A216 WCB -hiiliteräs: Venttiilit, Laipat, Painevarusteet

Esittely

ASTM A216 / ASME SA-216- Luokka WCB -Onko paine-lämpötilasovelluksissa yleisesti käytetty tavallinen valustihiiliteräksen nimeäminen.

Historiallisesti hyväksytty petrokemian yli, sähköntuotanto, vesilaitokset ja yleiset teollisuussektorit, WCB -valut näkyvät portilla, maapallo, Tarkista ja palloventtiilit, putkivarusteet, pumppaa runkoja ja paineastia.

Se yhdistää alhaiset materiaalikustannukset, hyvä keltaisuus ja konettavuus, ja hyväksyttävä mekaaninen suorituskyky laajan lämpötilan ikkunan yli, mikä tekee siitä tavanomaisen valinnan, jossa syövyttävä hyökkäys ja äärimmäiset lämpötilat eivät ole ensisijaisia ​​kuljettajia.

1. Mikä on A216 WCB -hiiliteräs?

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 -luokka WCB) on yleiskäyttöinen heittää hiiliteräs Määritetty paineensaustaville valuille, kuten venttiilirungoille, pumppukotelot, laipat ja aluskomponentit.

Se on muotoiltu hitsattavaksi, ”Lähen hiili” teräs (0.25–0,35% c) on tarkoitus tarjota käytännöllinen kustannus tasapaino, kestävyys, konettavuus, sitkeys ja vahvuus palveluun ympäristön ja kohtalaisten kohonneissa lämpötiloissa.

Tyypillinen palveluohjeet sijoittavat WCB: n alueelle –29 ° C - ~ 427 ° C, Vaikka tarkka sallittu työlämpötila riippuu suunnittelekoodista, Leikan paksuus ja vaadittavat mekaaniset/iskuominaisuudet.

Luokan suunnittelun jakautuminen (Mitä “WCB” tarkoittaa)

ASTM A216 käyttää kompakteja kirjainkoodeja kuvaamaan suunniteltua palvelua ja suhteellisia ominaisuuksia:

• W - hitsattava: Kemia- ja sulatuskäytäntöä hallitaan hitsausongelmien vähentämiseksi (alhainen vedyn halkeilun taipumus ja kohtalainen kovettuvuus).
• C - hiiliteräs: ei tarkoituksella seostaryhmä (Ei tarkoituksellista korkeaa CR: tä, NI -lisäykset kuten ruostumattomat/seoksen valettu teräkset).
• B - luokka B: Keskitason lujuus/sitkeystasapaino A216-perheessä. (Muut A216 -luokat: WCA = Hiililuokka hiililuokka; WCC = korkeampi hiili/korkeampi lujuus.)

2. Tyypillinen ASTM A216 WCB -hiiliteräs kemia

3. A216 WCB -hiiliteräksen mekaaniset ominaisuudet

Suorituskyky ASTM A216 WCB Käyttöön käytettävä valurausiteräs riippuu siitä mekaaniset ominaisuudet, joita kontrolloivat kemia, leikkauskoko, valun laatu, ja lämpökäsittely.

Tyypilliset huoneenlämpöiset mekaaniset ominaisuudet

(Kuten ASTM A216 on määritellyt / ASME SA-216, tyypillisillä valimotietoilla)

Osion kokovaikutus: Suurten paksujen valut viileämpi, Karkeampien helmi-/ferriittirakenteiden tuottaminen → Pienempi vetolujuus ja iskulujuus.

Kohonneet lämpötilan mekaaniset ominaisuudet

ASTM A216 WCB -hiiliterästä käytetään laajasti Keskikokoinen painesovellus, Mutta kuten kaikki hiiliteräkset, sen Mekaaninen lujuus vähenee lämpötilan noustessa.

4. Fyysinen & A216 WCB -hiiliteräksen lämpöominaisuudet

Mekaanisten ominaisuuksien lisäksi, se fysikaaliset ja lämpöominaisuudet ASTM A216 WCB Cast Steelillä on kriittinen rooli tekniikan suunnittelussa.

