Van bướm gang và van bướm gang dẻo được sử dụng rộng rãi để kiểm soát lưu lượng trong nhiều ngành công nghiệp, nhưng chúng khác nhau về đặc tính vật liệu, hiệu suất và ứng dụng. Dưới đây là so sánh chi tiết để giúp bạn hiểu rõ sự khác biệt và lựa chọn van phù hợp nhất với nhu cầu của mình.
1. Thành phần vật liệu
1.1 Van bướm gang:
- Gang xám, hợp kim sắt có hàm lượng cacbon cao (2-4%).
- Do cấu trúc vi mô, carbon tồn tại dưới dạng than chì dạng vảy. Cấu trúc này khiến vật liệu bị gãy dọc theo các vảy than chì dưới tác động của ứng suất, khiến vật liệu giòn và kém linh hoạt hơn.
- Thường được sử dụng trong các ứng dụng áp suất thấp và không quan trọng.
1.2 Van bướm gang dẻo:
- Được làm từ gang dẻo (còn gọi là gang graphite dạng nốt hoặc gang dẻo), gang này chứa một lượng nhỏ magie hoặc xeri, giúp phân bố graphite theo dạng cầu (dạng nốt). Cấu trúc này cải thiện đáng kể độ dẻo và độ dai của vật liệu.
- Chắc chắn hơn, dẻo hơn và ít bị gãy giòn hơn gang.
2. Tính chất cơ học
2.1 Gang xám:
- Độ bền: Độ bền kéo thấp (thường là 20.000–40.000 psi).
- Độ dẻo: Giòn, dễ bị nứt khi chịu ứng suất hoặc va đập.
- Khả năng chịu va đập: Thấp, dễ bị gãy khi chịu tải trọng đột ngột hoặc sốc nhiệt.
- Khả năng chống ăn mòn: Trung bình, tùy thuộc vào môi trường và lớp phủ.
2.2 Gang dẻo:
- Độ bền: Than chì hình cầu làm giảm các điểm tập trung ứng suất, tạo ra độ bền kéo cao hơn (thường là 60.000–120.000 psi).
- Độ dẻo: Dẻo hơn, có thể biến dạng mà không bị nứt.
- Khả năng chống va đập: Tuyệt vời, có khả năng chịu được va đập và rung động tốt hơn.
- Khả năng chống ăn mòn: Tương tự như gang, nhưng có thể cải thiện bằng lớp phủ hoặc lớp lót.
3. Hiệu suất và độ bền
3.1 Van bướm gang:
- Thích hợp cho các ứng dụng áp suất thấp (ví dụ: lên đến 150–200 psi, tùy thuộc vào thiết kế).
- Điểm nóng chảy cao (lên đến 1150°C) và độ dẫn nhiệt tuyệt vời (thích hợp cho các ứng dụng giảm rung, chẳng hạn như hệ thống phanh).
- Khả năng chống chịu ứng suất động kém, không phù hợp với môi trường rung động mạnh hoặc tải trọng tuần hoàn.
- Thường nặng hơn, có thể làm tăng chi phí lắp đặt.
3.2 Van bướm gang dẻo:
- Có thể chịu được áp suất cao hơn (ví dụ: lên đến 300 psi hoặc cao hơn, tùy thuộc vào thiết kế).
- Nhờ độ bền và tính linh hoạt cao hơn, gang dẻo ít bị gãy khi uốn cong hoặc va đập, thay vào đó biến dạng dẻo, phù hợp với nguyên tắc "thiết kế độ bền" của khoa học vật liệu hiện đại. Điều này làm cho gang dẻo phù hợp hơn cho các ứng dụng đòi hỏi khắt khe.
- Bền hơn trong môi trường có sự thay đổi nhiệt độ hoặc ứng suất cơ học.
4. Các tình huống ứng dụng
4.1 Van bướm gang:
- Thường được sử dụng trong hệ thống HVAC.
- Được sử dụng trong các hệ thống không quan trọng, nơi chi phí là ưu tiên hàng đầu. - Thích hợp cho chất lỏng áp suất thấp như nước, không khí hoặc khí không ăn mòn (ion clorua <200 ppm).
4.2 Van bướm gang dẻo:
- Thích hợp cho cấp nước và xử lý nước thải với môi trường trung tính hoặc hơi axit/kiềm (pH 4-10).
- Thích hợp cho các ứng dụng công nghiệp, bao gồm dầu khí, xử lý hóa chất và hệ thống nước áp suất cao.
