Nedir Bronz Vana?

Bronz valfler bronz metalden yapılmış valflerdir. Farklı ortamlarda ve endüstrilerde vanalara yönelik özel gereksinimleri karşılamak için bronz malzemenin özelliklerini kullanırlar.. Bronzun ana unsurları bakır ve kalaydır.

Bronz vanada, bakır içeriği genellikle 80-90%, ve teneke (Sn) içerik genellikle arasındadır 10-20%. Daha yüksek kalay içeriği, bronz valflerin daha fazla sertlik ve mukavemete sahip olmasını sağlar, ve tuzlu su korozyonuna karşı daha iyi direnç. Okyanus alanlarında yaygın olarak kullanılır, endüstri, ve nakliye.

Nedir Pirinç Vana?

Pirinç vanalarda bakır içeriği genellikle 50-60%, ve çinko (Zn) içerik genellikle arasındadır 30-40%. Dayanıklılığı ve iyi ısı iletkenliği açısından iyidir. Sıhhi tesisatta pirinç vanalar kullanılır, HVAC, petrol ve gaz, ve otomotiv.

Hangisi daha iyi? Bronz valf vs pirinç valf?

Valf dayanıklılığı açısından, Bronz vanalar pirinç vanalardan daha iyidir.
Kimyasal bileşimin neden olduğu farklı atomik düzenleme yapıları nedeniyle, mekanik özelliklerini temelden değiştiren.

Bronz Vanalar Neden Üstün Performans Sergiliyor??

Bronzun saf bakıra göre gelişmiş özelliklerinin prensibini atomik ve mikroyapısal özelliklerinden anlamak daha kolaydır.:

1. Katı Çözüm Güçlendirme (Kalay Atomlarının Etkisi):

Saf bakırda, atomlar nispeten düzenli bir kafes halinde düzenlenmiştir. Dışarıdan bir kuvvet uygulandığında, bu atomik katmanlar, atomlar arası kuvvetlerin daha zayıf olduğu düzlemler boyunca birbirlerinin üzerinden kayabilir. Saf bakırın nispeten yumuşak olmasının nedeni budur., düşük mukavemete sahiptir, ancak iyi süneklik sergiler.
Daha büyük kalay atomları kafesteki bazı bakır atomlarının yerini aldığında, çarpıklığa neden oluyorlar. Bu bozulma düzenli düzenlemeyi bozar, bu atomik kaymaya karşı daha dirençli bir yapı oluşturmak, neredeyse bir gibi “birbirine kenetlenen” etki. Sonuç olarak, bu katmanların kayması için daha büyük bir dış kuvvete ihtiyaç vardır.

2. Kimyasal Bileşiğin Güçlendirilmesi (İkinci Aşama Güçlendirme):

Bronzdaki kalay içeriği yaklaşık olarak aşıldığında 10%, veya belirli ısıl işlemlerden sonra, intermetalik bileşikler (Cu₃Sn gibi, Cu₆Sn₅, vb.) oluşturabilir. Bu bileşikler bronz içindeki farklı aşamalardır.. Genellikle sert ve kırılgandırlar. Bu sert parçacıklar daha yumuşak olan bronz matris boyunca dağıtıldığında, çıkıkların hareketine engel teşkil ederler (plastik deformasyonun mekanizması), bronzun genel sertliğini ve gücünü daha da arttırmak.

Bronz Vana Neden Pirinç Vanadan Daha Serttir??

Atomik yapı perspektifinden analiz edelim.

Pirinçten, hangisi daha yüksek çinko içeriğine sahiptir, çinko atomları bazı bakır atomlarının yerini alır. Bu ikame aynı zamanda bir “birbirine kenetlenen” efekt veya kafes distorsiyonu, pirinci saf bakırdan daha sert hale getirmek.

Fakat, kalay atomları çinko atomlarından önemli ölçüde daha büyüktür.

• Çinko (Zn) yaklaşık atom kütlesine sahiptir 65 ve atom çapı yaklaşık 268 pikometre (öğleden sonra).
• Kalay (Sn) yaklaşık atom kütlesine sahiptir 118 ve atom çapı yaklaşık 316 pikometre (öğleden sonra).