Nämä arvot määrittävät suorituskyvyn lämpötilan vaihtelut, lämpöjakso, ja painepalvelu, etenkin laipatuissa nivelissä, venttiilirungot, ja putkikomponentit.

Tyypilliset fysikaaliset ominaisuudet

Lämpöominaisuudet

5. A216 WCB -hiiliteräksen valuprosessit

ASTM A216 WCB komponentit tuotetaan yleisimmin valu, Seoksen erinomaisen keltaisuuden ja sen laajan käytön vuoksi venttiilit, laipat, pumppu, ja painilaitteet.

Valintamenetelmän valinta riippuu osien koko, monimutkaisuus, maksaa, ja vaadittu mittatarkkuus.

Hiekkavalu (Vihreä hiekka / Hartsia sitova hiekka)

• Käyttö: Hallitseva prosessi (>80% WCB -tuotanto). Sopiva jhk suuri, raskas, ja monimutkaiset osat kuten venttiilirungot, painopiste, ja laipat.
• Muovausmateriaalit:

• • Vihreä hiekka (savihallittu): Alhaiset kustannukset, korkea tuottavuus, Mutta alempi mittaus tarkkuus.
  • Hartsia sitova hiekka (furaani/fenoli): Parempaa vahvuutta, ulottuvuusohjaus, ja kriittisen venttiilirunkojen pintapinta.

• Kyky:

• • Painoalue: 10 kg >10 tonnia.
  • Ulottuvuustoleranssi: CT 9–11 (ISO 8062).
  • Pintapinta: RA 12,5-25 μm.

• Edut: Kustannustehokas suurille valuille; Mahtuu monimutkaisia ​​sisäisiä kohtia ytimillä.
• Rajoitukset: Tarvitaan korkeampi koneistuskorvaus (3–6 mm); alttiita pintavirheisiin (hiekan sisällyttäminen, karu).

Investointi (Kadonnut vahaprosessi)

• Käyttö: Soveltua jhk pienemmät tai keskisuuret komponentit jossa tarkkuus ja pinnan laatu ovat kriittisiä, ESIM., Venttiilien leikkausosat, pumppauspyörät, pienet varusteet.

  

• Prosessivirtaus: Vahakuvio → keraaminen kuoren rakennus → dewaxing → metalli kaatamalla → kuoren poisto.
• Kyky:

• • Painoalue: 50 G - 50 kg.
  • Ulottuvuustoleranssi: CT 5–7 (ISO 8062).
  • Pintapinta: RA 3,2-6,3 μm.

• Edut: Vähentää koneistusta, saavuttaa lähellä verkkoa, Erinomainen yksityiskohdat.
• Rajoitukset: Korkeammat kustannukset vs hiekkavalu, rajoitettu keskikokoisiin/pieniin osiin.

Kuoren muottivalu

• Käyttö: Keskikokoinen, kohtalaisen monimutkaiset WCB -valut. Usein käytetty vaihdelaitteet, pumppu, ja venttiilin piikki.
• Käsitellä: Lämpökovettumalla hartsilla päällystetty hieno hiekka on pudonnut lämmitettyyn metallikuvioon → muodostaa ohut, Vahva kuorimuotti → Useat kerrokset luovat muotin puolikkaat → kiinnitetty yhteen kaatamista varten.
• Kyky:

• • Ulottuvuustoleranssi: CT 6–8.
  • Pintapinta: RA 6,3-12,5 μm.

• Edut: Korkeampi tarkkuus kuin hiekanvalu, Vähemmän koneistus, hyvä toistettavuus.
• Rajoitukset: Korkeammat työkalukustannukset; Ei taloudellinen erittäin suurille valuille.

Keskipakovalu

• Käyttö: Lieriömäiset tai rengasmuotoiset WCB-komponentit, kuten putkiosat, hihat, ja venttiilin istuinrenkaat.
• Käsitellä: Sulaa teräs kaadetaan a pyörivä muotti, Keskipakovoima ajaa metallin muotin seinämään, tuottaa tiheä, vikavapaa rakenne.
• Kyky:

• • Seinämän paksuuden tasaisuus: erinomainen.
  • Vikavalvonta: minimaalinen huokoisuus tai kutistuminen.

