ก วาล์วสีบรอนซ์?
วาล์วสีบรอนซ์เป็นวาล์วที่ทำจากโลหะบรอนซ์. พวกเขาใช้ประโยชน์จากวัสดุสีบรอนซ์เพื่อตอบสนองความต้องการพิเศษสำหรับวาล์วในสภาพแวดล้อมและอุตสาหกรรมที่แตกต่างกัน. องค์ประกอบหลักในบรอนซ์คือทองแดงและดีบุก.
ในวาล์วสีบรอนซ์, เนื้อหาทองแดงมักจะอยู่ระหว่าง 80-90%, และกระป๋อง (SN) โดยทั่วไปเนื้อหาจะอยู่ระหว่าง 10-20%. เนื้อหาดีบุกที่สูงขึ้นทำให้วาล์วบรอนซ์มีความแข็งและความแข็งแรงมากขึ้น, และความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำเค็มที่ดีขึ้น. มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทุ่งมหาสมุทร, อุตสาหกรรม, และการจัดส่ง.
ก วาล์วทองเหลือง?
ในวาล์วทองเหลืองเนื้อหาทองแดงมักจะอยู่ระหว่าง 50-60%, และสังกะสี (Zn) โดยทั่วไปเนื้อหาจะอยู่ระหว่าง 30-40%. เป็นสิ่งที่ดีสำหรับความทนทานและการนำความร้อนที่ดี วาล์วทองเหลืองใช้ในการประปา, เครื่องปรับอากาศ, น้ำมันและก๊าซ, และยานยนต์
ซึ่งดีกว่า? วาล์วบรอนซ์กับวาล์วทองเหลือง?
ในแง่ของความทนทานของวาล์ว, วาล์วสีบรอนซ์ดีกว่าวาล์วทองเหลือง.
เนื่องจากโครงสร้างการจัดเรียงอะตอมที่แตกต่างกันที่เกิดจากองค์ประกอบทางเคมี, ซึ่งพื้นฐานการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติเชิงกลของพวกเขา.
ทำไมวาล์วบรอนซ์จึงมีประสิทธิภาพที่เหนือกว่า?
ง่ายกว่าที่จะเข้าใจหลักการของคุณสมบัติที่เพิ่มขึ้นของบรอนซ์เมื่อเทียบกับทองแดงบริสุทธิ์จากลักษณะอะตอมและโครงสร้างจุลภาคของมัน:
1. การเสริมความแข็งแกร่งของโซลูชันที่เป็นของแข็ง (ผลของอะตอมดีบุก):
ในทองแดงบริสุทธิ์, อะตอมจะถูกจัดเรียงในตาข่ายที่ค่อนข้างเป็นระเบียบ. เมื่อใช้แรงภายนอก, ชั้นอะตอมเหล่านี้สามารถเลื่อนผ่านกันไปตามระนาบที่กองกำลัง interatomic อ่อนแอลง. นี่คือเหตุผลว่าทำไมทองแดงบริสุทธิ์จึงค่อนข้างนุ่ม, มีความแข็งแรงต่ำ, แต่จัดแสดงความเหนียวที่ดี.
เมื่ออะตอมดีบุกขนาดใหญ่แทนที่อะตอมทองแดงบางส่วนในตาข่าย, พวกเขาทำให้เกิดการบิดเบือน. การบิดเบือนนี้ขัดขวางการจัดเรียงปกติ, การสร้างโครงสร้างที่ทนต่อการลื่นไถลอะตอมนี้มากขึ้น, เกือบจะเหมือน “การประสานกัน” ผล. เพราะเหตุนี้, จำเป็นต้องใช้แรงภายนอกที่มากขึ้นเพื่อให้เลเยอร์เหล่านี้เลื่อน.
