A216 WCB szénacél: Szelepek, Karimák, Nyomóberendezés

Bevezetés

ASTM A216 / ASME SA-216- WCB fokozat -A standard öntött szénacél megnevezés, amelyet általában a nyomás-hőmérsékleti alkalmazásokban használnak.

Történelmileg a petrolkémiai egész területen elfogadott, energiatermelés, vízművek és általános ipari ágazatok, A WCB öntvények a kapuban jelennek meg, földgolyó, Ellenőrizze és gömbszelepek, csőszerelvények, szivattyútestek és nyomás edények.

Egyesíti az alacsony anyagköltséget, Jó öntözhetőség és megmunkálhatóság, és elfogadható mechanikai teljesítmény egy széles hőmérsékleti ablakon keresztül, Ami ezt a szokásos választást teszi, ahol a korrozív támadás és a szélsőséges hőmérséklet nem elsődleges hajtóerők.

1. Mi az A216 WCB szénacél?

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 fokozatú WCB) általános cél öntvény szénacél Megjelenik a nyomás-visszaszorító öntvényekhez, például a szeleptestekhez, szivattyúház, karimák és edények alkatrészei.

Hegeszthetőnek nevezik, „Alacsony széntartalmú” acél (0.25–0,35% C) arra törekszik, hogy a költségek pragmatikus egyenlegét kínálja, önthetőség, megmunkálhatóság, Szilárdság és erősség a környezeti és mérsékelt megnövekedett hőmérsékleten történő kiszolgáláshoz.

A tipikus szolgáltatási útmutatás a WCB -t a tartományba helyezi –29 ° C - ~ 427 ° C, Bár a pontos megengedhető munkahőmérséklet a tervezési kódtól függ, szakasz vastagsága és a szükséges mechanikai/ütési tulajdonságok.

Fokozatú bontás (Mit jelent a „WCB”)

Az ASTM A216 kompakt betűkódokat használ a tervezett szolgáltatás és a relatív tulajdonságok leírására:

• W - hegeszthető: A kémiát és az olvadási gyakorlatot a hegeszthetőség problémáinak csökkentése érdekében szabályozzák (Alacsony hidrogén repedési hajlam és mérsékelt keményíthetőség).
• C - Szén acél: nem szándékosan ötvözött fokozat (Nincs szándékos magas CR, Ni kiegészítések, mint a rozsdamentes/ötvözött acéloknál).
• B - B fokozat: középkategóriás erő/rugalmasság egyensúlya az A216 családon belül. (Egyéb A216 osztályok: WCA = alacsonyabb szilárdságú szén-fokozat; WCC = magasabb széntartalmú/magasabb szilárdsági fokozat.)

2. Az ASTM A216 WCB szénacél tipikus kémiája

3. A216 WCB szénacél mechanikai tulajdonságai

A ASTM A216 WCB A szolgálatban lévő öntött szénacél attól függ mechanikai tulajdonságok, amelyeket a kémia vezérel, szakaszméret, öntési minőség, és hőkezelés.

Tipikus szobahőmérsékleti mechanikai tulajdonságok

(Az ASTM A216 által meghatározottak szerint / ASME SA-216, A tipikus öntödei adatokkal)

Szakasz mérethatás: Nagy vastagságú öntvények hűvösebben lassabban, durvabb gyöngy/ferrit szerkezetek előállítása → Alsó szakítószilárdság és ütési szilárdság.

Megemelkedett hőmérsékleti mechanikai tulajdonságok

ASTM A216 WCB szénacél széles körben használják közepes hőmérsékleti nyomás alkalmazások, De mint minden szén acél, az A mechanikai szilárdság csökken a hőmérséklet emelkedésével.

4. Fizikai & A216 WCB szénacél termikus tulajdonságai

Mechanikai tulajdonságain kívül, a fizikai és hőkezelő tulajdonságok Az ASTM A216 WCB Cast Steel kritikus szerepet játszik a mérnöki tervezésben.

