Kogelkranen voor corrosieve media: Materiaalselectie en selectiegids

Figuur 1: Gecorrodeerde kogelkraan gemaakt van koolstofstaal

Kogelkranen worden veel gebruikt in verschillende industrieën die te maken hebben met corrosieve media, zoals chemische verwerking, olie en gas, waterbehandeling en farmaceutica. Bij het hanteren van corrosieve media is het kiezen van de juiste kogelkraanmaterialen cruciaal om de veiligheid, efficiëntie en levensduur van de klep te garanderen.

Kogelkranen hebben de voorkeur boven andere kleppen in corrosieve omgevingen om verschillende redenen.

• Eenvoudige bouwvorm: De bouwvorm van kogelkranen minimaliseert het aantal componenten dat gevoelig is voor corrosie. Kogelkranen hebben minder interne onderdelen dan andere soorten kleppen, zoals klepafsluiter of schuifafsluiters, wat betekent dat er minder oppervlakken zijn die door de corrosieve omgeving kunnen worden aangetast.
• Dichte afsluiting: Kogelkranen hebben een bolvormige schijf die draait om de vloeistofstroom door de klep te regelen. Wanneer de kogel in de gesloten stand staat, vormt deze een dichte afsluiting met het kleplichaam, waardoor lekkage wordt voorkomen. Dit ontwerp maakt kogelkranen ideaal voor gebruik in omgevingen waar de kleinste lekkage aanzienlijke problemen kan veroorzaken.

Oorzaken van corrosie in kogelkranen

Corrosie is de geleidelijke aantasting van metaal door chemische of elektrochemische reacties met de omgeving. Corrosie in kogelkranen kan leiden tot lekkages, klepfalen en andere operationele problemen zoals het vastlopen van de kogel in de klep.

Verschillende factoren, waaronder blootstelling aan agressieve chemicaliën, hoge temperaturen en omgevingen met hoge druk, kunnen corrosie in kogelkranen veroorzaken. Kogelkranen kunnen om meerdere redenen corroderen.

• Blootstelling aan corrosieve omgevingen: Kogelkranen gemaakt van bepaalde materialen, zoals koolstofstaal of gietijzer, zijn gevoelig voor corrosie wanneer ze worden blootgesteld aan corrosieve omgevingen, zoals zeewater of zure oplossingen. Corrosie kan ook optreden wanneer de klep in contact komt met stoffen zoals zuren, alkaliën en chloor.
• Galvanische corrosie: Galvanische corrosie wordt veroorzaakt wanneer twee verschillende metalen met elkaar in contact komen in aanwezigheid van een elektrolyt. In kogelkranen kan dit optreden wanneer verschillende materialen worden gebruikt voor het lichaam, de kogel en de steel. Als deze materialen verschillende elektrochemische eigenschappen hebben, kan de stroom van elektrische stroom corrosie veroorzaken.
• Erosie-corrosie: Erosie-corrosie wordt veroorzaakt door mechanische slijtage en chemische aantasting. Dit kan optreden in kogelkranen die worden blootgesteld aan stromen met hoge snelheid of schurende vloeistoffen. De mechanische werking van de vloeistof kan de beschermende oxidelaag op het klepoppervlak verwijderen, waardoor het onderliggende metaal wordt blootgesteld aan corrosie.
• Microbieel geïnduceerde corrosie: Microbieel geïnduceerde corrosie (MIC) wordt veroorzaakt door micro-organismen, zoals bacteriën en schimmels, die zich kunnen vestigen op het oppervlak van kogelkranen. Deze micro-organismen kunnen zuren en andere corrosieve stoffen produceren die het metalen oppervlak kunnen aantasten, wat corrosie veroorzaakt.

Selectie van kogelkranen voor corrosieve omgevingen

Er zijn verschillende manieren om met corrosieve media om te gaan bij het gebruik van kogelkranen in industriële toepassingen.

