A216 WCB 탄소강: 밸브, 플랜지, 압력 장비

소개

ASTM A216 / ASME SA-216- 등급 WCB -압력 온도 응용 분야에서 일반적으로 사용되는 표준 주식 카본 스틸 명칭입니다..

역사적으로 석유 화학을 가로 질러 채택되었습니다, 발전, 수상 및 일반 산업 부문, WCB 캐스팅은 게이트에 나타납니다, 지구, 점검 및 볼 밸브, 파이프 피팅, 펌프 바디 및 압력 용기.

낮은 재료 비용을 결합합니다, 우수한 주파수와 가공 가능성, 넓은 온도 창에서 허용 가능한 기계적 성능, 부식성 공격과 극한 온도가 주요 드라이버가 아닌 표준 선택입니다..

1. A216 WCB Carbon Steel은 무엇입니까??

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 등급 WCB) 범용입니다 깁스 탄소강 밸브 바디와 같은 압력 재조정 주물을 위해 지정됩니다, 펌프 하우징, 플랜지 및 용기 구성 요소.

그것은 용접 가능한 것으로 공식화됩니다, "저탄소"강철 (0.25–0.35% c) 실용적인 비용의 균형을 제공하기위한 것입니다, 주파수, 가공 가능성, 주변 및 적당한 온도에서의 인성 및 강도.

일반적인 서비스 안내는 WCB를 범위에 배치합니다 –29 ° C ~ ~ 427 ° C, 정확한 허용 작업 온도는 설계 코드에 따라 다르지만, 섹션 두께 및 필요한 기계/충격 특성.

등급 지정 고장 ("WCB"의 의미)

ASTM A216은 소형 문자 코드를 사용하여 의도 된 서비스 및 상대 속성을 설명합니다.:

• W - 용접 가능: 화학 및 용융 관행은 용접 성 문제를 줄이기 위해 제어됩니다. (낮은 수소 균열 경향 및 중간 정도의 경화성).
• C - 탄소강: 고의적으로 합금 된 등급이 아닙니다 (의도적 인 높은 CR, 스테인리스/합금 캐스트 강에서와 같이 Ni 첨가).
• B - 등급 b: A216 패밀리 내 중간 범위 강도/연성 균형. (기타 A216 등급: WCA = 강도가 낮은 탄소 등급; WCC = 고 탄소/고강도 등급.)

2. ASTM A216 WCB 탄소강의 전형적인 화학

3. A216 WCB 탄소강의 기계적 특성

의 성능 ASTM A216 WCB 캐스트 카본 스틸은 서비스에 따라 다릅니다 기계적 특성, 화학에 의해 제어됩니다, 섹션 크기, 캐스팅 품질, 열처리.

전형적인 방 온도 기계적 특성

(ASTM A216에 의해 지정된대로 / ASME SA-216, 일반적인 파운드리 데이터)

섹션 크기 효과: 큰 두께 캐스팅은 시원합니다, 더 거친 펄 라이트/페라이트 구조 생산 → 낮은 인장 강도 및 충격 강인함.

높은 온도 기계적 특성

ASTM A216 WCB 카본 스틸은 널리 사용됩니다 중간 온도 압력 응용, 그러나 모든 탄소강과 마찬가지로, 그것은 온도가 상승함에 따라 기계 강도가 감소합니다.

4. 물리적 & A216 WCB 탄소강의 열 특성

기계적 특성 외에도, 그만큼 물리적 및 열적 특성 ASTM A216 WCB Cast Steel의 엔지니어링 디자인에 중요한 역할을합니다..

이 값은 아래의 성능을 결정합니다 온도 변화, 열 사이클링, 및 압력 서비스, 특히 플랜지 조인트에서, 밸브 바디, 및 배관 구성 요소.

전형적인 물리적 특성

열 특성

5. A216 WCB 탄소강의 주조 공정

ASTM A216 WCB 구성 요소는 가장 일반적으로 생성됩니다 주조, 합금의 우수한 주파수와 광범위한 사용으로 인해 밸브, 플랜지, 펌프 케이싱, 및 압력 장비.

주조 방법의 선택은 다음과 같습니다 부품 크기, 복잡성, 비용, 필요한 치수 정확도.

모래 주조 (녹색 모래 / 수지 결합 모래)

• 용법: 지배적 인 과정 (>80% WCB 생산). 적합합니다 크기가 큰, 무거운, 복잡한 부분 밸브 바디와 같은, 압력 하우징, 그리고 플랜지.
• 성형 재료:

• • 녹색 모래 (점토 결합): 저렴한 비용, 높은 생산성, 그러나 낮은 차원 정밀도.
  • 수지 결합 모래 (푸란/페놀): 더 나은 힘, 치수 제어, 임계 밸브 바디의 표면 마감.

