A216 WCB ugljični čelik: Ventili, Prirubnice, Tlačna oprema

Uvod

ASTM A216 / ASME SA-216- Stupanj WCB -Je li standardna oznaka od lijevanog ugljičnog čelika koja se obično koristi u primjenama za temperaturu pod tlakom.

Povijesno usvojeno preko petrokemijskih, stvaranje energije, vodovod i opći industrijski sektor, WCB odljevi pojavljuju se u vratima, globus, Provjerite i ventile za kuglice, cijevi, Tijela pumpe i tlačne posude.

Kombinira niske troškove materijala, Dobra odljenost i obradivost, i prihvatljive mehaničke performanse u prozoru široke temperature, Što ga čini standardni izbor gdje korozivni napad i ekstremne temperature nisu primarni pokretači.

1. Što je A216 WCB ugljični čelik?

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 ocjena WCB) je opća namjena bacanje ugljični čelik Navedeno za odljeve koji se odnose na pritisak kao što su tijela ventila, Kućiva pumpe, prirubnice i komponente plovila.

Formulirana je kao zavariva, Čelik "s niskim udjelom ugljika" (0.25–0,35% C) namijenjen ponudi pragmatičnog bilanca troškova, odljenost, obradivost, žilavost i snaga za uslugu u ambijentalnim i umjerenim povišenim temperaturama.

Tipične smjernice za usluge postavljaju WCB u rasponu –29 ° C do ~ 427 ° C, Iako točna dopuštena radna temperatura ovisi o dizajnerskom kodu, Debljina presjeka i potrebna mehanička/udarna svojstva.

Raspad razreda (Što znači "WCB")

ASTM A216 koristi kompaktne kodove slova za opisivanje predviđenih usluga i relativnih svojstava:

• W - zavariva se: Kontrolirana je kemija i praksa taljenja kako bi se smanjili problemi s zavarivanjem (Sklonost pucanja vodika i umjerena otvrdnjava).
• C - Ugljični čelik: nije namjerno legirana ocjena (Nema namjernog visokog Cr, NI Dodaci kao u listićima od nehrđajućih/legura).
• B - razred B: ravnoteža čvrstoće/duktilnosti srednjeg raspona unutar obitelji A216. (Ostale ocjene A216: WCA = Ugljični stupanj niže čvrstoće; WCC = stupanj višeg ugljika/veće snage.)

2. Tipična kemija ASTM A216 WCB CARBOL KELI

3. Mehanička svojstva A216 WCB ugljičnog čelika

Izvedba ASTM A216 WCB od lijevanog ugljičnog čelika u službi ovisi o njegovom mehanička svojstva, koje kontrolira kemija, Veličina presjeka, Kvaliteta lijevanja, i toplinska obrada.

Tipična mehanička svojstva sobne temperature

(Kako je odredio ASTM A216 / ASME SA-216, s tipičnim podacima ljevaonice)

Učinak veličine presjeka: Odljevi velike debljine cool se sporije, Proizvodnja grubih biserskih/feritnih struktura → niža čvrstoća zatezanja i žilavost utjecaja.

Mehanička svojstva povišene temperature

ASTM A216 WCB ugljični čelik se široko koristi u Primjene tlaka srednje temperature, Ali kao i svi ugljični čelici, njegov mehanička čvrstoća smanjuje se kako temperatura raste.

4. Fizički & Termička svojstva A216 WCB ugljičnog čelika

Pored svojih mehaničkih svojstava, a Fizička i toplinska svojstva od ASTM A216 WCB Cast Steel igra kritičnu ulogu u inženjerskom dizajnu.

Te vrijednosti određuju performanse pod temperaturne varijacije, toplinski biciklizam, i pod pritiskom, posebno kod prirubnih zglobova, tijela ventila, i komponente cjevovoda.

Tipična fizička svojstva

Toplinska svojstva

5. Procesi lijevanja A216 WCB ugljični čelik

ASTM A216 WCB komponente najčešće proizvode lijevanje, Zbog izvrsne castibilnosti legure i njegove široke uporabe u ventili, prirubnice, pumpa, i pritiska.

Izbor metode lijevanja ovisi o veličina dijela, složenost, koštati, i potrebna dimenzijska točnost.