Ezek az értékek meghatározzák a teljesítményt hőmérsékleti variációk, termikus kerékpározás, és nyomásszolgáltatás, különösen karimás ízületekben, szeleptestek, és a csövek alkatrészei.

Tipikus fizikai tulajdonságok

Termikus tulajdonságok

5. A216 WCB szénacél öntési folyamata

ASTM A216 WCB az alkatrészeket leggyakrabban előállítják öntvény, Az ötvözet kiváló önthetősége és széles körű felhasználása miatt szelepek, karimák, szivattyú burkolatok, és nyomóberendezés.

A casting módszer megválasztása függ részméret, bonyolultság, költség, és a szükséges dimenziós pontosság.

Homoköntés (Zöld homok / Gyantával kötött homok)

• Használat: Uralkodó folyamat (>80% a WCB -termelés). Alkalmas nagy, nehéz, és összetett alkatrészek mint például a szeleptestek, nyomóházak, és karimák.
• Öntőanyagok:

• • Zöld homok (agyagra kötött): Olcsó költség, nagy termelékenység, de alacsonyabb dimenziós pontosság.
  • Gyantával kötött homok (furán/fenolos): Jobb erő, dimenziós vezérlés, és a kritikus szeleptestek felületének felülete.

• Képességek:

• • Súlytartomány: 10 kg >10 tonna.
  • Méreti tolerancia: CT 9–11 (ISO 8062).
  • Felszíni befejezés: RA 12,5-25 μm.

• Előnyök: Költséghatékony a nagy öntvényekhez; Bonyolult belső részeket tartalmaz magokkal.
• Korlátozások: Magasabb megmunkálási támogatásra van szükség (3–6 mm); hajlamos a felszíni hibákra (homok beillesztés, érdesség).

Befektetési öntés (Elveszett viasz folyamat)

• Használat: Jelentkezett kisebb vagy közepes méretű alkatrészek ahol pontosság és felületi minőség kritikusak, PÉLDÁUL., szelepritű alkatrészek, szivattyúkérdők, kis szerelvények.

  

• Folyamatáramlás: Viaszmintázat → kerámia héjépítés → Deaszaxing → fém öntés → héj eltávolítás.
• Képességek:

• • Súlytartomány: 50 G - 50 kg.
  • Méreti tolerancia: CT 5–7 (ISO 8062).
  • Felszíni befejezés: RA 3,2-6,3 μm.

• Előnyök: Csökkenti a megmunkálást, A háló közelében eléri a hálóját, Kiváló részletek reprodukciója.
• Korlátozások: Magasabb költségek vs homoköntés, Közepes/kis alkatrészekre korlátozva.

Héjas penészöntés

• Használat: Közepes méretű, mérsékelten összetett WCB öntvények. Gyakran használják fogaskerékházak, szivattyú burkolatok, és a szelep jokok.
• Folyamat: A hőre keményedő gyantával bevont finom homokot egy fűtött fémmintázatra dobják → vékony formák, Erős héj penész → Több réteg létrehozza a penészét → Összeszorítva a öntéshez.
• Képességek:

• • Méreti tolerancia: CT 6–8.
  • Felszíni befejezés: RA 6.3-12,5 μm.

• Előnyök: Nagyobb pontosság, mint a homoköntésnél, kevesebb megmunkálás, Jó megismételhetőség.
• Korlátozások: Magasabb szerszámköltség; nem gazdaságos a nagyon nagy öntvényeknél.

Centrifugális casting

• Használat: Hengeres vagy gyűrűs alakú WCB komponensek, mint például csőszakaszok, ujjú, és a szelep ülés gyűrűi.
• Folyamat: Olvadt acél öntött a forgó öntőform, centrifugális erő hajtja a fémet a penész falához, sűrű előállítása, hibamentes felépítés.
• Képességek:

• • Falvastagság egységesség: kiváló.
  • Hibaszabályozás: minimális porozitás vagy zsugorodás.

