خاکستری خاکستری هدایت حرارتی خوبی را نشان می دهد ، به این معنی که می تواند گرما را نسبتاً خوب منتقل کند و به جلوگیری از گرمای بیش از حد موضعی در سیستم های درجه حرارت بالا کمک می کند. با این حال ، ضریب انبساط حرارتی آن در مقایسه با موادی مانند فولاد یا آلومینیوم بیشتر است ، به این معنی که با نوسانات دما بیشتر گسترش می یابد و منقبض می شود. در سیستمهایی که تحت دوچرخه سواری حرارتی مکرر مانند مبدل حرارتی ، دریچه های بخار یا لوله کشی مایع گرم قرار می گیرند ، این انبساط و انقباض می تواند تنش های حرارتی را معرفی کند. اگر این فشارها به درستی مدیریت نشود ، ممکن است منجر به مواردی مانند تغییر شکل یا تحریف لوازم جانبی شیر شود. در برخی موارد ، سطوح آب بندی ممکن است به خطر بیفتد و بر یکپارچگی مهر و موم تأثیر می گذارد و منجر به نشت یا ناکارآمدی عملیاتی می شود. با گذشت زمان ، این انبساط و انقباض مکرر می تواند مواد را تخریب کند ، به ویژه اگر شیب حرارتی درون دریچه باعث گرمایش ناهموار شود.
یکی از مهمترین چالش های چدن خاکستری در سیستم هایی که دارای دوچرخه سواری حرارتی مکرر هستند ، شکنندگی آن است که به دلیل وجود پوسته های گرافیتی در داخل ماده ذاتی است. در حالی که گرافیت به ماشینکاری و میرایی کمک می کند ، همچنین مقاومت مواد را در برابر انتشار ترک ، به ویژه تحت استرس حرارتی تضعیف می کند. خستگی حرارتی می تواند با گسترش و انقباض مواد در دمای مختلف ایجاد شود و منجر به شروع و انتشار ترک ها شود ، به خصوص در مناطق استرس زا مانند بدنه دریچه ، مناطق فلنج یا مفاصل. این ریزگردها با گذشت زمان می توانند برجسته تر شوند و در صورت عدم رسیدگی به زودهنگام منجر به شکست فاجعه بار شوند.
اصلاحات طراحی می تواند به طور قابل توجهی اثرات جانبی دوچرخه سواری حرارتی را بر روی لوازم جانبی شیر چدن خاکستری کاهش دهد. به عنوان مثال ، انتقال تدریجی در ضخامت دیواره بین بخش های ضخیم و نازک می تواند غلظت استرس را کاهش دهد ، که دلایل شایع شروع ترک است. علاوه بر این ، طرح هایی که دارای ضخامت دیواره یکنواخت هستند می توانند از تحریف حرارتی جلوگیری کنند ، زیرا تغییرات ناگهانی در ضخامت می تواند منجر به گسترش نابرابر یا انقباض در طول چرخه گرمایش و سرمایش شود. علاوه بر این ، برخی از تکنیک های تولیدی ، مانند عملیات حرارتی (به عنوان مثال ، مزاج یا بازپخت) می توانند چقرم و مقاومت مواد را در برابر دوچرخه سواری حرارتی بهبود بخشند. این روشهای درمانی ریزساختار چدن را تغییر می دهد و باعث می شود نسبت به فشارهای ناشی از نوسانات حرارتی نسبت به فشارهای حرارتی شکننده و مقاوم تر شود.
دوچرخه سواری حرارتی مکرر می تواند به سایش و تخریب مواد در لوازم جانبی شیر ، به ویژه در مناطقی که در تماس مداوم با سایر اجزای مانند صندلی های دریچه یا سطوح آب بندی هستند ، کمک کند. از آنجا که چدن خاکستری تحت گسترش و انقباض حرارتی قرار می گیرد ، سطح آن می تواند ترک خوردگی و سایش میکروسکوپی را به دلیل اصطکاک مکرر بین قطعات متحرک تجربه کند. این می تواند اثربخشی مهر و موم صندلی های دریچه را به خطر بیاندازد یا میزان سایش قطعات مانند دوک نخ ریسی و پله را افزایش دهد و منجر به نیازهای نگهداری بالاتر و کاهش عمر سرویس دریچه شود. برای کاهش این اثرات ، درمان های سطحی مانند سخت شدن یا پوشش (به عنوان مثال ، پوشش های سرامیکی ، آبکاری نیکل یا پوشش های اپوکسی) می تواند برای افزایش مقاومت سایش سطوح بحرانی در معرض دوچرخه سواری حرارتی استفاده شود.
چدن خاکستری ، هنگامی که در معرض درجه حرارت بالا و محیط های نوسان قرار می گیرد ، می تواند در برابر اکسیداسیون (تشکیل زنگ زدگی) آسیب پذیر باشد ، به خصوص در کاربردهای مربوط به مایعات با گرمای بالا ، بخار یا مواد شیمیایی تهاجمی. دوچرخه سواری حرارتی مکرر می تواند اکسیداسیون را روی سطح تسریع کند ، به ویژه اگر لوازم جانبی شیر در معرض شرایط مرطوب یا خورنده باشد. با گذشت زمان ، این می تواند منجر به وخامت مواد شود و بر تمامیت و عملکرد ساختاری آن تأثیر بگذارد. دریچه های چدن خاکستری که در معرض بخار با دمای بالا یا گازهای دودکش قرار دارند ، ممکن است تخریب ناشی از اکسیداسیون را تجربه کنند ، جایی که لایه سطح فلز شکننده و پوسته پوسته می شود و منجر به کاهش خواص مکانیکی و خرابی زودرس می شود. برای تقویت مقاومت در برابر خوردگی ، لوازم جانبی دریچه ممکن است با موادی مانند کروم ، نیکل یا سرامیک تحت پوشش قرار گیرد تا سطح از اکسیداسیون و خوردگی در شرایط دوچرخه سواری حرارتی محافظت کند. $ $
