A216 WCB ugljični čelik: Ventili, Prirubnice, Oprema pod pritiskom

Uvod

ASTM A216 / ASME SA-216- Razred WCB - Da li je standardna oznaka od livenog karbonskog čelika koji se obično koristi u aplikacijama za temperaturu pritiska.

Povijesno usvojen preko petrohemijskog, Generacija energije, Vodovod i opći industrijski sektori, WCB odljeve se pojavljuju u kapiji, globus, Provjerite i kuglične ventile, Priključci za cijevi, Tela pumpa i posude pod pritiskom.

Kombinuje nizak trošak materijala, Dobra tavabilnost i obrada, i prihvatljive mehaničke performanse u širokom temperaturnom prozoru, što ga čini standardnim izborom u kojem korozivni napad i ekstremne temperature nisu primarni vozači.

1. Što je A216 WCB ugljični čelik?

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 SPE WCB) je opšta svrha bacati Carbon čelik naveden za odljeve koji zadržavaju pritisak kao što su tijela ventila, Kućišta pumpe, Komponente prirubnica i posuda.

Formulira se kao zavariv, Čelik "nisko ugljen" (0.25-0,35% C) namijenjeno je ponuditi pragmatičnu ravnotežu troškova, castibilnost, obratnost, Čvrstoća i snaga za uslugu u ambijentu i umjerenim povišenim temperaturama.

Tipični servisni smjernica MCB u rasponu -29 ° C do ~ 427 ° C, Iako je tačna dopuštena radna temperatura ovisi o dizajnom koda, Debljina sekcije i potrebna svojstva mehaničke / udarce.

Promjena oznake (šta znači "wcb")

ASTM A216 koristi kompaktne kodove slova za opisivanje predviđene usluge i relativne nekretnine:

• W - zavariv: Kemija i topljenje se kontroliraju za smanjenje problema sa zavarivanjem (Tendencija pukotina sa niskim vodotokom i umjerena otvrdnjava).
• C - Carbon Steel: nije namerno legirana ocena (Nema namjernog visokog crka, NI dodaci kao nehrđajući / legurski liveni čelici).
• B - razred B: Srednja snaga / balans čvrstoće / duktilnosti unutar porodice A216. (Ostale ocjene A216: WCA = ugljik od niže čvrstoće; WCC = Veća ugljika / klasa veće čvrstoće.)

2. Tipična hemija ASTM A216 WCB ugljičnog čelika

3. Mehanička svojstva A216 WCB Carbon čelika

Performans ASTM A216 WCB Lijevani čelik u usluzi ovisi o svom Mehanička svojstva, koji kontroliraju hemiju, Veličina sekcije, Kvaliteta livenja, i toplotni tretman.

Tipična mehanička svojstva temperature u sobi

(Kao što je odredio ASTM A216 / ASME SA-216, Sa tipičnim lokalnim podacima)

Efekat veličine sekcije: Castings od velikog debljine su hladni sporije, Izrada grubih bisernih / feritnih konstrukcija → niža zatezna čvrstoća i utjecaj na žilavost.

Mehanička svojstva povišene temperature

ASTM A216 WCB Carbon Steel se široko koristi u Primjene tlaka za srednje temperaturu, Ali kao svi karbonski čelici, to Mehanička čvrstoća smanjuje se kao temperatura.

4. Fizički & Termička svojstva A216 WCB ugljičnog čelika

Pored mehaničkih svojstava, The Fizička i termička svojstva ASTM A216 WCB livenog čelika igra kritičnu ulogu u inženjerskom dizajnu.

Ove vrijednosti određuju performanse pod temperaturne varijacije, Termički biciklizam, i uslugu pritiska, posebno u prirubnim zglobovima, Tijela ventila, i komponente cijevi.

Tipična fizička svojstva

Termička svojstva

5. Procesi lijevanja A216 WCB Carbon čelika

ASTM A216 WCB Komponente se najčešće proizvode od strane livenje, Zbog odlične tavanosti od legure i njegove široke upotrebe u ventili, prirubnice, Kupite za pumpe, i oprema pod pritiskom.

Izbor metode lijevanja ovisi o Veličina dijela, složenost, trošak, i potrebna dimenzijska tačnost.

Livenje pijeska (Zeleni pijesak / Pijesak vezani za smolu)

• Upotreba: Dominantan proces (>80% WCB proizvodnje). Pogodno za veliki, težak, i složeni dijelovi poput tijela ventila, Kućišta pod pritiskom, i prirubnice.
• Materijali za oblikovanje:

• • Zeleni pijesak (obvezan gline): Niska cijena, Visoka produktivnost, Ali niža dimenzionalna preciznost.
  • Pijesak vezani za smolu (furan / fenolni): Bolja snaga, Dimenzionalna kontrola, i površinski obrada za kritična tijela ventila.