Materiaalselectie

Algemene materialen

Materialen zoals RVS of kunststof kunnen worden gebruikt, afhankelijk van de toepassing. Deze materialen staan bekend om hun corrosiebestendige eigenschappen en kunnen blootstelling aan agressieve chemicaliën en omgevingen weerstaan.

• RVS 316 wordt aanbevolen voor zeer corrosieve en hogedruk omgevingen, terwijl RVS 304 geschikt is voor mild corrosieve omgevingen. RVS is echter kostbaar. Lees in ons gedetailleerde artikel hoe u kunt kiezen tussen RVS 316 en 304.
• Kunststof kogelkranen, zoals PVC, PP of PVDF zijn zeer corrosiebestendig maar zijn mogelijk niet geschikt voor toepassingen met hoge temperaturen en hoge druk. Ze hebben doorgaans een maximale temperatuurclassificatie van 60 °C (140 °F). Kunststof kogelkranen zijn kosteneffectief vergeleken met RVS kleppen en daarom geschikt voor algemene toepassingen met corrosieve media.
• Afdichtingen zoals FKM, teflon of EPDM kunnen uitstekende afdichtingsprestaties leveren in corrosieve omgevingen.

Het effect van concentratie, druk en temperatuur

Verschillende materialen worden op verschillende manieren beïnvloed door verschillende stoffen en omstandigheden, waardoor het moeilijk is om de juiste te kiezen. Lage concentraties zwavelzuur kunnen bijvoorbeeld staal corroderen, maar hoge concentraties kunnen een beschermende laag creëren. Waterstof corrodeert staal alleen bij hoge temperaturen en druk, terwijl chloor niet erg corrosief is wanneer het droog is, maar zeer corrosief kan zijn in vochtige omstandigheden. Bij het kiezen van het juiste materiaal voor het kleplichaam moet rekening worden gehouden met factoren zoals druk- en temperatuurbestendigheid, kosten en beschikbaarheid, niet alleen met corrosiepreventie. Tabel 1 toont de compatibiliteit van veelvoorkomende corrosieve media met typische kogelkraanmaterialen. Raadpleeg ook onze chemische compatibiliteitskaart voor de compatibiliteit van meer corrosieve media met verschillende klepmaterialen.

Tabel 1: Materiaalcompatibiliteit van veelvoorkomende corrosieve media

Coatings

Coatings op kleppen (zoals zink) in corrosieve omgevingen fungeren als een beschermende barrière die voorkomt dat het onderliggende klepmateriaal reageert met corrosieve stoffen. Een hardverchroomde kogel in kogelkranen biedt een slijtvast en corrosiebestendig oppervlak, wat de duurzaamheid van de klep verbetert en een soepele werking in veeleisende omgevingen garandeert.

Andere factoren

Het zorgen voor correcte klep installatie en onderhoud kan helpen corrosie te voorkomen. Correcte installatie omvat het gebruik van geschikte pakkingen en afdichtingsmaterialen en ervoor zorgen dat de klep correct is uitgelijnd en vastgezet. Regelmatig onderhoud omvat het reinigen en inspecteren van de klep op tekenen van corrosie. Lees meer over corrosiepreventie in ons artikel over anti-corrosiemaatregelen voor kleppen.

Veelgestelde vragen

Welke materialen worden aanbevolen voor kogelkranen in corrosieve omgevingen?

Veelgebruikte materialen voor kogelkranen in corrosieve omgevingen zijn onder andere RVS, messing en kunststof. Het geselecteerde materiaal moet een hoge corrosiebestendigheid hebben op basis van de specifieke corrosieve media.

Hoe kan ik de impact van corrosie op mijn kogelkraan verminderen?

Correcte installatie, regelmatig onderhoud en coatings en plattingen kunnen allemaal helpen de impact van corrosie op een kogelkraan te verminderen. Het selecteren van het juiste type kogelkraan kan ook helpen corrosie te verminderen.