• Előnyök: Magas kohászati ​​integritás, finom gabonaszerkezet, Kiváló a nyomás-visszafektető alkatrészekhez.
• Korlátozások: A hengeres geometriákra korlátozva.

A casting folyamatok összehasonlító összefoglalása

6. Hőkezelés & A216 WCB szénacél termikus feldolgozása

A hőkezelés döntő szerepet játszik a mechanikai tulajdonságok, szívósság, és a mérési stabilitás A216 WCB öntvényekből.

A hőkezelés célkitűzései

• Finomítsa a mikroszerkezetet → A ferrit/gyöngy arány egyensúlya, oldja fel a szegregációkat.
• Fokozza a mechanikai tulajdonságokat → Növelje a keménységet, Javítsa a rugalmasságot, stabilizálja az erőt.
• Enyhítse a maradék feszültségeket → A megmunkálás vagy a szolgáltatás során történő repedés kockázatának csökkentése.
• Javítsa a hegeszthetőséget → A hegeszt utáni hőkezelés (PWHT) Visszaállítja a hegesztett ízületek rugalmasságát.

Tipikus hőkezelési folyamatok

Normalizálás

• Folyamat: Fűtés 900–950 ° C, léghűtés.
• Cél:

• • Finomítja a gabona méretét.
  • Egyenletes gyöngy/ferrit mikroszerkezetet eredményez.
  • Javítja a keménységet és a megmunkálhatóságot.

• Alkalmazás: A szeleptestek standard kezelése, szerelvények, és nyomáskomponensek.

Lágyítás

• Folyamat: Fűtés 850–900 ° C, lassú kemence hűtés.
• Cél:

• • Csökkenti a keménységet és a maradék feszültségeket.
  • Javítja a megmunkálhatóságot (Hasznos komplex vagy erősen megmunkált öntvényekhez).

• Alkalmazás: Ritkábban gyakori, mint a normalizálás; akkor alkalmazzák, ha maximális rugalmasság szükséges.

Stressz enyhítő

• Folyamat: Fűtés 580–620 ° C, 1–2 órán át tartva, Lassú hűtés a kemencében.
• Cél:

• • Csökkenti az öntözés vagy a hegesztés maradék feszültségeit.
  • Megakadályozza a torzítást a megmunkálás során.

• Alkalmazás: Nagy szelep öntvények és hegesztett javítások.

Eloltás & Edzés (Választható)

• Folyamat:

• • Austenitizálás 880–920 ° C, ezt követi a víz/olaj oltás.
  • Edzés 600–700 ° C.

• Cél:

• • Növeli az erőt és a keménységet.
  • Javított kopási ellenállást biztosít az egyes alkalmazásokhoz (bár kevésbé gyakori a WCB -nél az ötvözött acélokhoz képest).

Befolyásolja a mechanikai tulajdonságokat

7. Megmunkálás, Hegesztés & Gyártás

Megmunkálhatóság:

• A WCB viszonylag megmunkálható az alacsony ötvözött acélokhoz képest. Használjon karbid szerszámokat mérsékelt sebességgel; A nehéz megszakított vágások a merev beállításokból részesülnek.
  A tipikus fordulási sebesség a szerszámtól és a szakasztól függ: PÉLDÁUL., ~ 100–250 m/perc karbid betétekkel (keresztmetszetenként és hűtőfolyadékonként változik).

Hegesztési útmutatás:

• Előmelegítés/interlya: A javasolt a hidrogén -repedés elkerülése és a hűtési sebesség szabályozása érdekében; tipikus előmelegítés 100–250 ° C, vastagságtól függően.
• Töltőfémek: Használjon megfelelő vagy megfelelő alacsony ötvözött acél fogyóeszközöket (PÉLDÁUL., ER70 sorozat vagy megadott osztály projektenként).
• Hegesztést követő hőkezelés (PWHT): használják, ha a kódex megköveteli, vagy a maradék stressz csökkentése érdekében (Jellemző PWHT 550–650 ° C az öntött szén acélokhoz; Kövesse a hegesztési eljárást és a kódot).
• Javítóhegesztés: elfogadható minősített eljárásokkal és az azt követő NDT/ellenőrzéssel.

