Bladventiler är viktiga komponenter i kompressorer och återfinns bland annat i luftkonditioneringssystem inom bilindustrin och i kylskåp, alltså utrustningar där värme omvandlas till kyla. De består av en fjäder av härdat stål och utsätts för mycket höga cykliska belastningar när ventilen öppnas och stängs. Den lilla tunna bladventilen rör sig ungefär med cirka 60 slag (Hz) i minuten – ungefär lika snabbt som vingarna på en kolibri. I moderna kompressorer ända upp mot 200 Hz.

bladventil

Bladventiler är viktiga komponenter i kompressorer och återfinns bland annat i luftkonditioneringssystem inom bilindustrin och i kylskåp, alltså utrustningar där värme omvandlas till kyla.

”Vad det gäller kompressorer händer det mycket för tillfället”, berättar Stefan Jonsson, Senior Application Specialist vid Sandvik Materials Technology. Ett bolag som utvecklar och tillverkar av avancerade rostfria stål, speciallegeringar, titan och andra material med hög prestanda.

”Det är miljöfrågorna som driver på och inom branschen för hushållsutrustningar – kylskåp och luftkonditionering i hemmet – utvecklas steglösa kompressorer sk inverters. Inom det industriella segmentet är köldmedier i form av freoner är på väg att försvinna och man går mer och mer över till att använda ren koldioxid (CO2) som medium. I bägge fallen medför detta kraftigt förhöjd stress påverkan i termer av cyklisk hastighet, tryck och temperaturer, något som gör att det ställs allt större krav på stålet i bladventilen”.

Omättligt behov av kyla

USA förbrukar mer energi för luftkonditionering än alla andra länder tillsammans, men tillväxten är snabb på många andra ställen på jorden. Mer än hundra millioner amerikanska hushåll har nu luftkonditionering och prognoser indikerar att det snart blir lika många i Kina. Det verkar finnas ett närmast omättligt behov av kyla samtidigt som energifrågorna är allt viktigare. Många länder har infört lagstiftning och mål för att minska energiförbrukningen i samhället. Ett resultat av detta är att tillverkare av kompressorer för kylskåp och luftkonditionering i hemmet köper in högeffektiva material för de nya lågenergitillämpningarna.

”I Kina var en stor tillverkare av kylskåpskompressorer tvungen att konstruera om sina kompressorer för att nå energimålen. Företaget letade efter ett material med hög utmattningshållfasthet – kombinerat med höga prestanda – och valde Sandvik Hiflex® bandstål för sina kompressorventiler”, berättar Stefan. ”Uppskattningsvis kan detta att bidra till att minska landets elkonsumtion med omkring 25 TWh per år och att koldioxidutsläppen minskar med 225 miljoner ton per år”.

Sandvik Hiflex®

”Vårt världsunika bandstål är skräddarsytt för den nya typen av kompressorer. En bladventil som består av Sandvik Hiflex® kan hålla i decennier. Det innebär att ventilen gör 20 miljarder svängningar eller mer under sin livslängd. Tala om utmattningshållfasthet!”, konstaterar Stefan Jonsson.

image

”Vårt världsunika bandstål är skräddarsytt för den nya typen av kompressorer. En bladventil som består av Sandvik Hiflex® kan hålla i decennier. ”

Tekniskt talar vi om en ny generation av martensitiskt rostfritt kromstål med hög hållfasthet. Stålet har upp till tio procent förbättrad böjhållfasthet och upp till 25 procent förbättrad hållfasthet mot slagutmattning, jämfört med de bästa tillgängliga konkurrerande materialen. Ur miljösynpunkt bidrar Sandvik Hiflex® till att förbättra kompressorns effektivitet och driftsäkerhet. Materialet förlänger alltså kompressorns livslängd och kan även bidra till att minska bullernivåerna.

”Det är intressant att en tillsynes ganska obetydlig komponent i en kompressor – både vad det gäller storlek och kostnad – spelar en så avgörande roll för kompressorns prestanda. Vi ser nu att ungefär en tredjedel av kompressortillverkarna väljer Sandvik Hiflex® i sina nya avancerade och energieffektiva kompressorer. Dessutom bidrar det nya stålet i bladventilerna till att kompressorerna, och därmed hela luftkonditioneringsutrustningen, kan krympa i storlek”, avslutar Stefan Jonsson.

Artikeln publicerad i april 2015