שסתומי פרפר מברזל יצוק וברזל רקיע נמצאים בשימוש נרחב לבקרת זרימה בתעשיות שונות, אך הם נבדלים בתכונות החומר, בביצועים וביישומים. להלן השוואה מפורטת שתעזור לכם להבין את ההבדלים ולבחור את השסתום המתאים ביותר לצרכים שלכם.
1. הרכב החומר
1.1 שסתום פרפר מברזל יצוק:
- ברזל יצוק אפור, סגסוגת ברזל בעלת תכולת פחמן גבוהה (2-4%).
- בשל המיקרו-מבנה שלו, פחמן קיים בצורת גרפיט פתיתי. מבנה זה גורם לחומר להישבר לאורך פתיתי הגרפיט תחת לחץ, מה שהופך אותו לשביר ופחות גמיש.
- בשימוש נפוץ ביישומים בלחץ נמוך וביישומים שאינם קריטיים.
1.2 שסתום פרפר מברזל רקיע:
- עשוי מברזל רקיע (הידוע גם כברזל יצוק גרפיט נודולרי או ברזל רקיע), והוא מכיל כמויות קטנות של מגנזיום או צריום, אשר מפזרים את הגרפיט בצורה כדורית (נודולרית). מבנה זה משפר משמעותית את גמישות וקשיחות החומר.
- חזק יותר, גמיש יותר ופחות נוטה לשבר שביר מאשר ברזל יצוק.
2. תכונות מכניות
2.1 ברזל יצוק אפור:
- חוזק: חוזק מתיחה נמוך (בדרך כלל 20,000–40,000 psi).
- גמישות: שבירות, נוטה לסדיקה עקב עייפות תחת לחץ או פגיעה.
- עמידות בפני פגיעות: נמוכה, נוטה לשברים תחת עומסים פתאומיים או הלם תרמי.
- עמידות בפני קורוזיה: בינונית, תלוי בסביבה ובציפוי.
2.2 ברזל רקיע:
- חוזק: גרפיט כדורי מפחית נקודות ריכוז מאמץ, וכתוצאה מכך חוזק מתיחה גבוה יותר (בדרך כלל 60,000-120,000 psi).
- משיכות: משיכות יותר, המאפשרות עיוות ללא סדקים.
- עמידות בפני פגיעות: מעולה, עמידות טובה יותר בפני זעזועים ורעידות.
- עמידות בפני קורוזיה: דומה לברזל יצוק, אך ניתן לשפר אותה באמצעות ציפויים או בטנות.
3. ביצועים ועמידות
3.1 שסתומי פרפר מברזל יצוק:
- מתאים ליישומים בלחץ נמוך (למשל, עד 150-200 psi, תלוי בתכנון).
- נקודת התכה גבוהה (עד 1150°C) ומוליכות תרמית מעולה (מתאים ליישומי בלימת רעידות, כגון מערכות בלימה).
- עמידות נמוכה למאמצים דינמיים, מה שהופך אותם ללא מתאימים לסביבות עם רעידות גבוהות או עומס מחזורי.
- בדרך כלל כבד יותר, מה שעשוי להגדיל את עלויות ההתקנה.
3.2 שסתומי פרפר מברזל רקיע:
- יכול להתמודד עם לחצים גבוהים יותר (למשל, עד 300 psi או יותר, תלוי בתכנון).
- בשל חוזקו וגמישותו הגבוהים יותר, ברזל רקיע נוטה פחות להישבר תחת כיפוף או פגיעה, ובמקום זאת הוא מתעוות באופן פלסטי, בהתאם לעקרון "עיצוב הקשיחות" של מדע החומרים המודרני. זה הופך אותו למתאים יותר ליישומים תובעניים.
- עמיד יותר בסביבות עם תנודות טמפרטורה או לחץ מכני.
4. תרחישי יישום
4.1 שסתומי פרפר מברזל יצוק:
- בשימוש נפוץ במערכות HVAC.
- משמש במערכות שאינן קריטיות בהן העלות היא בראש סדר העדיפויות. - מתאים לנוזלים בלחץ נמוך כגון מים, אוויר או גזים שאינם קורוזיביים (יון כלוריד <200 ppm).
4.2 שסתומי פרפר מברזל רקיע:
- מתאים לאספקת מים וטיפול בשפכים בתמיסה ניטרלית או חומצית חלשה/בסיסית (pH 4-10).
- מתאים ליישומים תעשייתיים, כולל נפט וגז, עיבוד כימי ומערכות מים בלחץ גבוה.
