% азайтады
• Қатершікке төзімділік : Минералдың жиналуының бес жылдан кейінгі ағын өткізгіштігі PVC-ге қарағанда 92% құрайды, PVC үшін бұл көрсеткіш 67%
• Галваникалық үйлесімділік : Мемлекеттік су құбырларының 89% жүйесіндегі мыс құбырлармен сәйкес келіп жұмыс істейді

Бұл артықшылықтар жер суы жүйелері, химиялық беру желілері мен тұзды сулардың тереңдеуіне ұшырайтын жағалау орнатулары үшін мырыш қоспасын маңызды етеді.

Өнеркәсіптік қолданыс: химиялық өңдеу, HVAC және процесті басқару жүйелері

Мырыш қоспасынан жасалған шариктік клапандар әртүрлі салаларда дәл сұйықтықпен жұмыс істеуде маңызды рөл атқарады:

2023 жылғы өнеркәсіптік сұйықтық жүйелерінің талдауы мырышты саңылаулар композиттік аналогтармен салыстырғанда күтпеген тоқтап қалуды 41% азайтатынын көрсетті.

Мырышты шарлы саңылаулармен сұйықтық тазалығын қамтамасыз ету және ластанудан сақтану

Суық соғу беттері (Ra ≤0,8 мкм) микробтар жиналатын саңылауларды жояды және сұйықтықтың жоғары тазалығын қамтамасыз етеді. Фармацевтикалық және тамақ өнімдеріне арналған қолданбаларда электрополирленген мырыш FDA 21 CFR 177.2600 талаптарын қанағаттандырады және он жыл бойы 99,97% тазалықты сақтайды (Материалдар қауіпсіздігі кеңесі, 2022).

Мырышты шарлы саңылаулардың шыдамдылығы, техникалық қызмет көрсетуі және өмірлік цикл құнының артықшылықтары

Коррозияға төзімді құбырлар желісіндегі ұзақ мерзімді сенімділік пен техникалық қызмет көрсетудің аз қажеттілігі

LinkedIn (2025) деректеріне сәйкес, көпшілік мыс шарикті клапандар қалыпты жағдайларда дұрыс орнатылған жағдайда 10-дан 20 жылға дейін қызмет етеді. Олар құрылғылардың қызмет ету мерзімін қысқартатын гальваникалық коррозия мен минералдық тұнба сияқты әсерлерге қарсы жақсы төзімді болып келеді. Пластик материалдардың мұндағы мінез-құлқы басқаша. Мыс -20 градус Фаренгейттен 400 градусқа дейінгі температуралық тербелістер кезінде көп ұлғаймайды немесе сығылмайды. Бұл тұрақтылық уақыт өте келе тынықтыруларды сақтауға және біздің бәрімізді қиналатын ұсақ-түйек сорғылар пайда болмайтындай көмектеседі. Су инфрақұрылымын басқаратын қалалар үшін бұл өте маңызды. Клапан кенеттен істен шыққан кезде, Ponemon Institute-тің 2023 жылғы зерттеуінде хабарланғандай, бригадалар әдетте проблеманы шешуге 5800 доллардан 18000 долларға жуық ақша жұмсайды. Туындайтын авариялар кезінде осындай ақша тез жиналады.

Коррозиялық және жоғары қысымды орталардағы PVC шарикті клапандардың шектеулері

Бастапқы құны төмен болса да, PVC клапандардың маңызды кемшіліктері бар:

• Химиялық бұзылу : Хлорға 2 ppm-нан жоғары әсер еткенде созылу беріктігі 40% төмендейді (ASTM D1784)
• Қысым шектеулері : Температураның жоғарылауымен (140°F) максималды жұмыс қысымы 30% төмендейді
• Күн сәулесіне сезімталдығы : Тұрақтандырылмаған ПВХ сыртта тез бұзылады

Бұл кемшіліктер ПВХ-ты будың желілерінде немесе теңіз қолданысында қолдануға болмайтындай етеді, мұнда мырыш қоспасы он жыл бойы ≤98% өткізу тиімділігін сақтайды.

Альтернативті материалдармен салыстырғанда қола шариктік клапандардың циклдық құнының тиімділігі

Орташа қысымды қолданулар үшін қола ең тиімді таңдау екенін 20 жылдық жалпы құн талдауы көрсетеді:

1" NPT клапанына шаққандағы құн деректері (ASME B16.34)

Тот баспайтын болатқа қарағанда, түсті мыс емес маңызды емес қолданыстарда стандартты су құбыры құралдарымен жұмыс істеуге ыңғайлы болуы мен кеңінен сәйкес келуі арқасындамөлшерде 23% төменгі циклдық құнын қамтамасыз етеді.

Талқылау талдауы: Мыс клапандардың бәрі коррозияға бірдей төзімді ме?

Әртүрлі мыс клапандардың коррозияға төзімділігі әртүрлі болады. Кәдімгі мыс қорытпалары pH 6,5-тен төмен қышқылды су ортасына ұшыраған кезде мырыштан тазартылуға (дезинцификация) ұшырайды. Бірақ жаңа DZR (дезинцификацияға төзімді) мыс материалы осы жағдайды өзгертеді. Онда шамамен 0,05%-дан 0,15%-ге дейін сүрме бар, бұл оны осындай мәселелерге төзімді етеді. Зертханалық сынақтар ASTM B117 стандарты бойынша тұзды буда 5000 сағаттан аса шыдайтын DZR-дан жасалған клапандардың ешқандай бұзылу белгілерінсіз ұзақ уақыт жұмыс істеуін көрсетті. Бұл ұқсас сынақтарда дәстүрлі C37700 мыс материалдарымен салыстырғанда шамамен төрт есе ұзақ уақыт.