• Sposobnosti:

• • Težinski raspon: 10 kg do >10 Tons.
  • Dimenzionalna tolerancija: CT 9-11 (ISO 8062).
  • Površinski finiš: RA 12,5-25 μm.

• Prednosti: Isplativo za velike odljeve; Može se smjestiti zamršene unutarnje odlomke sa jezgrama.
• Ograničenja: Potreban je veći dodatak za obradu (3-6 mm); skloni površinskim nedostacima (uključivanje pijeska, hrapavost).

Investicijska livenja (Proces izgubljenog voska)

• Upotreba: Prijavljeno za Manje ili srednje komponente gde Preciznost i kvaliteta površine su kritični, npr., Dijelovi obloga ventila, Impeleri pumpe, Mali fitinzi.

  

• Protok procesa: Voštan uzorak → Keramička granata Školjke → Dewaksiranje → Metalno izlivanje → uklanjanje školjka.
• Sposobnosti:

• • Težinski raspon: 50 g - 50 kg.
  • Dimenzionalna tolerancija: CT 5-7 (ISO 8062).
  • Površinski finiš: RA 3.2-6.3 μm.

• Prednosti: Smanjuje obradu, postiže neto oblik, Odlična detaljna reprodukcija.
• Ograničenja: Viši trošak vs livenje pijeska, Ograničena na srednje / male dijelove.

Livenje kalupa školjke

• Upotreba: Srednje veličine, Umjereno složeni WCB odljevci. Često se koristi za Kućišta zupčanika, Kupite za pumpe, i ventil.
• Proces: Fini pijesak premazan termosettinskom smolom padnete na grijani metalni uzorak → obrasci tanki, Jaki plijesni školjka → više slojeva Kreirajte poluvremene kalupa → stegnute zajedno za izlijevanje.
• Sposobnosti:

• • Dimenzionalna tolerancija: CT 6-8.
  • Površinski finiš: RA 6.3-12.5 μm.

• Prednosti: Veća preciznost od livenja pijeska, manje obrade, dobra ponovljivost.
• Ograničenja: Viši trošak alata; Nije ekonomično za vrlo velike odljeve.

Centrifugalno livenje

• Upotreba: WCB komponente u obliku cilindričnog ili prstena, poput Odjel cijevi, rukavi, i prstenovi sjedala ventila.
• Proces: Rastopljeni čelik izliven u Rotirajuće kalup, Centrifugalne sile pokreće metal na zid kalupa, Izrada guste, Struktura bez oštećenja.
• Sposobnosti:

• • Uniformnost debljine zida: odličan.
  • Kontrola oštećenja: minimalna poroznost ili skupljanje.

• Prednosti: Visok metalurški integritet, Struktura fine zrna, Odlično za komponente zadržavanja pritiska.
• Ograničenja: Ograničeno na cilindrične geometrije.

Uporedni sažetak procesa lijevanja

6. Toplotni tretman & Termička obrada A216 WCB Carbon čelika

Toplinska obrada igra presudnu ulogu u kontroli Mehanička svojstva, žilavost, i dimenzionalna stabilnost a216 WCB odljevaka.

Ciljevi toplotne obrade

• Pomicanje mikrostrukture → Balansirajte omjer ferita / pearlita, rastvaraju segregacije.
• Poboljšajte mehanička svojstva → Povećati žilavost, Poboljšajte duktilnost, Stabilizirajte snagu.
• Ublažiti preostale naprezanje → Smanjite rizik od pucanja tokom obrade ili usluge.
• Poboljšajte zavarivanje → Toplotna obrada za zavarivanje (Pwht) obnavlja duktilnost u zavarenim spojevima.

Tipični procesi topline

Normalizacija

• Proces: Grijanje na 900-950 ° C, vazdušno hlađenje.
• Svrha:

• • Rafinira veličinu zrna.
  • Proizvodi uniformu Pearlite / feritna mikrostruktura.
  • Poboljšava žilavost i obradu.

• Primjena: Standardni tretman za tijela ventila, Okov, i komponente pritiska.

Žarljivost

• Proces: Grijanje na 850-900 ° C, Slow Peć Hlađenje.
• Svrha:

• • Smanjuje tvrdoću i preostale napone.
  • Poboljšava obratnost (Korisno za složene ili jako obrađene odljeve).

