یکی از محبوب ترین مواد مورد استفاده در ساخت شیرآلات چدنی است. این ماده با انواع شرایط رایج برای کاربرد های صنعتی سازگار است. حقیقت این است که نه تنها تطبیقی است. همچنین یکی از مواد برتر مورد استفاده در شیرآلات صنعتی است.
در مقایسه با آهن آهنگری، چدن مقرون به صرفه تر است. شیر چدنی یک انتخاب محبوب برای کاربرد های کم فشار و دمای پایین است. کاربرد های خاص دریچه های چدنی شامل خدمات تهویه مطبوع و عملیات لوله کشی می باشد. شیرآلات چدنی نیز در خطوط آب و فاضلاب کارخانه های صنعتی رایج است.
آهن اغلب با ریخته گری همراه است. هر دو یکی از قدیمی ترین مواد و تکنیک های مورد استفاده در شیرآلات محسوب می‌شوند.
چدن از کاهش سنگ آهن در یک کوره بلند به دست آمد. در شمش ها ریخته می شود، این شمش ها در صورت نیاز دوباره ذوب می شوند. برای اطمینان از استحکام محصولات چدن، فلزات دیگری به مخلوط مایع اضافه می شود.
چدن آلیاژی است که 96-99٪ آهن، 2-4٪ کربن با مقداری سیلیکون و منگنز و سایر فلزات دارد. آهن یک ماده عالی برای کار با آن است زیرا نقطه ذوب پایینی دارد. با این حال، آهن را فقط می توان به دلیل تمایل به شکننده بودن آن ریخته گری کرد.
با توجه به این موضوع، شیرهای ساخته شده از چدن بیشتر برای کاربردهای فشار و دمای پایین مناسب هستند. دریچه هایی با طرح های پیچیده تر یا آنهایی که نواحی تو خالی بیشتری دارند بهتر است ریخته گری شوند. این به این دلیل است که ریخته گری سهولت در شکل دادن به دریچه ها را بدون افزودن فشار زیاد فراهم می‌کند.
دلایل خوبی وجود دارد که هنوز از چدن به عنوان یکی از مواد اولیه در شیرآلات استفاده می شود. در زیر برخی از دلایل محبوبیت چدن ذکر شده است.
در مقایسه با شیر های فورج، شیرهای ریخته گری طراحی انعطاف پذیرتری دارند. به عنوان مثال، طراحی شیرهای گلوب در مقایسه با انواع دیگر شیرها پیچیده تر هستند. طراحی شیر برای کنترل جریان پیچیده تر است. اینها برای دریچه گاز بهتر هستند، بنابراین، برای کارآمدتر بودن برای کنترل جریان رسانه نیاز بیشتری دارد.
ریختن دریچه ها به معنای ایجاد دریچه ها به عنوان یک کل است. بنابراین، شانس کمتری برای نشت وجود دارد. اتصالات کمتری در شیرهای چدنی در مقایسه با شیرهای فورج شده وجود دارد.
از سوی دیگر، طرح های دیگر شیرها اغلب به صورت نیمه ساخته می شوند. این بدان معنی است که اتصالات بیشتر در نهایت می توانند به مسیرهای نشتی تبدیل شوند.
در مقایسه با سایر آلیاژهای فلزی، چدن سبک وزن است. این ماده بیشتر برای شیرآلات صنعتی با اندازه متوسط مناسب است.
چهار نوع شیر اصلی چدنی وجود دارد که در کاربردهای صنعتی استفاده می شود. دو مورد اول در لیست امروزه بیشترین استفاده را دارند. در حالی که دو مورد آخر امروزه چندان محبوب نیستند، هنوز کاربرد هایی وجود دارد که به شیرهای چدنی چکش خوار و دریچه های چدن سفید نیاز دارند.
این شیر چدنی دارای منیزیم یا سریم به عنوان اجزای افزوده شده آن است. شیر چدن ندولار اصطلاح دیگری برای چدن داکتیل است. دریچه های ساخته شده از چدن شکل پذیر به دلیل افزودن منیزیم و سریم نسبت به دریچه های چدن خاکستری انعطاف پذیرتر و قابل خم شدن هستند. این بیشتر برای برنامه های کاربردی با تقاضای بالا مناسب است .
شیرهای چدن داکتیل می توانند در 2 کلاس فشار قرار گیرند: کلاس 150 و کلاس 300. یک شیر ساخته شده از چدن داکتیل با فشار کلاس 150 می تواند فشار 250 psi را تحمل کند. از طرف دیگر، یک شیر چدن داکتیل با کلاس 300 می تواند فشار 640 psi را حفظ کند.