2. สารเคมีเสริมความแข็งแกร่ง (การเสริมความแข็งแกร่งในระยะที่สอง):
เมื่อเนื้อหาดีบุกเป็นสีบรอนซ์เกินประมาณประมาณ 10%, หรือหลังการรักษาความร้อนเฉพาะ, สารประกอบ intermetallic (เช่นcu₃sn, cu₆sn₅, เป็นต้น) สามารถก่อตัวได้. สารประกอบเหล่านี้เป็นเฟสที่แตกต่างกันภายในบรอนซ์. พวกเขามักจะแข็งและเปราะ. เมื่ออนุภาคแข็งเหล่านี้กระจายไปทั่วเมทริกซ์บรอนซ์ที่นุ่มกว่า, พวกเขาทำหน้าที่เป็นอุปสรรคต่อการเคลื่อนไหวของความคลาดเคลื่อน (กลไกการเสียรูปพลาสติก), เพิ่มความแข็งและความแข็งแรงโดยรวมของบรอนซ์เพิ่มเติม.
ทำไมวาล์วสีบรอนซ์จึงยากกว่าวาล์วทองเหลือง?
มาวิเคราะห์จากมุมมองโครงสร้างอะตอม.
เป็นทองเหลือง, ซึ่งมีเนื้อหาสังกะสีที่สูงขึ้น, อะตอมสังกะสีแทนอะตอมทองแดงบางชนิด. การทดแทนนี้ยังสร้างไฟล์ “การประสานกัน” ผลกระทบหรือการบิดเบือนตาข่าย, ทำให้ทองเหลืองหนักกว่าทองแดงบริสุทธิ์.
อย่างไรก็ตาม, อะตอมดีบุกมีขนาดใหญ่กว่าอะตอมสังกะสีอย่างมีนัยสำคัญ.
- สังกะสี (Zn) มีมวลอะตอมประมาณ 65 และเส้นผ่านศูนย์กลางอะตอมของประมาณ 268 picometers (น.).
- ดีบุก (SN) มีมวลอะตอมประมาณ 118 และเส้นผ่านศูนย์กลางอะตอมของประมาณ 316 picometers (น.).
เพราะอะตอมดีบุกมีขนาดใหญ่กว่า, เมื่อพวกเขาใช้อะตอมทองแดงในโลหะผสมบรอนซ์, พวกเขาทำให้เกิดการบิดเบือนตาข่ายมากขึ้น. การบิดเบือนที่สำคัญยิ่งกว่านี้สร้างความเด่นชัดมากขึ้น “การประสานกัน” ผล, นำเสนอความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวของชั้นอะตอมภายใต้ความเครียดมากขึ้น.
ดังนั้น, เนื่องจากขนาดของอะตอมดีบุกขนาดใหญ่ทำให้เกิดความเครียดที่มีความสำคัญมากขึ้น, บรอนซ์แสดงความแข็งแรงและความแข็งที่สูงขึ้นเมื่อเทียบกับทองเหลือง.
วาล์วบรอนซ์ การกัดกร่อน: สาเหตุ, การป้องกัน & การแก้ปัญหา
วาล์วบรอนซ์มีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีกว่าหรือไม่?
ใช่, โดยทั่วไปวาล์วสีบรอนซ์จะมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดี.
เพื่อทำความเข้าใจว่าทำไม, ก่อนอื่นให้พิจารณาทองแดงบริสุทธิ์.
ในอากาศ, ทองแดงบริสุทธิ์เป็นชั้นป้องกันของ cuprous ออกไซด์ (Cu₂o) หรือคาร์บอเนตทองแดงขั้นพื้นฐาน (คราบ), ซึ่งทำให้การกัดกร่อนช้าลง. อย่างไรก็ตาม, ในน้ำเค็มและน้ำทะเล (น้ำที่มีไอออนคลอไรด์), ไอออนคลอไรด์เหล่านี้มีความก้าวร้าวสูง. พวกเขาสามารถทำลายฟิล์มป้องกันนี้ได้, นำไปสู่การกัดกร่อนของหลุมหรือการกัดกร่อนที่สม่ำเสมอของทองแดง. cuprous ออกไซด์ (Cu₂o) เลเยอร์มักจะปรากฏเป็นสีดำและอาจดูเหมือนคราบ, แต่มันไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของวัสดุ; หากสุนทรียศาสตร์ไม่ได้กังวล, ไม่จำเป็นต้องได้รับการรักษา.