• Edut: Korkea metallurginen eheys, hienorakeinen rakenne, Erinomainen painetta pidättäviin komponentteihin.
• Rajoitukset: Rajoitettu lieriömäisiin geometrioihin.

Vertaileva yhteenveto valuprosesseista

6. Lämmönkäsittely & A216 WCB -hiiliteräksen lämpökäsittely

Lämpökäsittelyllä on ratkaiseva merkitys mekaaniset ominaisuudet, sitkeys, ja ulottuvuuden vakaus A216 WCB Castings.

Lämpökäsittelyn tavoitteet

• Jalostaa mikrorakenne → Tasapainon ferriitti/helmi -suhde, liuottaa erottelut.
• Parantaa mekaanisia ominaisuuksia → Lisää sitkeyttä, parantaa taipuisuutta, vakauttaa vahvuus.
• Lievittää jäännösjännityksiä → Vähennä murtumisriskiä koneistuksen tai palvelun aikana.
• Parantaa hitsattavuutta → Winddin jälkeinen lämpökäsittely (PWHT) Palauttaa ulottuvuuden hitsatuissa liitoksissa.

Tyypilliset lämpökäsittelyprosessit

Normalisointi

• Käsitellä: Lämmitys jhk 900–950 ° C, ilmajäähdytys.
• Tarkoitus:

• • Pientää viljan kokoa.
  • Tuottaa tasaisen helmi/ferriittien mikrorakenteen.
  • Parantaa sitkeyttä ja konettavuutta.

• Soveltaminen: Venttien runkojen tavanomainen hoito, varusteet, ja painekomponentit.

Hehkutus

• Käsitellä: Lämmitys jhk 850–900 ° C, Hidas uunin jäähdytys.
• Tarkoitus:

• • Vähentää kovuutta ja jäännösjännityksiä.
  • Parantaa konettavuutta (Hyödyllinen monimutkaisissa tai voimakkaasti koneistettuissa valuissa).

• Soveltaminen: Vähemmän yleinen kuin normalisointi; sovelletaan silloin, kun vaaditaan maksimaalinen taipuisuus.

Stressin lievittäminen

• Käsitellä: Lämmitys jhk 580–620 ° C, pitäminen 1–2 tuntia, Hidas jäähdytys uunissa.
• Tarkoitus:

• • Vähentää valun tai hitsauksen jäännösjännityksiä.
  • Estää vääristymiä koneistuksen aikana.

• Soveltaminen: Suuret venttiilin valut ja hitsatut korjaukset.

Sammutus & Karkaisu (Valinnainen)

• Käsitellä:

• • Austenitoiva 880–920 ° C, jota seuraa vesi/öljyn sammutus.
  • Karkaisu 600–700 ° C.

• Tarkoitus:

• • Lisää voimaa ja kovuutta.
  • Tarjoaa parannettua kulutuskestävyyttä tietyille sovelluksille (Vaikka WCB: lle on vähemmän yleistä verrattuna seosteräksille).

Vaikutus mekaanisiin ominaisuuksiin

7. Koneistus, Hitsaus & Valmistus

Konettavuus:

• WCB on suhteellisen konettavissa verrattuna pienen seosan teräsiin. Käytä karbide -työkaluja kohtalaisella nopeudella; Raskaat keskeytetyt leikkaukset hyötyvät jäykistä asennuksista.
  Tyypilliset kääntymisnopeudet riippuvat työkaluista ja osiosta: ESIM., ~ 100–250 m/min karbidin inserteillä (vaihtelee poikkileikkauksen ja jäähdytysnesteen mukaan).