Lijevanje pijeska (Zeleni pijesak / Pijesak povezan s smolom)

• Uporaba: Dominantan proces (>80% proizvodnje WCB -a). Pogodno za velik, težak, i složeni dijelovi poput tijela ventila, kućišta pod pritiskom, i prirubnice.
• Materijali za kalupe:

• • Zeleni pijesak (gline): Nisko trošak, visoka produktivnost, Ali preciznost niže dimenzije.
  • Pijesak povezan s smolom (furan/fenolni): Bolja snaga, dimenzionalna kontrola, i površinski završetak za kritična tijela ventila.

• Sposobnosti:

• • Raspon težine: 10 kg do >10 tona.
  • Dimenzijska tolerancija: CT 9–11 (ISO 8062).
  • Površinski završetak: RA 12,5-25 µm.

• Prednosti: Ekonomično za velike odljeve; Primjenjuje zamršene unutarnje odlomke s jezgrama.
• Ograničenja: Potreban je viši dodatak za obradu (3–6 mm); skloni površinskim oštećenjima (Uključivanje pijeska, hrapavost).

Investicijski lijev (Proces izgubljenog voska)

• Uporaba: Prijavio se za manje ili srednje komponente gdje Preciznost i kvaliteta površine su kritični, Npr., Dijelovi obloga ventila, pumpa za pumpanje, Mali okovi.

  

• Protok procesa: Uzorak voska → Izgradnja keramičke školjke → Dewaxing → Ulijevanje metala → Uklanjanje školjke.
• Sposobnosti:

• • Raspon težine: 50 g - 50 kg.
  • Dimenzijska tolerancija: CT 5–7 (ISO 8062).
  • Površinski završetak: RA 3,2-6,3 µm.

• Prednosti: Smanjuje obradu, postiže blizu mreže, Izvrsna detaljna reprodukcija.
• Ograničenja: Veći troškovi u odnosu na lijevanje pijeska, Ograničeno na srednje/male dijelove.

Lijevanje kalupa

• Uporaba: Srednje veličine, Umjereno složeni WCB odljevi. Često se koristi za Kućišta zupčanika, pumpa, i ventil yokes.
• Proces: Fini pijesak obložen termoosetirajućom smolom spušta se na grijani metalni uzorak → tvori tanku, Snažni kalup školjke → Višestruki slojevi stvaraju polovice kalupa → stegnute zajedno za izlijevanje.
• Sposobnosti:

• • Dimenzijska tolerancija: CT 6–8.
  • Površinski završetak: RA 6,3-12,5 µm.

• Prednosti: Veća preciznost od lijevanja pijeska, Manje obrade, Dobra ponovljivost.
• Ograničenja: Veći trošak alata; Nije ekonomično za vrlo velike odljeve.

Centrifugalno lijevanje

• Uporaba: Cilindrične ili WCB komponente u obliku prstena, takav dijelovi cijevi, rukavi, i prstenovi sjedala ventila.
• Proces: Rastopljeni čelik izliven u a rotirajući kalup, centrifugalna sila vozi metal do zida kalupa, proizvodeći gustu, Struktura bez oštećenja.
• Sposobnosti:

• • Ujednačenost debljine zida: izvrstan.
  • Kontrola oštećenja: minimalna poroznost ili skupljanje.

• Prednosti: Visoki metalurški integritet, Fine zrna, Izvrsno za komponente za zadržavanje pod pritiskom.
• Ograničenja: Ograničeno na cilindrične geometrije.

Usporedni sažetak procesa lijevanja

6. Toplotna obrada & Toplinska obrada A216 WCB ugljičnog čelika

Toplinska obrada igra ključnu ulogu u kontroli mehanička svojstva, žilavost, i dimenzijska stabilnost od A216 WCB odljeva.

Ciljevi toplinske obrade

• Pročistiti mikrostrukturu → Omjer ravnoteže ferita/bisera, otopi segregacije.
• Poboljšajte mehanička svojstva → Povećajte žilavost, Poboljšajte duktilnost, stabilizirati čvrstoću.
• Ublažiti zaostale napone → Smanjite rizik od pucanja tijekom obrade ili usluge.
• Poboljšati zavarivost → Poslijedipska toplinska obrada (Pwht) obnavlja duktilnost u zavarenim spojevima.

Tipični procesi toplinske obrade

Normaliziranje

• Proces: Grijanje na 900–950 ° C, zračno hlađenje.
• Svrha:

• • Usavršava veličinu zrna.
  • Proizvodi ujednačenu mikrostrukturu bisera/ferita.
  • Poboljšava žilavost i obradivost.