8. Korrózió, Felszíni védelem & Bevonatok

Korróziós viselkedés:

• A WCB alapvető szénacél - hajlamos az általános korrózióra nedves környezetben, A stagnáló kloridban gazdag vizekben történő dőlés, és a galvanikus támadás, ha több nemesfémhez kapcsolódnak.
  Megfelelően teljesít a vízben, olaj, és nem agresszív kémiai szolgáltatások, ha védik.

Védelmi stratégiák:

• Külső bevonatok: epoxi, fúziós kötésű epoxi, poliuretán, vagy bitumenes festékek a légköri védelemhez.
• Galvanizáló: Lehetséges néhány szerelvényhez, de korlátozott a megmunkált arcokkal ellátott nyomásrészekre.
• Belső bélés: gumi, PTFE, Üvegbélés vagy epoxi bélés agresszív folyadékokhoz (Általános a szelepeknél a korrozív szolgáltatásokban).
• Katódos védelem: megvalósítható eltemetett vagy elmerült struktúrákon, de vegye figyelembe, mikor léteznek kapcsolt fémek.

9. Romboló tesztelés & Minőség -ellenőrzés

Általános NDT a WCB öntvényekhez:

• Vizuális ellenőrzés (Vt): Első vonalú ellenőrizze a felszíni hibákat.
• Radiográfiai tesztelés (RT): A belső porozitás észlelése érdekében, zsugorodás. Gyakran szükség van nyomás-visszaszerző öntvényekre.
• Ultrahangos tesztelés (UT): Hatékony a síkhibákhoz és a vastag szakaszokban a térfogat -értékeléshez.
• Mágneses részecske (MT) & Folyékony behatoló (PT): felszíni megszakító folytonosságok.
• Keménység & Szakítóvizsgálatok: Per ASTM/ASME mintavételi tervek. Ütésvizsgálat (Bűbáj) Szükség lehet a megadott szolgáltatásokhoz (Különösen alacsony hőmérsékleti szolgáltatás).

10. A216 WCB szénacél alkalmazásai

A216 GR WCB szénacél az egyik a A legszélesebb körben használt öntött acélok A nyomásberendezésekben és az áramlás-ellenőrző iparban.

Szelepipar

• Termékek: Kapuszelepek, gömbszelepek, golyószelepek, Ellenőrizze a szelepeket, és pillangószelep testek.
• Szolgáltatási feltételek:

• • Hőmérséklet: -29° C - 427 ° C (Per ASTM/ASME).
  • Nyomás: ig 150–2500 osztály A fal vastagságától függően.

• Példa: API 600 Kapuszelepek a finomítói szolgáltatáshoz gyakran adják meg az A216 WCB -t a szénacél opciókhoz.

Csővezeték -szerelvények & Karimák

• Termékek: Könyökök, póló, reduktorok, vakok karimák, hegesztett nyaki karimák.

Szivattyúk & Kompresszorok

• Termékek: Szivattyú burkolatok, járókerék (Alacsony ötvözet overlay -re néha szükséges), kompresszor házak.
• Példa: A kazán adagolóvíz szivattyúk az erőművekben általában használnak WCB házakat belső bevonatokkal az erózió ellenálláshoz.

Nyomó edények & Feldolgozó berendezés

• Termékek: Reaktor edények, nyomásszűrők, elválasztó, gőzdob (alkatrészek, Nem egész hajók).