Hitsausohjeet:

• Lämmitä/lämmitä: Suositellaan vedyn halkeamisen välttämiseksi ja jäähdytysnopeuden hallitsemiseksi; Tyypillinen esilämmitys 100–250 ° C paksuudesta riippuen.
• Täyttömetallit: Käytä vastaavia tai sopivia vähähenkeistä terästarvikkeita (ESIM., ER70 -sarja tai määritelty luokka projektia kohden).
• Hitsin jälkeinen lämpökäsittely (PWHT): Käytetään koodin mukaisesti tai jäännösjännityksen vähentämiseksi (Tyypillinen PWHT 550–650 ° C valuraisille hiiliteräksille; Seuraa hitsausmenettelyä ja koodia).
• Korjaushitsaus: hyväksyttävä pätevien menettelyjen ja sitä seuraavien NDT/tarkastusten kanssa.

8. Korroosio, Pintasuojaus & Pinnoitteet

Korroosiokäyttäytyminen:

• WCB on perushiiliteräs - taipuvainen yleiseen korroosioon märissä ympäristöissä, pistäminen pysähtyneisiin kloridirikkaisiin vesiin, ja galvaaninen hyökkäys kytkettynä enemmän jalometalleja.
  Se toimii riittävästi vedessä, öljy, ja ei-aggressiiviset kemialliset palvelut suojattuna.

Suojelustrategiat:

• Ulkoiset pinnoitteet: epoksi, fuusio-sidottu epoksi, polyuretaani, tai bitumimaalit ilmakehän suojaamiseksi.
• Galvanoiva: Mahdollinen joillekin varusteille, mutta rajoitettu paineosille, joilla on koneistettuja kasvoja.
• Sisäiset vuoraukset: kumi, Ptfe, lasiviiva tai epoksivuori aggressiivisille nesteille (yleinen syövyttävien palveluiden venttiileille).
• Katodinen suoja: toteutettavissa haudatuille tai upotetuille rakenteille, Mutta harkitse, kun metalleja on olemassa.

9. Tuhoamaton testaus & Laadunvalvonta

Yleinen NDT WCB -valinnoille:

• Visuaalinen tarkastus (VT): Ensimmäisen linjan pintavirheet.
• Radiografinen testaus (Rt): sisäisen huokoisuuden havaitsemiseksi, kutistuminen. Usein vaaditaan painetta pidättäviä valuja.
• Ultraäänitestaus (Ut): Tehokas tasomaisten vikojen ja tilavuusarvioinnin suhteen paksuissa osissa.
• Magneettihiukkas (Mt) & Nestemäinen tunkeutuva (Pt): pinnan rikkovat epäjatkuvuudet.
• Kovuus & Vetokokeet: per ASTM/ASME -näytteenottosuunnitelmat. Iskutestaus (Karppy) voidaan tarvita tietyille palveluille (erityisesti matalan lämpötilan palvelu).

10. A216 WCB -hiiliteräksen sovellukset

A216 GR WCB -hiiliteräs on yksi niistä yleisimmin käytettyjä valettuja teräksiä painevälineissä ja virtauksen hallintateollisuudessa.

Venttiiliteollisuus

• Tuotteet: Porttiventtiilit, maapalloventtiilit, palloventtiilit, takaiskuventtiilit, ja perhonen venttiilirungot.
• Huolto -olosuhteet:

• • Lämpötila: -29° C - 427 ° C (per ASTM/ASME).
  • Paine: asti Luokka 150–2500 Seinämän paksuudesta riippuen.

• Tapausesimerkki: API 600 Jalostamopalvelun porttiventtiilit Määritä usein A216 WCB hiiliteräsvaihtoehtoihin.

Putkisto & Laipat

• Tuotteet: Kyynärpäät, tees, vähentyneet, sokeat laipat, hitsauslaipat.

Pumput & Kompressorit

• Tuotteet: Pumppu, juoksupyöräilijä (Matala seospäällikkö, jota joskus vaaditaan), kompressorikotelot.
• Esimerkki: Kattilan syöttövesipumput voimalaitoksissa käytetään yleensä WCB.

Paineastiat & Prosessin laitteet

• Tuotteet: Reaktorisuonet, painosuodattimet, erottimet, höyryrummut (komponentit, Ei kokonaisia ​​aluksia).

