Čuguna un kaļamā čuguna tauriņvārsti tiek plaši izmantoti plūsmas kontrolei dažādās nozarēs, taču tie atšķiras pēc materiālu īpašībām, veiktspējas un pielietojuma. Zemāk ir sniegts detalizēts salīdzinājums, kas palīdzēs jums izprast atšķirības un izvēlēties vārstu, kas vislabāk atbilst jūsu vajadzībām.
1. Materiāla sastāvs
1.1 Čuguna tauriņa vārsts:
- Pelēkais čuguns, dzelzs sakausējums ar augstu oglekļa saturu (2–4%).
- Pateicoties oglekļa mikrostruktūrai, tas pastāv grafīta pārslu veidā. Šī struktūra izraisa materiāla lūzumu gar grafīta pārslām stresa ietekmē, padarot to trauslu un mazāk elastīgu.
- Parasti izmanto zemspiediena un nekritiskos pielietojumos.
1.2 Kaļamā čuguna tauriņa vārsts:
- Izgatavots no kaļamā čuguna (pazīstams arī kā mezglainā grafīta čuguns vai kaļamais čuguns), tas satur nelielu daudzumu magnija vai cērija, kas sadala grafītu sfēriskā (mezglainā) formā. Šī struktūra ievērojami uzlabo materiāla plastiskumu un izturību.
- Stiprāks, elastīgāks un mazāk pakļauts trausliem lūzumiem nekā čuguns.
2. Mehāniskās īpašības
2.1 Pelēkais čuguns:
- Izturība: Zema stiepes izturība (parasti 20 000–40 000 psi).
- Plastiskums: trausls, pakļauts noguruma plaisāšanai slodzes vai trieciena ietekmē.
- Triecienizturība: Zema, pakļauta lūzumiem pēkšņas slodzes vai termiskā trieciena ietekmē.
- Korozijas izturība: vidēja, atkarībā no vides un pārklājuma.
2.2 Kaļamais čuguns:
- Izturība: sfērisks grafīts samazina sprieguma koncentrācijas punktus, kā rezultātā palielinās stiepes izturība (parasti 60 000–120 000 psi).
- Elastība: elastīgāks, ļaujot deformēties bez plaisāšanas.
- Triecienizturība: Lieliska, labāk iztur triecienus un vibrāciju.
- Korozijas izturība: līdzīga čugunam, bet to var uzlabot ar pārklājumiem vai oderējumu.
3. Veiktspēja un izturība
3.1 Čuguna tauriņvārsti:
- Piemērots zema spiediena lietojumiem (piemēram, līdz 150–200 psi, atkarībā no konstrukcijas).
- Augsta kušanas temperatūra (līdz 1150°C) un lieliska siltumvadītspēja (piemērota vibrācijas slāpēšanas lietojumiem, piemēram, bremžu sistēmām).
- Vāja izturība pret dinamiskām spriegumiem, padarot tās nepiemērotas vidēm ar augstu vibrāciju vai ciklisku slodzi.
- Parasti smagāks, kas var palielināt uzstādīšanas izmaksas.
3.2 Kaļamā čuguna tauriņu vārsti:
- Var izturēt augstāku spiedienu (piemēram, līdz 300 psi vai vairāk, atkarībā no konstrukcijas).
- Pateicoties lielākai izturībai un elastībai, kaļamais čuguns, visticamāk, nelūzīs lieces vai trieciena ietekmē, bet gan deformēsies plastiski, ievērojot mūsdienu materiālzinātnes "izturības dizaina" principu. Tas padara to piemērotāku sarežģītiem lietojumiem.
- Izturīgāka vidē ar temperatūras svārstībām vai mehānisku spriegumu.
4. Lietojumprogrammas scenāriji
4.1 Čuguna tauriņvārsti:
- Parasti izmanto HVAC sistēmās.
- Izmanto nekritiskās sistēmās, kur izmaksas ir prioritāte. - Piemērots zema spiediena šķidrumiem, piemēram, ūdenim, gaisam vai nekorodējošām gāzēm (hlorīda jonu <200 ppm).
4.2 Kaļamā čuguna tauriņvārsti:
- Piemērots ūdensapgādei un notekūdeņu attīrīšanai neitrālā vai vāji skābā/sārmainā vidē (pH 4-10).
- Piemērots rūpnieciskiem lietojumiem, tostarp naftas un gāzes ieguvei, ķīmiskajai pārstrādei un augstspiediena ūdens sistēmām.
