1. Cơ sở chọn vật liệu van công nghiệp
Vật liệu thân van (body material) quyết định đến ba yếu tố: độ bền ăn mòn (corrosion resistance), chịu áp suất (pressure rating) và chịu nhiệt độ (temperature rating). Trong tài liệu kỹ thuật Balon, vật liệu được mã hóa trong part number:
- Suffix không có CN/SN/DI/AB → Carbon Steel (mặc định)
- Suffix CN → Stainless Steel body
- Suffix SN → 316 Stainless Steel body (NACE option)
- Prefix/flag khác trong catalog → Ductile Iron, Aluminum Bronze, Nickel Aluminum Bronze
Ngoài vật liệu body, cần chú ý thêm vật liệu ball & stem (bi và trục), seat insert, và O-ring/seal — vì ăn mòn thường bắt đầu từ điểm tiếp xúc với lưu chất, không phải từ thân ngoài.
2. Carbon Steel (CS) — dòng phổ thông cho dầu khí & utility
Carbon Steel là vật liệu mặc định và phổ biến nhất trong catalog Balon, chiếm tỷ trọng lớn nhất trong đơn hàng từ các dự án EPC dầu khí và pipeline.
Tính chất:
- Vật liệu ASTM A216 WCB (welded, cast body) — tiêu chuẩn phổ biến nhất cho van áp suất cao.
- Chịu áp tốt; không bị hư hại ở nhiệt độ vận hành -20°F đến +450°F (-29°C đến +232°C).
- Không phù hợp cho lưu chất có tính axit mạnh, chloride cao hoặc H₂S nồng độ cao (sour service) nếu không có NACE option.
Ứng dụng điển hình: dầu thô, khí thiên nhiên ngọt (sweet gas), nước công nghiệp, hơi nước, không khí nén, hydrocarbons — miễn là môi trường không có Cl⁻ nồng độ cao và pH > 6.
3. Stainless Steel & 316 SS — chống ăn mòn và môi trường chua
Balon cung cấp hai cấp độ stainless steel:
- Stainless Steel (CN suffix) — thường là ASTM A351 CF8M (tương đương 316SS cast). Chịu ăn mòn tổng quát tốt hơn CS; dùng cho lưu chất có chloride nhẹ, acid pha loãng, hóa chất inorganic.
- 316 Stainless Steel (SN suffix) — tương đương CF8M với kiểm soát composition Mo≥2%, đạt NACE MR0175/ISO 15156 cho sour service. Ball và stem cũng bằng 316SS, chống stress corrosion cracking (SCC) trong môi trường H₂S.
316SS có moly (molybdenum) cao hơn 304SS, giúp chịu pitting corrosion trong môi trường Cl⁻ và môi trường biển (offshore) tốt hơn rõ rệt. Đây là lựa chọn mặc định cho van trong tuyến process dầu khí offshore hoặc nhà máy hóa chất chloride-bearing.
Lưu ý NACE: chọn suffix SN (316SS body + 316SS ball & stem) khi spec yêu cầu "NACE MR0175" hoặc "sour service". CS với NACE option không đủ — phải là 316SS toàn bộ phần wetted.
4. Ductile Iron (DI) — nhẹ, kinh tế cho pipeline nước & khí
Ductile Iron (gang cầu, ASTM A536 Grade 65-45-12) là vật liệu thân van kinh tế cho các ứng dụng không yêu cầu độ bền ăn mòn cao:
- Nhẹ hơn CS ~10%, phù hợp cho van kích thước lớn trên đường ống utility trên mặt đất.
- Chịu áp tốt ở Class 125/150 (ANSI Class 125 waterworks hoặc 150 standard).
- Không dùng cho môi trường có H₂S, axit, hay chloride cao — gang cầu dễ bị graphitic corrosion.
Ứng dụng điển hình: nước sạch, nước biển xử lý (nếu coating), không khí nén, khí đốt phân phối áp thấp, HVAC. Thường gặp trong Series US (underground/utility) của Balon.
5. Aluminum Bronze & Nickel Aluminum Bronze — chịu nước biển & hóa chất
Aluminum Bronze (AB) và Nickel Aluminum Bronze (NAB) là nhóm vật liệu chuyên dụng cho môi trường biển và hóa chất đặc thù:
- Aluminum Bronze (C95400) — chống ăn mòn nước biển, nước lợ, nhiều loại axit hữu cơ. Hardness cao hơn bronze thông thường, ít bị erosion hơn trong lưu chất có hạt.
- Nickel Aluminum Bronze (C95800) — phiên bản cao cấp hơn với Ni giúp chống dezincification và SCC; tiêu chuẩn cho offshore platforms và FPSO theo MIL-B-24480.
- Không dùng với ammonia (NH₃) đặc, acetylene, axit vô cơ mạnh (H₂SO₄, HNO₃).
Ứng dụng điển hình: seawater cooling systems, fire water offshore, hóa chất tẩy rửa, desalination plant, marine industry.
6. Bảng chọn nhanh theo môi chất
| Môi chất / Điều kiện | Body material khuyến nghị | Ghi chú |
|---|---|---|
| Dầu thô, khí thiên nhiên ngọt (sweet) | Carbon Steel (CS) | ANSI Class theo áp suất tuyến |
| Khí chua có H₂S (sour service) | 316 Stainless Steel (SN/NACE) | Bắt buộc NACE MR0175/ISO 15156 |
| Hóa chất ăn mòn, Cl⁻ trung bình | Stainless Steel hoặc 316SS | 316SS nếu Cl⁻ > 200 ppm |
| Nước biển, offshore platform | Nickel Aluminum Bronze (NAB) | Hoặc 316SS nếu áp cao |
| Nước cấp, nước sạch, HVAC | Ductile Iron hoặc CS | DI kinh tế hơn cho size lớn |
| Hóa chất hữu cơ (methanol, glycol) | Stainless Steel | Kiểm tra seal/O-ring compatibility |
| Lọc hóa dầu, cracking unit (T cao) | Carbon Steel (Class 600+) | Kiểm tra temperature rating vs API 608 |
| Hệ thống fire water offshore | Aluminum Bronze hoặc NAB | Phải đạt Fire Safe API 6FA |
Quy tắc an toàn khi chọn vật liệu: nếu datasheet hoặc P&ID không ghi rõ vật liệu van, hãy xem Piping Class của dự án (ví dụ: A1A = CS Class 150, C6B = 316SS Class 600). Piping class là nguồn dữ liệu quyết định — không tự suy luận từ tên lưu chất.