• Prijava: Standardni tretman za tijela ventila, fiting, i komponente pritiska.

Žalost

• Proces: Grijanje na 850–900 ° C, Hlađenje s sporom peći.
• Svrha:

• • Smanjuje tvrdoću i zaostale napone.
  • Poboljšava obradivost (korisno za složene ili snažno obrađene odljeve).

• Prijava: Manje uobičajeno od normalizacije; Primjenjuje se tamo gdje je potrebna maksimalna duktilnost.

Ublažavanje stresa

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

• • Smanjuje zaostale napone od lijevanja ili zavarivanja.
  • Sprječava izobličenje tijekom obrade.

• Prijava: Veliki odljevi ventila i zavareni popravci.

Gašenje & Odmrzavanje (Neobavezan)

• Proces:

• • Austenitiziranje na 880–920 ° C, nakon čega slijedi voda/ulje.
  • Temperiranje na 600–700 ° C.

• Svrha:

• • Povećava snagu i tvrdoću.
  • Pruža poboljšanu otpornost na habanje za određene primjene (Iako je manje uobičajeno za WCB u usporedbi s legurama).

Utjecaj na mehanička svojstva

7. Obrada, Zavarivanje & Izrada

Obradivost:

• WCB je relativno uvjerljiv u usporedbi s niskim legurama. Koristite alat za karbid pri umjerenim brzinama; Teški prekinuti rezovi imaju koristi od krutih postavki.
  Tipične brzine okretanja ovise o alatu i odjeljku: Npr., ~ 100–250 m/min s umetcima od karbida (varira od presjeka i rashladne tekućine).

Smjernica za zavarivanje:

• Zagrijte/međusobno: preporučuje se izbjegavanju pucanja vodika i kontrole brzine hlađenja; tipično predgrijavanje 100–250 ° C, ovisno o debljini.
• Metali za punjenje: Koristite podudaranje ili odgovarajuće potrošne materijale niskog nivoa (Npr., ER70 serija ili navedena klasa po projektu).
• Poslije toplinske obrade (Pwht): koristi se ako to zahtijeva kod ili za smanjenje zaostalog stresa (Tipični PWHT 550–650 ° C za lijevane ugljikove čelika; Slijedite postupak zavarivanja i kod).
• Popraviti zavarivanje: prihvatljivo s kvalificiranim postupcima i naknadnim NDT/inspekcijom.

8. Korozija, Zaštita od površine & Premaz

Ponašanje korozije:

• WCB je osnovni ugljični čelik - sklon općoj koroziji u vlažnim okruženjima, Pitting u stajaće voda bogate kloridom, i galvanski napad kada je spojen s plemenitijim metalima.
  Djeluje na odgovarajući način u vodi, ulje, i neagresivne kemijske usluge kada su zaštićene.

Strategije zaštite:

• Vanjski premazi: epoksidan, epoksidan, poliuretan, ili bituminozne boje za atmosfersku zaštitu.
• Galvanizirajući: moguće za neke okove, ali ograničeno za dijelove tlaka s obrađenim licima.
• Unutarnje obloge: guma, PTFE, Staklo ili epoksidne obloge za agresivne tekućine (uobičajeno za ventile u korozivnim uslugama).
• Katodna zaštita: izvedivo na zakopanim ili potopljenim strukturama, Ali razmislite kada postoje povezani metali.

9. Nerazorna ispitivanja & Kontrola kvalitete

Uobičajeni NDT za WCB odljeve:

• Vizualni pregled (Vt): Provjera prve linije postoje li površinske nedostatke.
• Radiografsko testiranje (Rt): za otkrivanje unutarnje poroznosti, skupljanje. Često je potrebno za odljeve za zadržavanje pod pritiskom.
• Ultrazvučno testiranje (UT): Učinkovito za ravninske nedostatke i volumetrijsku procjenu u debelim dijelovima.
• Magnetska čestica (Planinar) & Tekući penetrant (PT): Površinski prekid diskontinuiteta.
• Tvrdoća & Testovi zatezanja: po planovima uzorkovanja ASTM/ASME. Testiranje utjecaja (Charpy) može biti potreban za navedene usluge (posebno niskotemperaturna usluga).

10. Primjene A216 WCB ugljičnog čelika

A216 Gr WCB Carbon Steel jedan je od najčešće korišteni lijevani čelici U tlačnoj opremi i industriji kontrole protoka.