• 기능:

• • 중량 범위: 10 kg to >10 톤.
  • 치수 공차: CT 9–11 (ISO 8062).
  • 표면 마감: RA 12.5-25 μm.

• 장점: 대형 주물에 대한 비용 효율적입니다; 코어가있는 복잡한 내부 통로를 수용합니다.
• 제한: 더 높은 가공 허용량이 필요합니다 (3–6 mm); 표면 결함이 발생하기 쉽습니다 (모래 포함, 거).

투자 캐스팅 (잃어버린 왁스 프로세스)

• 용법: 신청 중소형 구성 요소 어디 정밀도 및 표면 품질 중요합니다, 예를 들어, 밸브 트림 부품, 펌프 임펠러, 작은 피팅.

  

• 프로세스 흐름: 왁스 패턴 → 세라믹 쉘 빌딩 → 탈수 → 금속 붓기 → 쉘 제거.
• 기능:

• • 중량 범위: 50 g - 50 kg.
  • 치수 공차: CT 5-7 (ISO 8062).
  • 표면 마감: RA 3.2-6.3 μm.

• 장점: 가공을 줄입니다, Net 모양을 달성합니다, 훌륭한 세부 재생산.
• 제한: 더 높은 비용 대 모래 주조, 중간/작은 부품으로 제한됩니다.

쉘 곰팡이 주조

• 용법: 중간 크기, 적당히 복잡한 WCB 캐스팅. 종종 사용됩니다 기어 하우징, 펌프 케이싱, 및 밸브 요크.
• 프로세스: 열 세팅 수지로 코팅 된 미세 모래는 가열 된 금속 패턴에 떨어집니다 → 얇은 형태, 강한 쉘 곰팡이 → 다중 레이어는 곰팡이 반쪽을 만듭니다 → 쏟아지기 위해 함께 클램핑.
• 기능:

• • 치수 공차: CT 6-8.
  • 표면 마감: RA 6.3-12.5 μm.

• 장점: 모래 주조보다 정밀도가 높습니다, 가공이 적습니다, 좋은 반복성.
• 제한: 더 높은 툴링 비용; 매우 큰 주물에는 경제적이지 않습니다.

원심 캐스팅

• 용법: 원통형 또는 고리 모양의 WCB 구성 요소, ~와 같은 파이프 섹션, 소매, 밸브 시트 링.
• 프로세스: 녹은 강철은 a에 쏟아졌습니다 회전 금형, 원심력은 금속을 금형 벽으로 구동합니다, 조밀 한 생산, 결함없는 구조.
• 기능:

• • 벽 두께 균일 성: 훌륭한.
  • 결함 제어: 최소 다공성 또는 수축.

• 장점: 높은 야금 무결성, 미세한 곡물 구조, 압력 저장 성분에 탁월합니다.
• 제한: 원통형 기하학으로 제한됩니다.

캐스팅 프로세스의 비교 요약

6. 열처리 & A216 WCB 탄소강의 열 가공

열처리는 통제하는 데 중요한 역할을합니다 기계적 특성, 강인함, 및 치수 안정성 A216 WCB 캐스팅.

열처리의 목표

• 미세 구조를 개선하십시오 → 균형 페라이트/펄 라이트 비율, 분리를 용해시킵니다.
• 기계적 특성을 향상시킵니다 → 강인성을 높이십시오, 연성을 향상시킵니다, 힘을 안정화시킵니다.
• 잔류 응력을 완화합니다 → 가공 또는 서비스 중 균열 위험을 줄입니다.
• 용접 가능성을 향상시킵니다 → 웰드 후 열처리 (PWHT) 용접 조인트의 연성을 복원합니다.

전형적인 열 처리 과정

정상화

• 프로세스: 가열 900–950 ° C, 공기 냉각.
• 목적:

• • 입자 크기를 개선합니다.
  • 균일 한 펄라이트/페라이트 미세 구조를 생성합니다.
  • 강인성과 가공성을 향상시킵니다.

• 애플리케이션: 밸브 바디에 대한 표준 처리, 피팅, 및 압력 성분.

가열 냉각

• 프로세스: 가열 850–900 ° C, 가로 용광로 냉각.
• 목적:

• • 경도와 잔류 스트레스를 줄입니다.
  • 가공성을 향상시킵니다 (복잡하거나 심하게 가공 된 주물에 유용합니다).

