Gri dökme demir İyi termal iletkenlik gösterir, yani ısıyı nispeten iyi aktarabilir ve yüksek sıcaklık sistemlerinde lokalize aşırı ısınmayı önlemeye yardımcı olur. Bununla birlikte, termal genleşme katsayısı çelik veya alüminyum gibi malzemelere kıyasla daha yüksektir, bu da sıcaklık dalgalanmalarıyla daha fazla genişleyecek ve daha fazla daralacağı anlamına gelir. Isı eşanjörleri, buhar valfleri veya sıcak sıvı boruları gibi sık sık termal döngü geçiren sistemlerde, bu genişleme ve kasılma termal gerilmeler getirebilir. Bu gerilmeler doğru yönetilmezse, valf aksesuarının deformasyonu veya bozulması gibi sorunlara yol açabilirler. Bazı durumlarda, sızdırmazlık yüzeyleri tehlikeye girebilir, bu da mühür bütünlüğünü etkileyebilir ve sızıntılara veya operasyonel verimsizliğe yol açabilir. Zamanla, bu tekrarlanan genişleme ve kasılma, özellikle valf içindeki termal gradyanların eşit olmayan ısıtmaya neden olması durumunda malzemeyi bozabilir.
Sık termal döngüye sahip sistemlerde gri dökme demir için en kritik zorluklardan biri, malzeme içinde grafit pullarının varlığı nedeniyle doğasında bulunan kırılganlığıdır. Grafit işlenebilirlik ve sönümlemeye yardımcı olurken, malzemenin özellikle termal stres altında çatlak yayılmasına karşı direncini de zayıflatır. Termal yorgunluk, malzeme, özellikle valf gövdesi, flanş alanları veya eklemler gibi yüksek stresli bölgelerde çatlakların başlatılmasına ve yayılmasına yol açan, çeşitli sıcaklıklar altında genişledikçe ve sözleşmelerde gelişebilir. Bu mikro çatlaklar zamanla daha belirgin hale gelebilir ve nihayetinde erken ele alınmazsa felaket başarısızlığına yol açabilir.
Tasarım modifikasyonları, termal döngünün gri dökme demir valf aksesuarları üzerindeki olumsuz etkilerini önemli ölçüde azaltabilir. Örneğin, kalın ve ince kesitler arasındaki duvar kalınlığındaki kademeli geçişler, çatlak başlamasının yaygın nedenleri olan stres konsantrasyonlarını azaltabilir. Ayrıca, düzgün duvar kalınlıkları içeren tasarımlar termal bozulmayı önleyebilir, çünkü kalınlıktaki ani değişiklikler ısıtma ve soğutma döngüleri sırasında eşit olmayan genişlemeye veya kasılmaya yol açabilir. Ek olarak, ısıl işlem (örn. Temperin veya tavlama) gibi bazı üretim teknikleri, malzemenin tokluğunu ve termal döngüye karşı direncini artırabilir. Bu tedaviler dökme demirin mikro yapısını değiştirir, bu da termal dalgalanmaların neden olduğu gerilmelere daha az kırılgan ve daha dirençli hale getirir.
Tekrarlanan termal döngü, valf aksesuarlarında, özellikle valf koltukları veya sızdırmazlık yüzeyleri gibi diğer bileşenlerle sürekli temas halinde olan alanlarda aşınmaya ve malzeme bozulmasına katkıda bulunabilir. Gri dökme demir termal genişleme ve kasılmaya maruz kaldıkça, yüzeyi hareketli parçalar arasında tekrarlanan sürtünme nedeniyle mikroskobik çatlama ve aşınma yaşayabilir. Bu, valf koltuklarının conta etkinliğini tehlikeye atabilir veya iğler ve kaputlar gibi bileşenlerin aşınma oranını artırabilir, bu da daha yüksek bakım ihtiyaçlarına ve valfin servis ömründe bir azalmaya yol açabilir. Bu etkileri azaltmak için, termal döngüye maruz kalan kritik yüzeylerin aşınma direncini arttırmak için sertleştirme veya kaplama (örn. Seramik kaplamalar, nikel kaplama veya epoksi kaplamalar) gibi yüzey işlemleri uygulanabilir.
Gri dökme demir, yüksek sıcaklıklara ve dalgalanan ortamlara maruz kaldığında, özellikle yüksek ısı sıvıları, buhar veya agresif kimyasalları içeren uygulamalarda oksidasyona (pas oluşumu) karşı savunmasız olabilir. Tekrarlanan termal döngü, özellikle valf aksesuarı nemli veya aşındırıcı koşullara maruz kalırsa, yüzeyde oksidasyonu hızlandırabilir. Zamanla, bu, yapısal bütünlüğünü ve işlevselliğini etkileyerek malzemenin bozulmasına yol açabilir. Yüksek sıcaklıklı buhar veya baca gazlarına maruz kalan gri dökme demir valfler, metalin yüzey tabakasının kırılgan ve lapa lapa hale geldiği oksidasyon kaynaklı bozunma yaşayabilir, bu da mekanik özelliklerin ve erken başarısızlığa yol açar. Korozyon direncini arttırmak için valf aksesuarları, termal döngü koşulları altında yüzeyi oksidasyon ve korozyondan korumak için krom, nikel veya seramik gibi malzemelerle kaplanabilir veya işlenebilir.