- Izmanto sistēmās, kurām nepieciešama augstāka uzticamība, piemēram, ugunsdrošības sistēmās vai caurulēs ar svārstīgu spiedienu.
- Piemērots korozīvākiem šķidrumiem, ja tiek lietots kopā ar atbilstošu oderi (piemēram, EPDM, PTFE).
5. Izmaksas
5.1 Čuguns:
Vienkāršākā ražošanas procesa un zemāko materiālu izmaksu dēļ tas parasti ir lētāks. Tas ir piemērots projektiem ar ierobežotu budžetu un mazāk augstām prasībām. Lai gan čuguns ir lēts, tā trauslums noved pie biežākas nomaiņas un palielinātiem atkritumiem.
5.2 Kaļamais čuguns:
Leģēšanas procesa un izcilās veiktspējas dēļ izmaksas ir augstākas. Lietojumiem, kuriem nepieciešama izturība un stiprība, augstākas izmaksas ir pamatotas. Kaļamais čuguns ir videi draudzīgāks, pateicoties tā augstajai pārstrādes iespējamībai (>95%).
6. Standarti un specifikācijas
- Abi vārsti atbilst tādiem standartiem kā API 609, AWWA C504 vai ISO 5752, bet kaļamā čuguna vārsti parasti atbilst augstākām nozares prasībām attiecībā uz spiedienu un izturību.
- Kaļamā čuguna vārsti biežāk tiek izmantoti lietojumos, kuros nepieciešama atbilstība stingriem nozares standartiem.
7. Korozija un apkope
- Abi materiāli ir uzņēmīgi pret koroziju skarbos apstākļos, bet kaļamā čuguna augstākā izturība padara to labāku, ja to kombinē ar aizsargpārklājumiem, piemēram, epoksīda vai niķeļa pārklājumiem.
- Čuguna vārstiem var būt nepieciešama biežāka apkope korozīvā vai augstas slodzes vidē.
8. Kopsavilkuma tabula
| Funkcija | Čuguna tauriņa vārsts | Kaļamā čuguna tauriņa vārsts |
| Materiāls | Pelēkais čuguns, trausls | Loka čuguna, kaļamā |
| Stiepes izturība | 20 000–40 000 psi | 60 000–120 000 psi |
| Plastiskums | Zems, trausls | Augsts, elastīgs |
| Spiediena vērtējums | Zems (150–200 psi) | Augstāks (300 psi vai vairāk) |
| Triecienizturība | Nabadzīgs | Lieliski |
| Pieteikumi | HVAC, ūdens, nekritiskās sistēmas | Naftas/gāzes, ķīmiskās vielas, ugunsdrošība |
| Izmaksas | Zemāks | Augstāks |
| Korozijas izturība | Vidējs (ar pārklājumiem) | Vidējs (labāk ar pārklājumiem) |
9. Kā izvēlēties?
- Izvēlieties čuguna tauriņvārstu, ja:
- Jums ir nepieciešams izmaksu ziņā efektīvs risinājums zema spiediena, nekritiskām lietojumprogrammām, piemēram, ūdensapgādei vai HVAC.
- Sistēma darbojas stabilā vidē ar minimālu stresu vai vibrāciju.
- Izvēlieties kaļamā čuguna tauriņvārstu, ja:
- Lietošana ir saistīta ar augstu spiedienu, dinamiskām slodzēm vai kodīgiem šķidrumiem.
- Izturība, triecienizturība un ilgtermiņa uzticamība ir prioritātes.
- Lietošanai ir nepieciešamas rūpnieciskas vai kritiskas sistēmas, piemēram, ugunsdrošība vai ķīmiskā apstrāde.
10. ZFA vārsta ieteikums
Kā ražotājs ar daudzu gadu pieredzi tauriņvārstu ražošanā, ZFA Valve iesaka kaļamā čuguna tauriņvārstus. Tie ne tikai labi darbojas, bet arī demonstrē izcilu stabilitāti un pielāgošanās spēju sarežģītos un mainīgos ekspluatācijas apstākļos, efektīvi samazinot apkopes biežumu un nomaiņas izmaksas, kā rezultātā ilgtermiņā tiek panākta augstāka izmaksu efektivitāte. Samazinoties pieprasījumam pēc pelēkā čuguna, čuguna tauriņvārsti pakāpeniski tiek izņemti no aprites. No izejvielu viedokļa to trūkums kļūst arvien vērtīgāks.