• 애플리케이션: 정상화보다 덜 일반적입니다; 최대 연성이 필요한 경우 적용됩니다.

스트레스 완화

• 프로세스: 가열 580–620 ° C, 1-2 시간 동안 보유, 용광로의 느린 냉각.
• 목적:

• • 주조 또는 용접으로 잔류 응력을 줄입니다.
  • 가공 중 왜곡을 방지합니다.

• 애플리케이션: 대형 밸브 주물 및 용접 수리.

담금질 & 템퍼링 (선택 과목)

• 프로세스:

• • Austenitizing at 880–920 ° C, 물/오일 담금질이 이어집니다.
  • 템퍼링 600–700 ° C.

• 목적:

• • 힘과 경도를 증가시킵니다.
  • 특정 응용 분야에 대한 향상된 내마모성을 제공합니다 (합금강에 비해 WCB의 경우 덜 일반적입니다).

기계적 특성에 대한 영향

7. 가공, 용접 & 제작

가공 가능성:

• WCB는 저 합금강과 비교하여 비교적 가공 가능합니다. 적당한 속도로 카바이드 툴링을 사용하십시오; 중단 된 컷은 강성 설정의 혜택을받습니다.
  일반적인 선회 속도는 툴링 및 섹션에 따라 다릅니다: 예를 들어, 카바이드 인서트가있는 ~ 100–250 m/분 (단면과 냉각수에 따라 다릅니다).

용접 지침:

• 예열/인터 파드: 수소 크래킹을 피하고 냉각 속도를 제어하기 위해 권장됩니다.; 두께에 따라 일반적인 예열 100–250 ° C.
• 필러 금속: 일치하거나 적절한 저금리 스틸 소모품을 사용하십시오 (예를 들어, ER70 시리즈 또는 프로젝트 당 지정된 클래스).
• 웰드 후 열처리 (PWHT): 코드가 필요한 경우 또는 잔류 응력을 줄이기 위해 사용 (주조 탄소강의 일반적인 PWHT 550–650 ° C; 용접 절차 및 코드를 따르십시오).
• 수리 용접: 자격을 갖춘 절차 및 후속 NDT/검사로 허용됩니다.

8. 부식, 표면 보호 & 코팅

부식 행동:

• WCB는 기본 탄소강 - 젖은 환경에서 일반적인 부식 경향, 정체 된 클로라이드가 풍부한 물에 구덩이, 그리고 더 고귀한 금속과 결합 될 때 갈바닉 공격.
  그것은 물에서 적절하게 수행됩니다, 기름, 보호 할 때 비 공격적인 화학 서비스.

보호 전략:

• 외부 코팅: 에폭시, 퓨전 결합 에폭시, 폴리 우레탄, 또는 대기 보호를위한 역청 페인트.
• 아연 도금: 일부 피팅에 가능합니다, 가공 된면이있는 압력 부품의 경우 제한적입니다.
• 내부 안감: 고무, ptfe, 공격적인 유체를위한 유리 라이닝 또는 에폭시 라이닝 (부식성 서비스의 밸브에 일반적입니다).
• 음극 보호: 묻히거나 침수 된 구조물에서 실현 가능, 그러나 결합 된 금속이 존재하는 경우 고려하십시오.

9. 비파괴 테스트 & 품질 관리

WCB 캐스팅의 일반적인 NDT:

• 육안 검사 (VT): 표면 결함에 대한 일차 점검.
• 방사선 테스트 (Rt): 내부 다공성을 감지합니다, 수축. 압력 감소 주물에 종종 필요합니다.
• 초음파 테스트 (ut): 두꺼운 섹션에서 평면 결함 및 부피 평가에 효과.
• 자기 입자 (산) & 액체 침투제 (Pt): 표면 중단 불연속.
• 경도 & 인장 테스트: ASTM/ASME 샘플링 계획. 충격 테스트 (Charpy) 지정된 서비스에는 필요할 수 있습니다 (특히 저온 서비스).

10. A216 WCB 탄소강의 응용

A216 Gr WCB Carbon Steel은 그 중 하나입니다 가장 널리 사용되는 캐스트 강 압력 장비 및 유량 제어 산업에서.

밸브 산업

• 제품: 게이트 밸브, 글로브 밸브, 볼 밸브, 밸브를 점검하십시오, 그리고 나비 밸브 바디.
• 서비스 조건:

• • 온도: -29° C ~ 427 ° C (ASTM/ASME 당).
  • 압력: 최대 클래스 150–2500 벽 두께에 따라.