Industrija ventila

• Proizvodi: Ventili za vrata, ventili na globusu, kuglice, Provjerite ventile, i tijela ventila leptira.
• Uvjeti usluge:

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

• Primjer slučaja: Apikat 600 Ventili za vrata za rafinerijsku službu često određuju A216 WCB za mogućnosti ugljičnog čelika.

Cijevi za cijevi & Prirubnice

• Proizvodi: Laktovi, majice, reduktori, slijepe prirubnice, prirubnice za zavarivanje.

Pumpe & Kompresori

• Proizvodi: Pumpa, ronilaca (Ponekad je potrebno prekrivanje niske legure), Kućišta kompresora.
• Primjer: Crpke za vodu u kotlu u elektranama obično koriste WCB kućišta s unutarnjim premazima za otpornost na eroziju.

Plovila za pritisak & Procesna oprema

• Proizvodi: Žile za reaktor, Filteri pod pritiskom, separatori, parni bubnjevi (komponente, ne cijela plovila).

Energija & Naftna/plinska infrastruktura

• Ventili za cjevovoda: API 6d kuglični ventili, ventili za pigle.
• Rafinerija usluga: Ventili za katalitičku jedinicu za pucanje, Distilacijske komponente vlaka.
• Elektrane: Ventili za izolaciju pare, Kućiva pumpe, odbacivanje jedinice za desulfurizaciju.
• Performanse: Žilavost u pokretanju subzero (-29° C) i čvrstoću pod cikličkim toplinskim opterećenjima.

Industrijski strojevi & Opći inženjering

• Prijave: Kućišta teške opreme, oprema za zupčanike, spojnice, nosači.

Ograničenja usluge (Kada ne koristiti WCB)

• Korozivni mediji: Nije prikladan za agresivni klorid, kiselina, ili izloženost morskoj vodi (umjesto toga koristite nehrđajući CF8m).
• Visoke temperature (>427° C): Zahtijeva legure lijevanih čelika poput ASTM A217 WC6, WC9 za otpornost na puzanje.
• Kriogene primjene (< -46° C): WCB gubi žilavost; Ocjene niske temperature (Npr., LCB, LCC) su potrebni.

11. Usporedba s alternativama

12. Zaključak

A216 stupanj WCB Carbon Steel je okosnica sustava koji sadrže industrijski tlak-to je isplativost, zavarivost, i uravnotežena svojstva čine ga nezamjenjivim za nekorozivno, Prijave s umjerenom temperaturom.

Od rafinerija nafte do elektrana, Omogućuje sigurno, Pouzdan rad komponenti koje su prevelike ili složene za proizvodnju kroz kovane procese.

Česta pitanja

Q1: Može li se A216 WCB zavariti?

A: Da - 216 WCB je dizajniran za zavarivost. Koristite E7018 niskohidrogene elektrode za debele presjeke (>25 mm) kako bi se spriječilo hladno pucanje; Za tanke dijelove nije potrebno predgrijavanje (<25 mm).

Ublažavanje stresa nakon najave (595–650 ° C) preporučuje se za zavarene posude za tlake.

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

A: Ne-A216 WCB je osjetljiv na pucanje uzrokovano vodikom (Hic) U H₂S okruženjima.

Za kiselu uslugu (≥50 ppm h₂s), Koristite A350 LF2 (nizak) ili A217 WC9 (čelik od kroma-molibdena) u skladu s NACE MR0175.

Q3: Koji je maksimalna temperatura A216 WCB može podnijeti?

A: ASTM A216 Ograniči A216 WCB na 427 ° C. Iznad ove temperature, deformacija puzanja ubrzava (0.1% po 1000 sati na 450 ° C), RISKING THE TREBA KUPA.

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

Q4: Koliko dugo A216 WCB traje u Sweetwater Services?

A: S epoksidnim premazom, A216 WCB ima radni vijek od 15 do 20 godina u slatkoj vodi (Stopa korozije 0,01–0,05 mm/godišnje). Bez približavanja, traje 5–8 godina (Stopa korozije 0,1–0,3 mm/godišnje).

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

A: A216 WCB je lijevanje (za složene oblike poput tijela ventila), Dok A516 GR 70 je kovani čelik (za ravne ploče koje se koriste u zavarenim tlačnim posudama).

Oboje imaju sličnu vlačnu čvrstoću, Ali A516 Gr 70 ima bolju žilavost niske temperature (-46° C vs. -29° C za WCB).