De corrosieweerstand, temperatuurbestendigheid en levensduur van een membraanklep zijn voornamelijk afhankelijk van de materiaalconfiguratie van drie delen: het lichaam en de voering, het membraan en interne componenten zoals de steel en de stuw. Onder hen staan het membraan en de voering in direct contact met de procesvloeistof, waardoor ze de meest kritische onderdelen zijn tijdens de selectie.
I. Lichaams- en voeringmaterialen
Veel voorkomende lichaamsmaterialen zijn gietijzer, gietstaal, roestvrij staal 304/316L, PP, UPVC, PVDF en PFA. Gietijzer en gietstaal bieden lagere kosten en een betere drukbestendigheid, maar zijn over het algemeen niet geschikt voor direct contact met sterk corrosieve media en worden vaak gebruikt met voeringen van rubber of fluorpolymeer. Roestvrij staal 304/316L biedt goede corrosieweerstand en hygiënische prestaties, en is geschikt voor water, zwakke zuren en logen, voedsel, farmaceutische en algemene chemische toepassingen. PP en UPVC zijn kosteneffectief en geschikt voor lagedruk, zwak corrosieve media en waterbehandelingssystemen. PVDF en PFA bieden een sterke corrosieweerstand en hoge zuiverheid, en worden vaak gebruikt voor sterk corrosieve media en zeer zuivere vloeistofsystemen.
Voor voeringen biedt de rubberen voering een goede slijtvastheid en weerstand tegen algemene zuren en logen, en is geschikt voor rioolwater, slurry en zwak corrosieve media. Fluorpolymeervoeringen zoals PTFE, FEP, PFA en PVDF bieden uitstekende corrosieweerstand en zijn geschikt voor sterke zuren, sterke basen en organische oplosmiddelen.
II. Diafragmamaterialen
Het membraan is het meest kritische afdichtingsonderdeel in een membraanklep en de materiaalkeuze ervan heeft rechtstreeks invloed op de levensduur van de klep.
Natuurrubber NR biedt een goede elasticiteit en slijtvastheid en is geschikt voor water, verdunde zuren en logen en slurry, maar is niet bestand tegen sterke zuren, sterke logen of organische oplosmiddelen. Nitrilrubber NBR biedt een goede olie- en slijtvastheid en is geschikt voor oliën, brandstoffen en zwakke zuren en logen, maar is niet bestand tegen ketonen en sterke oxidatiemiddelen. Neopreen CR biedt oliebestendigheid, weersbestendigheid en slijtvastheid en kan worden gebruikt voor rioolwater, aardolieproducten en zwakke zuren en alkaliën.
EPDM biedt uitstekende weerstand tegen stoom, heet water en alkaliën en wordt vaak gebruikt in farmaceutische, voedsel- en stoomsterilisatietoepassingen, maar is over het algemeen niet geschikt voor oliediensten. Butylrubber IIR heeft een goede gasdichtheid en is geschikt voor gassen, zuren, logen, alcoholen en stoomsterilisatieomgevingen. Fluorkoolstofrubber FPM/FKM biedt hoge temperatuurbestendigheid, oliebestendigheid en chemische bestendigheid, en is geschikt voor oliën, oplosmiddelen en bepaalde toepassingen bij hoge temperaturen, hoewel de kosten relatief hoger zijn.
Siliconenrubber biedt een hoge zuiverheid en goede biocompatibiliteit en is geschikt voor biofarmaceutische, voedsel- en zeer zuivere media. PTFE biedt uitstekende corrosieweerstand en kan worden gebruikt voor sterke zuren, sterke basen en organische oplosmiddelen, maar de elasticiteit ervan is beperkt, daarom wordt het vaak gebruikt in composietmembranen. FEP en PFA bieden een goede corrosieweerstand en hoge zuiverheid, en zijn geschikt voor zeer zuivere chemicaliën, halfgeleiderreiniging en sterk corrosieve media. PTFE/FEP/rubber composietmembranen combineren corrosieweerstand met elasticiteit en zijn geschikt voor toepassingen met sterke corrosie en frequente cycli.
III. Stam, waterkering en andere interne componenten
Gebruikelijke materialen voor interne componenten zijn onder meer verchroomd koolstofstaal, 2Cr13, 304 en 316L. Voor sterk corrosieve of zware toepassingen kan gekozen worden voor duplex roestvast staal, Hastelloy en titaniumlegeringen.
IV. Selectiebegeleiding
Voor sterke zuren, sterke basen of organische oplosmiddelen heeft een met fluorpolymeer gevoerd lichaam met PTFE-, FEP- of PFA-diafragma de voorkeur. Voor olieservice worden NBR-, FKM- of fluorpolymeercomposietmembranen aanbevolen. Voor stoom-, heetwater- en hygiënische toepassingen wordt de voorkeur gegeven aan EPDM, siliconenrubber of roestvrijstalen hygiënische constructies. Voor rioolwater, slurry en schurende media kunnen NR-, CR- of met rubber beklede lichamen worden geselecteerd. Voor zeer zuivere vloeistoffen, halfgeleider- en farmaceutische toepassingen worden de hygiënische configuraties PFA, PVDF en 316L aanbevolen.
Tijdens de daadwerkelijke selectie wordt aanbevolen om de vloeistofsamenstelling, concentratie, temperatuur, druk, aanwezigheid van deeltjes of olie, eventuele FDA/USP-certificeringsvereisten en de cyclusfrequentie te bevestigen. Deze hebben allemaal een directe invloed op de levensduur van het materiaal en de uiteindelijke offerte.