Energia & Öljy-/kaasuinfrastruktuuri

• Putkilinjan venttiilit: API 6D -palloventtiilit, sikaventtiilit.
• Jalostamopalvelu: Katalyyttinen halkeiluyksikköventtiilit, tislausjunakomponentit.
• Voimalaitokset: Höyryn eristysventtiilit, pumppukotelot, rikastusyksikön valut.
• Suorituskyvyn tarve: Sitkeys Subzero -käynnistyksessä (-29° C) ja lujuus syklisten lämpökuormien alla.

Teollisuuden koneet & Yleinen tekniikka

• Sovellukset: Raskaat varusteet, vaihdelaitteet, kytkimet, tuet.

Palvelun rajoitukset (Milloin WCB: tä ei käytetä)

• Syövyttävä media: Ei sovellu aggressiiviseen kloridiin, hapan, tai meriveden altistuminen (Käytä sen sijaan ruostumatonta CF8M: ää).
• Korkeat lämpötilat (>427° C): Vaatii seoksen valetut teräkset, kuten ASTM A217 WC6, WC9 ryömintävastus.
• Kryogeeniset sovellukset (< -46° C): WCB menettää sitkeyden; matalan lämpötilan arvosanat (ESIM., LCB, LCC) vaaditaan.

11. Vertailu vaihtoehtoihin

12. Johtopäätös

A216-luokan WCB-hiiliteräs on teollisuuspainetta sisältävien järjestelmien selkäranka-sen kustannustehokkuus, hitsaus, ja tasapainotetut ominaisuudet tekevät siitä korvaamattoman ei-korroosien suhteen, kohtalainen lämpötilasovellus.

Öljynjalostamoista voimalaitoksiin, Se mahdollistaa turvallisen, Komponenttien luotettava toiminta, jotka ovat liian suuria tai monimutkaisia ​​tuottaaksesi takorvauksen kautta.

Faqit

Q1: Voiko A216 WCB hitsata?

Eräs: Kyllä - A216 WCB on suunniteltu hitsattavuudelle. Käytä E7018 Low-vetyelektrodeja paksuihin leikkeisiin (>25 mm) Kylmän halkeilun estämiseksi; ohuista osista ei tarvita esilämmitystä (<25 mm).

Päällä olevan stressin lievittäminen (595–650 ° C) suositellaan hitsatuille paineastioille.

Q2: Onko A216 WCB sopiva hapan palveluun (H₂s)?

Eräs: EI-A216 WCB on alttiita vedyn aiheuttamalle halkeamiselle (Hic) H₂s -ympäristöissä.

Hapan palvelua varten (≥50 ppm H₂s), Käytä A350 LF2 (vähäinen seos) tai A217 WC9 (kromi-molybdeeniteräs) NACE MR0175: n mukainen.

Q3: Mikä on maksimilämpötila, jonka A216 WCB pystyy käsittelemään?

Eräs: ASTM A216 rajoittaa A216 WCB - 427 ° C. Tämän lämpötilan yläpuolella, Creep -muodonmuutos kiihtyy (0.1% - 1000 Tuntia 450 ° C: ssa), Paineastian vajaatoiminnan riski.

Puolesta >427° C Palvelu, Käytä A217 WC9: tä (593° C Max) tai 316L (870° C Max).

Q4: Kuinka kauan A216 WCB viimeksi makean veden palvelussa?

Eräs: Epoksipinnoitteella, A216 WCB: n käyttöikä on 15–20 vuotta makeassa vedessä (korroosionopeus 0,01–0,05 mm/vuosi). Päällystämätön, Se kestää 5–8 vuotta (korroosionopeus 0,1–0,3 mm/vuosi).

Q5: Mikä on ero A216 WCB: n ja A516 GR: n välillä 70?

Eräs: A216 WCB on a valu (monimutkaisissa muodoissa, kuten venttiilirungot), kun taas a516 gr 70 on taoridut teräs (hitsatuissa painealuksissa käytettäville litteille levyille).

Molemmilla on samanlainen vetolujuus, Mutta a516 gr 70 on parempi matalan lämpötilan sitkeys (-46° C vs. -29° C WCB: lle).