- Được sử dụng trong các hệ thống yêu cầu độ tin cậy cao hơn, chẳng hạn như hệ thống phòng cháy chữa cháy hoặc đường ống có áp suất thay đổi.
- Thích hợp cho các chất lỏng có tính ăn mòn cao hơn khi sử dụng với lớp lót thích hợp (ví dụ: EPDM, PTFE).
5. Chi phí
5.1 Gang:
Do quy trình sản xuất đơn giản hơn và chi phí vật liệu thấp hơn, gang thường có giá thành thấp hơn. Nó phù hợp cho các dự án có ngân sách hạn chế và yêu cầu ít khắt khe hơn. Tuy gang có giá thành rẻ, nhưng độ giòn của nó dẫn đến việc phải thay thế thường xuyên hơn và tăng lượng chất thải.
5.2 Gang dẻo:
Do quy trình hợp kim hóa và hiệu suất vượt trội, chi phí cao hơn. Đối với các ứng dụng đòi hỏi độ bền và độ cứng, chi phí cao hơn là hợp lý. Gang dẻo thân thiện với môi trường hơn do khả năng tái chế cao (>95%).
6. Tiêu chuẩn và Thông số kỹ thuật
- Cả hai loại van đều tuân thủ các tiêu chuẩn như API 609, AWWA C504 hoặc ISO 5752, nhưng van gang dẻo thường đáp ứng các yêu cầu cao hơn của ngành về áp suất và độ bền.
- Van gang dẻo thường được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi tuân thủ các tiêu chuẩn công nghiệp nghiêm ngặt.
7. Ăn mòn và bảo trì
- Cả hai vật liệu đều dễ bị ăn mòn trong môi trường khắc nghiệt, nhưng độ bền vượt trội của gang dẻo khiến nó hoạt động tốt hơn khi kết hợp với lớp phủ bảo vệ như lớp phủ epoxy hoặc niken.
- Van gang có thể cần bảo trì thường xuyên hơn trong môi trường ăn mòn hoặc có ứng suất cao.
8. Bảng tóm tắt
| Tính năng | Van bướm gang | Van bướm gang dẻo |
| Vật liệu | Gang xám, giòn | Sắt dạng cầu, dẻo |
| Độ bền kéo | 20.000–40.000 psi | 60.000–120.000 psi |
| Độ dẻo | Thấp, giòn | Cao, linh hoạt |
| Xếp hạng áp suất | Thấp (150–200 psi) | Cao hơn (300 psi trở lên) |
| Khả năng chống va đập | Nghèo | Xuất sắc |
| Ứng dụng | HVAC, nước, hệ thống không quan trọng | Dầu khí, hóa chất, phòng cháy chữa cháy |
| Trị giá | Thấp hơn | Cao hơn |
| Khả năng chống ăn mòn | Trung bình (có lớp phủ) | Trung bình (tốt hơn khi có lớp phủ) |
9. Làm thế nào để lựa chọn?
- Chọn van bướm bằng gang nếu:
- Bạn cần một giải pháp tiết kiệm chi phí cho các ứng dụng áp suất thấp, không quan trọng như cấp nước hoặc HVAC.
- Hệ thống hoạt động trong môi trường ổn định, ít chịu ứng suất và rung động.
- Chọn van bướm gang dẻo nếu:
- Ứng dụng liên quan đến áp suất cao, tải trọng động hoặc chất lỏng ăn mòn.
- Độ bền, khả năng chống va đập và độ tin cậy lâu dài là ưu tiên hàng đầu.
- Ứng dụng yêu cầu hệ thống công nghiệp hoặc quan trọng như phòng cháy chữa cháy hoặc xử lý hóa chất.
10. Khuyến nghị về VAN ZFA
Là nhà sản xuất có nhiều năm kinh nghiệm trong lĩnh vực van bướm, ZFA Valve khuyến nghị sử dụng van bướm gang dẻo. Van bướm gang dẻo không chỉ hoạt động tốt mà còn thể hiện độ ổn định và khả năng thích ứng vượt trội trong các điều kiện vận hành phức tạp và thay đổi, giúp giảm đáng kể tần suất bảo trì và chi phí thay thế, mang lại hiệu quả chi phí cao hơn về lâu dài. Do nhu cầu về gang xám giảm, van bướm gang đang dần bị loại bỏ. Xét về mặt nguyên liệu thô, sự khan hiếm đang ngày càng trở nên có giá trị.