Kalay atomları daha büyük olduğundan, bronz alaşımında bakır atomlarını değiştirdikleri zaman, daha yüksek derecede kafes distorsiyonuna neden olurlar. Bu daha önemli bozulma, daha belirgin bir bozulma yaratır. “birbirine kenetlenen” etki, Stres altındaki atomik katmanların hareketine karşı daha fazla direnç sunar.

Öyleyse, kalay atomlarının daha büyük boyutu nedeniyle daha önemli kafes gerilimine neden olur, bronz, pirinçle karşılaştırıldığında daha yüksek mukavemet ve sertlik sergiler.

Bronz Vanalar Korozyon: Nedenler, Önleme & Çözümler

Bronz vanaların korozyon direnci daha mı iyi??​

Evet, bronz vanalar genellikle iyi korozyon direnci sergiler.

Nedenini anlamak için, önce saf bakırı ele alalım.
Havada, saf bakır koruyucu bir bakır oksit tabakası oluşturur (Cu₂O) veya bazik bakır karbonat (patine), korozyonu yavaşlatan. Fakat, tuzlu su ve deniz suyunda (Klorür iyonları içeren su), bu klorür iyonları oldukça agresiftir. Bu koruyucu filmi parçalayabilirler, bakırın çukurlaşma korozyonuna veya tekdüze korozyonuna yol açar. Bakır oksit (Cu₂O) katman genellikle siyah görünür ve leke gibi görünebilir, ancak malzemenin performansını etkilemez; eğer estetik bir sorun değilse, tedavi gerektirmez.

Bronz, diğer taraftan, daha stabil bir pasivasyon filmi oluşturabilir. Kalayın varlığı (Sn) burası çok önemli, daha yoğun bir yapı oluşturmaya yardımcı olduğundan, daha istikrarlı, ve bronz yüzeye daha iyi yapışan pasivasyon katmanı. Bu film tipik olarak kalay oksitten oluşan bir kompozittir. (SnO₂) ve bakır oksit (Cu₂O). Kalay oksidin kendisi iyi bir kimyasal stabiliteye sahiptir, özellikle klorür içeren nötr veya zayıf asidik ortamlarda. Üstelik, eğer alüminyum (Al) bronz alaşımında bulunur (alüminyum bronzda olduğu gibi), koruyucu bir alüminyum oksit oluşturarak katkıda bulunur (Al₂O₃) katman, bu aynı zamanda deniz suyu korozyonuna karşı mükemmel koruma sağlar.

Bronz vanalar tuzlu su korozyonuna neden pirinç vanalardan daha dayanıklıdır??​

Pirinç vanalar tuzlu su korozyonuna karşı zayıf direnç gösterir. Bunun başlıca nedeni pirincin önemli miktarda çinko içermesidir., ve çinko nispeten aktif bir elementtir. Tuzlu su ortamlarında, Klorür iyonları bakımından zengin olan (Cl^–), pirinç, adı verilen bir korozyon sürecine eğilimlidir çinkosuzlaştırma. Çinkosuzlaştırma sırasında, daha aktif çinko Seçici sızıntılar alaşımın dışında, geride gözenekli bir yapı bırakarak, bakır açısından zengin yapı. Bu işlem pirincin mukavemetinde bir azalmaya yol açar, ve rengi sarıdan kırmızıya değişiyor. Çinkosuzlaşma, pirinç vanalar için kritik ve son derece zararlı bir korozyon şeklidir; performansta ortaya çıkan bozulma, vananın kalitesini ve çalışma güvenliğini doğrudan etkiler. Öyleyse, Tuzlu su uygulamalarında pirinç vanalardan kesinlikle kaçınılmalıdır..

Tersine, bronz vanalar tuzlu su korozyonuna karşı çok iyi bir dirence sahiptir. Teneke (Sn) Bronzda bulunan element çinkoya kıyasla çok daha az reaktif bir elementtir ve tuzlu suda kolaylıkla korozyona uğramaz.. Üstelik, kalay oksit (SnO₂) Bronz yüzeyde oluşan film koruyucu bir bariyer görevi görür. Bu stabil oksit tabakası, deniz suyundaki klorür iyonlarının altta yatan bakırla reaksiyona girmesini etkili bir şekilde engeller., böylece daha fazla korozyonun önlenmesi.