• Primjena: Manje uobičajeno od normalizacije; primijenjeno tamo gdje je potrebna maksimalna duktilnost.

Oslobođenje stresa

• Proces: Grijanje na 580-620 ° C, držeći 1-2 sata, Sporo hlađenje u peći.
• Svrha:

• • Smanjuje preostale napone od livenja ili zavarivanja.
  • Sprječava izobličenje tokom obrade.

• Primjena: Veliki odljevci ventila i zavareni popravci.

Gašenje & Kaljenje (Neobavezno)

• Proces:

• • Austenatiziranje na 880-920 ° C, nakon čega je potaknuta voda / uljna.
  • Kaljenje na 600-700 ° C.

• Svrha:

• • Povećava snagu i tvrdoću.
  • Pruža poboljšanu otpornost na habanje za određene aplikacije (Iako manje uobičajeno za WCB u odnosu na legure čelika).

Uticaj na mehanička svojstva

7. Obrada, Zavarivanje & Izmišljotina

Obratnost:

• WCB je relativno obradan u usporedbi sa čelikama niskog legura. Koristite alat karbide na umjerenim brzinama; Teški prekinuti rezovi imaju koristi od krutnih postavki.
  Tipične brzine okretanja ovise o alatu i odjeljku: npr., ~ 100-250 m / min s karbidnim umetcima (varira po presjeku i rashladnostan).

Vodič za zavarivanje:

• Predgrijavanje / interpass: preporučuje se izbjegavati pucanje vodika i upravljati brzinom hlađenja; Tipično predgrijavanje 100-250 ° C ovisno o debljini.
• Metali punila: Koristite podudaranje ili odgovarajući potrošni materijal sa niskim legurom (npr., ER70 serija ili određena klasa po projektu).
• Post zavarivanje toplotne obrade (Pwht): korišteni tamo gdje se zahtijeva kod koda ili smanjenja preostalog stresa (Tipičan PWHT 550-650 ° C za livene karbonske čelike; Pratite postupak zavarivanja i kod).
• Popravak zavarivanja: prihvatljivo sa kvalificiranim procedurama i naknadnom NDT / inspekcijom.

8. Korozija, Površinska zaštita & Premazi

Ponašanje korozije:

• WCB je osnovni ugljični čelik - sklon općoj koroziji u vlažnim okruženjima, pitting u stajaćim vodama bogatim hloridom, i galvanski napad kada se spojili do plemenitih metala.
  Navodi se adekvatno u vodi, ulja, i neagresivne hemijske usluge kada su zaštićeni.

Strategije zaštite:

• Vanjski premazi: epoksi, Epoksid vezana za fuziju, poliuretanski, ili bituminozne boje za atmosfersku zaštitu.
• Pocinčavanje: moguće za neke armature, ali ograničen za dijelove pritiska sa obrađenim licima.
• Unutarnje obloge: guma, PTFE, staklene obloge ili epoksidne obloge za agresivne tekućine (Uobičajeno za ventile u korozivnim uslugama).
• Katodna zaštita: izvedivo na sahranjene ili potopljene strukture, Ali razmotrite kada postoje povezani metali.

9. Nerazorno ispitivanje & Kontrola kvaliteta

Uobičajeni NDT za WCB odljeve:

• Vizuelni pregled (VT): PRVI LINIJA Provjerite za površinske nedostatke.
• Radiografsko testiranje (Rt): Da biste otkrili internu poroznost, skupljanje. Često potrebni za odljeve koji zadržavaju pritisak.
• Ultrazvučno testiranje (Ut): Efikasan za planarne nedostatke i volumetrijsku evaluaciju u debelim odjeljcima.
• Magnetna čestica (Mt) & Tečni prodor (Pt): Površinski prekid diskontinuiteti.
• Tvrdoća & Zatezni testovi: po planovima za uzorkovanje ASTM / ASME. Ispitivanje uticaja (Harpy) može biti potrebno za određene usluge (Posebno servis niske temperature).

10. Primjene A216 WCB Carbon čelika

A216 GR WCB Carbon Steel jedan je od Najčešće korišteni liveni čelici U opremi za pritisak i industriji kontrole protoka.

Industrija ventila

• Proizvodi: Vredni ventili, Globe ventili, Kuglasti ventili, Provjerite ventile, i tijela ventila leptira.
• Uslovi usluge:

• • Temperatura: -29° C do 427 ° C (po ASTM / ASME).
  • Pritisak: do Klasa 150-2500 ovisno o debljini zida.