Energia & Olaj-/gázinfrastruktúra

• Csővezeték -szelepek: API 6D golyószelepek, sertésszelepek.
• Finomítói szolgálat: Katalitikus repedési egység szelepek, desztillációs vonat alkatrészei.
• Erőművek: Gőzszigetelő szelepek, szivattyúház, dezulfurizációs egység öntvények.
• Teljesítményszükséglet: Szilárdság a Sub -Zero indításkor (-29° C) és az erősség ciklikus hőterhelések alatt.

Ipari gépek & Általános tervezés

• Alkalmazások: Nehéz berendezések házak, fogaskerekek, tengelykapcsoló, támogatás.

Szolgáltatási korlátozások (Amikor nem kell használni a WCB -t)

• Korrozív média: Nem alkalmas agresszív kloridra, sav, vagy tengervíz -expozíció (Használjon inkább a rozsdamentes CF8M -et).
• Magas hőmérséklet (>427° C): Megköveteli az ötvözött öntött acélokat, mint például az ASTM A217 WC6, WC9 a kúszó ellenálláshoz.
• Kriogén alkalmazások (< -46° C): A WCB elveszíti a keménységet; alacsony hőmérsékleti osztályok (PÉLDÁUL., LCB, LCC) szükségesek.

11. Összehasonlítás az alternatívákkal

12. Következtetés

A216 fokozatú WCB szénacél az ipari nyomástartalmú rendszerek gerince-a költséghatékonyság, hegesztés, és a kiegyensúlyozott tulajdonságok pótolhatatlanná teszik a nem korróziót, mérsékelt hőmérsékleti alkalmazások.

Az olajfinomítóktól az erőművekig, Ez lehetővé teszi a biztonságot, Az olyan alkatrészek megbízható működése, amelyek túl nagyok vagy összetettek ahhoz, hogy kovácsolt folyamatokon keresztül előállítsák.

GYIK

Q1: Hegeszthető -e az A216 WCB?

A: Igen - A216 WCB hegeszthetőségre van tervezve. Használjon e7018 alacsony hidrogén elektródokat vastag szakaszokhoz (>25 mm) A hideg repedés elkerülése érdekében; A vékony szakaszokhoz nincs szükség előmelegítésre (<25 mm).

A hegesztést követő stressz enyhítése (595–650 ° C) a hegesztett nyomás edényekhez ajánlott.

Q2: Az A216 WCB alkalmas savanyú szolgáltatásra (H₂s)?

A: Nem-A216 WCB hajlamos a hidrogén által kiváltott repedésekre (Hic) H₂S környezetben.

Savanyú szolgáltatáshoz (≥50 ppm H₂S), Használjon A350 LF2 -t (kis ötvözet) vagy A217 WC9 (króm-molibdén acél) megfelel a NACE MR0175 -nek.

Q3: Mennyi az A216 WCB hőmérséklete, amely képes kezelni?

A: ASTM A216 korlátozza az A216 WCB -t 427 ° C -ra. Ezen a hőmérséklet felett, A kúszó deformáció felgyorsul (0.1% egy 1000 Órák 450 ° C -on), A nyomás kudarc kockázata.

Mert >427° C szolgáltatás, használja az A217 WC9 -et (593° C max) vagy 316L (870° C max).

Q4: Mennyi ideig tart az A216 WCB édesvízi szolgáltatásban?

A: Epoxi bevonattal, Az A216 WCB élettartama 15–20 éves édesvízi élettartam (Korróziós arány 0,01–0,05 mm/év). Bevonat nélküli, 5–8 évig tart (Korróziós ráta 0,1–0,3 mm/év).

Q5: Mi a különbség az A216 WCB és az A516 GR között 70?

A: A216 WCB a öntvény (olyan komplex formákhoz, mint a szeleptestek), Míg A516 GR 70 az kovácsolt acél (Hegesztett nyomás edényekben használt lapos lemezekhez).

Mindkettőnek hasonló szakítószilárdsága van, De A516 GR 70 jobb alacsony hőmérsékleti keménységgel rendelkezik (-46° C vs. -29° C WCB -re).