Šedá litina Vykazuje dobrou tepelnou vodivost, což znamená, že může přenášet teplo relativně dobře, což pomáhá zabránit lokalizovanému přehřátí ve vysokoteplotních systémech. Její koeficient tepelné roztažnosti je však vyšší ve srovnání s materiály, jako je ocel nebo hliník, což znamená, že se bude rozšiřovat a více se stahovat kolísáním teploty. V systémech, které podléhají častým tepelným cyklováním, jako jsou výměníky tepla, parní ventily nebo potrubí tekutin, může tato expanze a kontrakce zavést tepelná napětí. Pokud tato napětí nejsou spravována správně, mohou vést k problémům, jako je deformace nebo zkreslení příslušenství ventilu. V některých případech se mohou narušit těsnicí povrchy, což ovlivňuje integritu těsnění a vede k únikům nebo provozní neefektivnosti. V průběhu času může tato opakovaná expanze a kontrakce degradovat materiál, zejména pokud tepelné gradienty uvnitř ventilu způsobují nerovnoměrné zahřívání.
Jednou z nejdůležitějších výzev pro šedou litinu v systémech s častým tepelným cyklováním je jeho křehkost, která je vlastní kvůli přítomnosti grafitových vloček v materiálu. Zatímco grafit pomáhá s machinabilitou a tlumením, oslabuje také odpor materiálu vůči šíření trhlin, zejména při tepelném napětí. Tepelná únava se může vyvíjet, když se materiál rozšiřuje a kontrakty při různých teplotách, což vede k zahájení a šíření trhlin, zejména v oblastech s vysokým stresem, jako je tělo ventilu, přírubové oblasti nebo klouby. Tyto mikrokracty se mohou v průběhu času stát výraznější a nakonec vést k katastrofickému selhání, pokud nebudou řešeny brzy.
Modifikace konstrukce mohou významně snížit nepříznivé účinky tepelného cyklování na příslušenství pro šedé litinové ventily. Například postupné přechody tloušťky stěny mezi tlustými a tenkými řezy mohou snížit koncentrace napětí, což jsou běžnými příčinami zahájení trhlin. Navíc návrhy, které zahrnují jednotné tloušťky stěny, mohou zabránit tepelnému zkreslení, protože náhlé změny tloušťky mohou vést k nerovnému rozšíření nebo kontrakci během zahřívání a chlazení. Navíc některé výrobní techniky, jako je tepelné zpracování (např. Temperování nebo žíhání), mohou zlepšit houževnatost materiálu a odolnost vůči tepelnému cyklování. Tato ošetření mění mikrostrukturu litiny, takže je méně křehká a odolnější vůči napětí způsobeným tepelnými fluktuacemi.
Opakované tepelné cyklování může přispět k opotřebení a degradaci materiálu v příslušenství ventilu, zejména v oblastech, které jsou v neustálém kontaktu s jinými komponenty, jako jsou sedadla ventilu nebo těsnicí povrchy. Protože šedá litina podléhá tepelné rozšiřování a kontrakci, může jeho povrch zažít mikroskopické praskání a otěru v důsledku opakovaného tření mezi pohyblivými částmi. To může ohrozit účinnost těsnění sedadel ventilů nebo zvýšit rychlost opotřebení komponent, jako jsou vřetena a kapoty, což vede k vyššímu potřebám údržby a ke snížení životnosti ventilu. Pro zmírnění těchto účinků lze použít povrchové ošetření, jako je kalení nebo povlak (např. Keramické povlaky, pokovování niklu nebo epoxidové povlaky), aby se zvýšila odolnost proti opotřebení kritických povrchů vystavených tepelným cyklováním.
Šedá litina, když je vystavena vysokým teplotám a kolísajícím prostředím, může být zranitelná vůči oxidaci (tvorba rzi), zejména v aplikacích zahrnujících tekutiny s vysokým zařízením, párou nebo agresivní chemikálie. Opakované tepelné cyklování může zrychlit oxidaci na povrchu, zejména pokud je příslušenství ventilu vystaveno vlhkým nebo korozivním podmínkám. Postupem času to může vést ke zhoršení materiálu, což ovlivňuje jeho strukturální integritu a funkčnost. Šedé litinové ventily podrobené vysokoteplotní parní nebo kouřové plyny mohou dojít k oxidační degradaci vyvolané oxidací, kde se povrchová vrstva kovu stává křehkou a šupininnou, což vede ke snížení mechanických vlastností a předčasného selhání. Pro zvýšení odolnosti proti korozi může být příslušenství ventilu potaženo nebo ošetřeno materiály, jako je chrom, nikl nebo keramika, aby byla chráněna povrch před oxidací a korozí za podmínek tepelného cyklování.