- משמש במערכות הדורשות אמינות גבוהה יותר, כגון מערכות כיבוי אש או צינורות עם לחצים משתנים.
- מתאים לנוזלים קורוזיביים יותר כאשר משתמשים בהם עם בטנה מתאימה (למשל, EPDM, PTFE).
5. עלות
5.1 ברזל יצוק:
בשל תהליך הייצור הפשוט יותר שלו ועלויות החומר הנמוכות יותר, הוא בדרך כלל זול יותר. הוא מתאים לפרויקטים עם תקציבים מוגבלים ודרישות פחות תובעניות. בעוד שברזל יצוק אינו יקר, שבירותו מובילה להחלפות תכופות יותר ולבזבוז מוגבר.
5.2 ברזל רקיע:
בשל תהליך הסגסוגת והביצועים המעולים, העלות גבוהה יותר. עבור יישומים הדורשים עמידות וחוזק, העלות הגבוהה יותר מוצדקת. ברזל רקיע ידידותי יותר לסביבה בשל יכולת המחזור הגבוהה שלו (>95%).
6. תקנים ומפרטים
שני השסתומים עומדים בתקנים כגון API 609, AWWA C504 או ISO 5752, אך שסתומי ברזל רקיע עומדים בדרך כלל בדרישות תעשייתיות גבוהות יותר ללחץ ועמידות.
- שסתומי ברזל רקיע נמצאים בשימוש נפוץ יותר ביישומים הדורשים עמידה בתקני תעשייה מחמירים.
7. קורוזיה ותחזוקה
שני החומרים רגישים לקורוזיה בסביבות קשות, אך חוזקו המעולה של ברזל רקיע גורם לו לבצע ביצועים טובים יותר בשילוב עם ציפויים מגנים כמו ציפויי אפוקסי או ניקל.
- ייתכן שיהיה צורך בתחזוקה תכופה יותר של שסתומי ברזל יצוק בסביבות קורוזיביות או עמוסות בלחץ גבוה.
8. טבלת סיכום
| תכונה | שסתום פרפר ברזל יצוק | שסתום פרפר ברזל רקיע |
| חוֹמֶר | ברזל יצוק אפור, שביר | ברזל קשרי, רקיע |
| חוזק מתיחה | 20,000–40,000 psi | 60,000–120,000 psi |
| מְשִׁיכוּת | נמוך, שביר | גבוה, גמיש |
| דירוג לחץ | נמוך (150–200 psi) | גבוה יותר (300 psi או יותר) |
| עמידות בפני פגיעה | יָרוּד | מְעוּלֶה |
| יישומים | מיזוג אוויר, מים, מערכות לא קריטיות | נפט/גז, כימיקלים, כיבוי אש |
| עֲלוּת | לְהוֹרִיד | גבוה יותר |
| עמידות בפני קורוזיה | בינוני (עם ציפויים) | בינוני (עדיף עם ציפויים) |
9. איך לבחור?
- בחרו ברז פרפר מברזל יצוק אם:
אתם זקוקים לפתרון חסכוני עבור יישומים בלחץ נמוך ולא קריטיים כגון אספקת מים או מיזוג אוויר.
- המערכת פועלת בסביבה יציבה עם מינימום לחץ או רעידות.
- בחרו ברז פרפר מברזל רקיע אם:
- היישום כרוך בלחץ גבוה, עומסים דינמיים או נוזלים קורוזיביים.
עמידות, עמידות בפני פגיעות ואמינות לטווח ארוך הן בראש סדר העדיפויות.
- היישום דורש מערכות תעשייתיות או קריטיות כגון כיבוי אש או עיבוד כימי.
10. המלצה לשסתום ZFA
כיצרנית בעלת ניסיון רב שנים בתחום שסתומי פרפר, ZFA Valve ממליצה על ברזל רקיע. לא רק שהוא מתפקד היטב, אלא ששסתומי פרפר מברזל רקיע גם מפגינים יציבות ויכולת הסתגלות יוצאות דופן בתנאי הפעלה מורכבים ומשתנים, מה שמפחית ביעילות את תדירות התחזוקה ואת עלויות ההחלפה, וכתוצאה מכך יעילות כלכלית גבוהה יותר בטווח הארוך. עקב ירידה בביקוש לברזל יצוק אפור, שסתומי פרפר מברזל יצוק הוצאו בהדרגה משימוש. מנקודת מבט של חומרי גלם, מחסור הופך ליקר ערך יותר ויותר.