สีบรอนซ์, ในทางกลับกัน, สามารถสร้างภาพยนตร์ที่มีเสถียรภาพมากขึ้น. การปรากฏตัวของดีบุก (SN) เป็นสิ่งสำคัญที่นี่, มันช่วยในการสร้างความหนาแน่น, มั่นคงมากขึ้น, และชั้นการพาสเซนต์ที่ดีกว่าบนพื้นผิวบรอนซ์. ฟิล์มนี้มักจะเป็นคอมโพสิตของดีบุกออกไซด์ (Sno₂) และ cuprous ออกไซด์ (Cu₂o). ดีบุกออกไซด์มีความเสถียรทางเคมีที่ดี, โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสื่อที่เป็นกลางหรือเป็นกรดที่มีคลอไรด์. นอกจากนี้, ถ้าอลูมิเนียม (อัล) มีอยู่ในโลหะผสมสีบรอนซ์ (เช่นเดียวกับอลูมิเนียมบรอนซ์), มันมีส่วนช่วยโดยการสร้างอลูมิเนียมออกไซด์ป้องกัน (Al₂o₃) ชั้น, ซึ่งยังช่วยป้องกันการกัดกร่อนของน้ำทะเลที่ยอดเยี่ยม.
เหตุใดวาล์วสีบรอนซ์จึงทนต่อการกัดกร่อนของน้ำเค็มมากกว่าวาล์วทองเหลือง?
วาล์วทองเหลือง แสดงความต้านทานไม่ดีต่อการกัดกร่อนของน้ำเค็ม. นี่เป็นหลักเนื่องจากทองเหลืองมีสังกะสีจำนวนมาก, และสังกะสีเป็นองค์ประกอบที่ค่อนข้างใช้งาน. ในสภาพแวดล้อมน้ำเค็ม, ซึ่งอุดมไปด้วยคลอไรด์ไอออน (CL–), ทองเหลืองมีแนวโน้มที่จะเกิดการกัดกร่อนที่เรียกว่า การฆ่าเชื้อโรค. ในระหว่างการพรรณนา, สังกะสีที่ใช้งานมากขึ้น การคัดเลือก ออกจากโลหะผสม, ทิ้งไว้ข้างหลังรูพรุน, โครงสร้างที่อุดมด้วยทองแดง. กระบวนการนี้นำไปสู่การลดความแข็งแรงของทองเหลือง, และสีเปลี่ยนจากสีเหลืองเป็นสีแดง. Dezincification เป็นรูปแบบการกัดกร่อนที่สำคัญและเป็นอันตรายสูงสำหรับวาล์วทองเหลือง; ผลการปฏิบัติงานที่ลดลงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพและความปลอดภัยในการปฏิบัติงานของวาล์ว. ดังนั้น, ควรหลีกเลี่ยงวาล์วทองเหลืองอย่างแน่นอนในการใช้งานน้ำเค็ม.
ในทางตรงกันข้าม, วาล์วสีบรอนซ์ มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของน้ำเค็มที่ดีมาก. กระป๋อง (SN) ปัจจุบันเป็นสีบรอนซ์เป็นองค์ประกอบที่มีปฏิกิริยาน้อยกว่าเมื่อเทียบกับสังกะสีและไม่กัดกร่อนในน้ำเค็มอย่างง่ายดาย. นอกจากนี้, ดีบุกออกไซด์ (Sno₂) ฟิล์มที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวสีบรอนซ์ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคป้องกัน. ชั้นออกไซด์ที่มีเสถียรภาพนี้เป็นอุปสรรคต่อคลอไรด์ไอออนในน้ำทะเลจากการทำปฏิกิริยากับทองแดง, จึงป้องกันการกัดกร่อนเพิ่มเติม.