• Primjer slučaja: API 600 Vredni ventili za rafinerijsku uslugu često navode A216 WCB za opcije od ugljičnih čelika.

Oprema za cijevi & Prirubnice

• Proizvodi: Laktovi, tee, reduktori, slijepe prirubnice, Prirubnice za zavarivanje vrata.

Pumpe & Kompresori

• Proizvodi: Kupite za pumpe, impeleri (Prekrivanje niskog legura ponekad je potrebno), Kućišta kompresora.
• Primer: Pumpe za vodu za uvlačenje kotla u elektranama koje obično koriste WCB kućišta sa unutrašnjim premazima za otpornost erozije.

Plodovi pod pritiskom & Procesna oprema

• Proizvodi: Reaktorska posuda, Filteri pod pritiskom, separatori, Parni bubnjevi (komponente, Nije čitava plovila).

Energija & Infrastruktura za ulje / gas

• Cevovodni ventili: API 6D kuglični ventili, Pigbing ventili.
• Usluga rafinerije: Katalitički ventili za pucanje, Komponente vlaka za destilaciju.
• Elektrane: Parni izolacioni ventili, Kućišta pumpe, Odlivci za odličnu jedinicu.
• Performance potrebe: Čvrstoća u pokretaču subzero (-29° C) i snagu pod cikličkim toplotnim opterećenjima.

Industrial Machinery & Generalni inženjering

• Prijave: Kućišta teške opreme, prenosnici, spojnice, podržava.

Ograničenja usluga (Kada ne koristi WCB)

• Korozivni mediji: Nije pogodno za agresivni hlorid, kiselina, ili izloženost morskom vodom (umjesto toga koristite nehrđajući CF8M).
• Visoke temperature (>427° C): Zahtijeva od legure lijevane čelike kao što su ASTM A217 WC6, WC9 za otpornost na puzanje.
• Kriogene aplikacije (< -46° C): WCB gubi žilavost; Ocjene sa niskim temperaturama (npr., LCB, LCC) su obavezni.

11. Poređenje sa alternativama

12. Zaključak

A216 klase WCB Carbon Steel je okosnica industrijskih sustava koji sadrže tlaku - njegova ekonomičnost, zavarljivost, i uravnotežena svojstva čine ga nezamjenjivom za ne-korozivno, Aplikacije umerene temperature.

Od rafinerija nafte do elektrana, Omogućuje sigurno, Pouzdan rad komponenti koji su preveliki ili kompleksni za proizvodnju putem kovanih procesa.

FAQs

Q1: Može li se A216 WCB zavariti?

A: Da-A216 WCB dizajniran je za zavarivost. Koristite E7018 elektrodogene sa niskim vodonikom za debele presjeke (>25 mm) da se spreči hladno pucanje; Za tanke presjeke nije potreban zagrijavanje (<25 mm).

Oslobađanje od stres nakon zavarivanja (595-650 ° C) preporučuje se za zavarene posude pod pritiskom.

Q2: Je A216 WCB pogodan za kiselu uslugu (H₂s)?

A: NO-A216 WCB je podložan pucanju indukovanim vodikom (HIC) U H₂S okruženjima.

Za kisele uslugu (≥50 ppm h₂s), Koristite A350 LF2 (slabo legura) ili A217 WC9 (Chromium-molibdenski čelik) U skladu sa NACE MR0175.

Q3: Koja je maksimalna temperatura A216 WCB može podnijeti?

A: ASTM A216 ograničava A216 WCB na 427 ° C. Iznad ove temperature, Deformacija puzanja ubrzava se (0.1% po 1000 sati na 450 ° C), Rizični kvar posude pod pritiskom.

Za >427° C Usluga, Koristite A217 WC9 (593° C Maks) ili 316L (870° C Maks).

Q4: Koliko dugo traje A216 WCB u slatkovodnom uslugu?

A: Sa epoksidnim premazom, A216 WCB ima radni vijek 15-20 godina u slatkoj vodi (Stopa korozije 0,01-0,05 mm / godina). Neumjeren, Traje 5-8 godina (Stopa korozije 0,1-0,3 mm / godina).

Q5: Koja je razlika između A216 WCB i A516 GR 70?

A: A216 WCB je a livenje (Za složene oblike poput tijela ventila), Dok je A516 gr 70 je kovani čelik (Za ravne ploče koje se koriste u posudama za zavarene tlake).

Oboje imaju sličnu vlačnu čvrstoću, Ali A516 gr 70 ima bolju žilavost niskog temperature (-46° C VS. -29° C za WCB).