• 사례 예: API 600 정유 서비스를위한 게이트 밸브.

배관 피팅 & 플랜지

• 제품: 팔꿈치, 티, 감속기, 블라인드 플랜지, 용접 목 플랜지.

슬리퍼 & 압축기

• 제품: 펌프 케이싱, 사기꾼 (낮은 합금 오버레이가 때때로 필요합니다), 압축기 하우징.
• 예: 발전소의 보일러 공급 물 펌프는 일반적으로 침식 저항을 위해 내부 코팅이있는 WCB 하우징을 사용합니다..

압력 용기 & 공정 장비

• 제품: 반응기 용기, 압력 필터, 분리기, 스팀 드럼 (구성 요소, 전체 선박이 아닙니다).

에너지 & 석유/가스 인프라

• 파이프 라인 밸브: API 6D 볼 밸브, 피깅 밸브.
• 정유 서비스: 촉매 크래킹 장치 밸브, 증류 열차 구성 요소.
• 발전소: 증기 분리 밸브, 펌프 하우징, 탈황 단위 주물.
• 성능이 필요합니다: Subzero 스타트 업에서의 인성 (-29° C) 주기적 열 부하 하의 강도.

산업기계 & 일반 공학

• 응용: 중장비 하우징, 기어 케이싱, 커플 링, 지원합니다.

서비스 제한 (WCB를 사용하지 않을 때)

• 부식성 매체: 공격적인 클로라이드에는 적합하지 않습니다, 산, 또는 해수 노출 (대신 스테인레스 CF8M을 사용하십시오).
• 고온 (>427° C): ASTM A217 WC6과 같은 합금 캐스트 강이 필요합니다, 크리프 저항의 WC9.
• 극저온 응용 (< -46° C): WCB는 강인성을 잃습니다; 저온 등급 (예를 들어, LCB, LCC) 필요합니다.

11. 대안과 비교

12. 결론

A216 등급 WCB Carbon Steel은 산업 압력 함유 시스템의 중추입니다. 비용 효율성, 용접 성, 균형 잡힌 속성은 비발적으로 대체 할 수 없습니다, 보통 온도 응용.

석유 정유소에서 발전소까지, 안전합니다, 단정 프로세스를 통해 생산하기에는 너무 크거나 복잡한 구성 요소의 신뢰할 수있는 작동.

FAQ

Q1: A216 WCB를 용접 할 수 있습니다?

에이: 예 - A216 WCB는 용접 성을 위해 설계되었습니다. 두꺼운 섹션에는 E7018 저하 전극을 사용하십시오 (>25 mm) 차가운 균열을 방지하기 위해; 얇은 섹션에는 예열이 필요하지 않습니다 (<25 mm).

weld 후 스트레스 완화 (595–650 ° C) 용접 압력 용기에 권장됩니다.

Q2: A216 WCB는 Sour Service에 적합합니다 (h₂s)?

에이: 아니오-A216 WCB는 수소 유발 균열에 취약합니다 (hic) HATENS 환경에서.

사워 서비스 (≥50 ppm H ps), A350 LF2를 사용하십시오 (저금리) 또는 A217 WC9 (크롬-몰리브덴 스틸) NACE MR0175를 준수합니다.

Q3: A216 WCB가 처리 할 수있는 최대 온도는 얼마입니까??

에이: ASTM A216은 A216 WCB를 427 ° C로 제한합니다. 이 온도 이상, 크리프 변형이 가속화됩니다 (0.1% 당 1000 450 ° C에서 시간), 압력 용기 고장 위험.

을 위한 >427° C 서비스, A217 WC9를 사용하십시오 (593° C 최대) 또는 316L (870° C 최대).

Q4: A216 WCB는 담수 서비스에서 얼마나 오래 지속됩니까??

에이: 에폭시 코팅, A216 WCB는 담수에서 15-20 년의 서비스 수명을 보유하고 있습니다. (부식 속도 0.01–0.05 mm/년). 코팅되지 않았습니다, 5-8 년 동안 지속됩니다 (부식 속도 0.1–0.3 mm/년).

Q5: A216 WCB와 A516 GR의 차이점은 무엇입니까? 70?

에이: A216 WCB는 a 주조 (밸브 바디와 같은 복잡한 모양), A516 Gr 70 ~이다 단조 된 강철 (용접 압력 용기에 사용되는 평평한 판의 경우).

둘 다 비슷한 인장 강도를 가지고 있습니다, 그러나 A516 Gr 70 저온 인성이 우수합니다 (-46° C 대. -29WCB의 경우 ° C).