شیرهای چدن داکتیل در برابر آب نیز مقاوم هستند. اینها اغلب موادی برای هیدرولیک و دنده های سنگین هستند. آنها می توانند محیط سیال را با دمای نه بیشتر از 300 درجه سانتیگراد اما نه بیشتر از 730 درجه سانتیگراد حمل کنند.
دریچه های چدن داکتیل برای کاربردهای تامین بخار و کاربردهای گازی با فشار بالا استفاده می شود.
آهن خاکستری در مقایسه با سایر انواع چدن گرافیت بیشتری دارد. این به رنگ خاکستری این نوع چدن کمک می کند. بین انواع شیرهای چدنی، شیر چدن خاکستری بیشترین کاربرد را برای شیرآلات صنعتی دارد. در واقع، بسیاری از تولیدکنندگان شیرآلات ، شیرهای چدن خاکستری خود را صرفاً به عنوان شیرهای چدنی برچسب گذاری می کنند.
در مقایسه با سایر انواع شیر چدنی، نوع چدن خاکستری مقرون به صرفه ترین است. اینها در کاربردهای کم فشار و دمای پایین استفاده می شوند.
دریچه های چدن چکش خوار دارای کاربید به عنوان جزء اضافی خود هستند. عملیات حرارتی کاربید را به گرافیت تبدیل می کند. با این حال، این نوع گرافیت کروی است، بنابراین در مقایسه با جزء گرافیت دریچه های چدن خاکستری، شکل پذیرتر است.
شیرهای چدنی چکش خوار می توانند طیف وسیعی از دماها از -300C تا 3500C را تحمل کنند. علاوه بر این، این شیرها در مقایسه با سایر شیرهای چدنی از استحکام کششی بالایی برخوردار هستند. این باعث می شود که دریچه های چدنی چکش خوار کمتر در معرض تغییر شکل در معرض فشار یا دمای بالا قرار گیرند. به نوبه خود، این نوع شیرها احتمال نشتی کمتری دارند.
اینها اغلب در ماشین آلات کشاورزی و ساختمانی و سیستم های لوله کشی یافت می شوند زیرا می توانند روان کننده ها را حفظ کنند. اینها همچنین متخلخل هستند بنابراین می توانند زباله ها را در جیب های سطحی خود به دام بیندازند.
آهن سفید دارای عناصر سیلیکونی بیشتری در مقایسه با سایر انواع چدن است. این نوع آهن سخت تر است اما به سختی انواع دیگر نیست.
یکی از ویژگی های منحصر به فرد شیرهای آهنی سفید این است که آنها تنها اعضای خانواده شیرهای چدنی هستند که فقط حاوی کاربید هستند. دومی تحت تبدیل شیمیایی به گرافیت قرار نگرفت.
در حالی که ممکن است شکننده و سخت باشند، دریچه های آهنی سفید در برابر سایش مقاومت بیشتری دارند. محیط های ضخیم تر مانند دوغاب برای اجزای شیر ساخته شده از آهن سفید بهتر است. علاوه بر این، آنها می توانند فشار بالا را تحمل کنند. دریچه های چدن سفید اغلب در سیستم های پمپ دوغاب یافت می شوند.
یکی از رایج ترین تکنیک ها در ساخت چدن، ریخته گری شن و ماسه است. با الگوی دریچه شروع می شود. جنس آن یا چوب است یا فلز. الگو در یک جعبه قرار داده شده است. مرحله بعدی ریختن ماسه مخصوص داخل جعبه است. این باید برای نگه داشتن الگو بسته بندی شود.
پس از قالب گیری الگو در شن، مرحله بعدی حذف الگوی فلزی یا چوبی است. برای اطمینان از استحکام ماسه، پخت قالب شروع می شود.
در قسمت های داخلی یک هسته شنی در داخل قالب قرار می گیرد. برای اطمینان از هم ترازی مناسب، فاصله‌دهنده‌های کوچکی به قالب وصل شده‌اند. وقتی اینها مرتب شدند، ریختن آهن مذاب شروع می شود.
برای اطمینان از عدم وجود نقص، شرایط خاصی وجود دارد. یکی، دما باید درست باشد تا مطمئن شود آلیاژ آهن مذاب به درستی جامد می شود. همچنین برای جلوگیری از حباب های گاز یا ترک های احتمالی، ریختن آلیاژ آهن باید آهسته باشد.
چدن یکی از پرکاربردترین مواد در صنعت تولید شیرآلات است. این ممکن است یکی از قدیمی ترین مواد برای ساخت سوپاپ باشد، اما اهمیت آن همچنان مانند همیشه قوی است. در حالی که انواع مختلفی از شیرهای ساخته شده از مواد مختلف در بازار موجود است ، شیر چدنی به دلیل تطبیق پذیری خود همچنان می تواند خود را حفظ کند.
