A216 WCB oglekļa tērauds: Vārsti, Atloki, Spiediena aprīkojums

Ievads

ASTM A216 / ASME SA-216- WCB pakāpe -ir standarta lieto oglekļa tērauda apzīmējums, ko parasti izmanto spiediena un temperatūras lietojumos.

Vēsturiski pieņemts visā naftas ķīmijā, enerģijas ražošana, Ūdensdarbi un vispārējās rūpniecības nozares, WCB liešanas parādās vārtos, zemeslode, Pārbaudiet un bumbiņas vārstus, cauruļu veidgabali, sūkņa ķermeņi un spiediena tvertnes.

Tas apvieno zemas materiālu izmaksas, Laba atlasība un apstrādājamība, un pieņemama mehāniskā veiktspēja plašā temperatūras logā, kas padara to par standarta izvēli, ja kodīgs uzbrukums un ārkārtēja temperatūra nav primārie vadītāji.

1. Kas ir A216 WCB oglekļa tērauds?

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 pakāpes WCB) ir vispārējas nozīmes atlaist oglekļa tērauds norādīts spiediena aizkavējošiem lējumiem, piemēram, vārstu ķermeņiem, sūkņu apvalki, atloki un trauku komponenti.

Tas ir formulēts kā metināts, “Tērauds ar zemu oglekļa saturu (0.25–0,35% C) paredzēts piedāvāt pragmatisku izmaksu bilanci, liešana, mašīnīgums, izturība un stiprums kalpošanai apkārtējā un mērenā paaugstinātā temperatūrā.

Tipiski pakalpojumu vadlīnijas Vieto WCB diapazonā –29 ° C līdz ~ 427 ° C, Lai gan precīza pieļaujamā darba temperatūra ir atkarīga no projektēšanas koda, Sekcijas biezums un nepieciešamās mehāniskās/trieciena īpašības.

Pakāpes un amata sadalījums (Ko nozīmē “wcb”)

ASTM A216 izmanto kompaktus burtu kodus, lai aprakstītu paredzēto pakalpojumu un relatīvās īpašības:

• W - metināts: Ķīmija un kušanas prakse tiek kontrolēta, lai samazinātu metināšanas problēmas (Zema ūdeņraža plaisāšanas tendence un mērena izturība).
• C - oglekļa tērauds: nav apzināti liegta pakāpe (Nav tīša augstas CR, Ni papildinājumi, tāpat kā nerūsējošā/sakausējuma tēraudi).
• B - B pakāpe: vidēja diapazona izturības/elastības līdzsvars A216 ģimenē. (Citas A216 pakāpes: WCA = zemākas izturības oglekļa pakāpe; WCC = Augstākas oglekļa/augstākas izturības pakāpe.)

2. Tipiska ASTM A216 WCB oglekļa tērauda ķīmija

3. A216 WCB oglekļa tērauda mehāniskās īpašības

Veiktspēja ASTM A216 WCB Lietošanas oglekļa tērauds darbībā ir atkarīgs no tā Mehāniskās īpašības, kurus kontrolē ķīmija, sekcijas izmērs, liešanas kvalitāte, un termiskā apstrāde.

Tipiskas istabas temperatūras mehāniskās īpašības

(Kā norādījis ASTM A216 / ASME SA-216, ar tipiskiem lietuvju datiem)

Sekcijas lieluma efekts: Lielas biezuma lējumi vēsi lēnāk, Radīt rupjākas pērļu/ferīta struktūras → zemāka stiepes izturība un izturība pret izturību.

Paaugstinātas temperatūras mehāniskās īpašības

ASTM A216 WCB oglekļa tērauds tiek plaši izmantots vidējas temperatūras spiediena pielietojumi, Bet tāpat kā visi oglekļa tēraudi, tā Mehāniskā izturība samazinās, paaugstinoties temperatūrai.

4. Fizisks & A216 WCB oglekļa tērauda termiskās īpašības

Papildus tā mehāniskajām īpašībām, līdz fizikālās un termiskās īpašības no ASTM A216 WCB Cast Steel ir kritiska loma inženiertehniskajā projektēšanā.

Šīs vērtības nosaka veiktspēju zem temperatūras variācijas, termiskā riteņbraukšana, un spiediena dienests, īpaši atlokotās locītavās, vārstu ķermeņi, un cauruļvadu komponenti.

Tipiskas fizikālās īpašības

Termiskās īpašības

5. A216 WCB oglekļa tērauda liešanas procesi

ASTM A216 WCB komponentus visbiežāk ražo liešana, Sakarā ar sakausējuma lielisko atlasību un tā plaši izplatīto izmantošanu vārsti, atloki, sūkņu apvalki, un spiediena aprīkojums.

Liešanas metodes izvēle ir atkarīga no daļēji izmērs, sarežģītība, maksāt, un nepieciešamo izmēru precizitāti.

Smilšu liešana (Zaļās smiltis / Smiltis, kas saistītas ar sveķiem)

• Lietošana: Dominējošais process (>80% no WCB ražošanas). Piemērots liels, smags, un sarežģītas daļas piemēram, vārstu ķermeņi, spiediena apvalki, un atloki.
• Veidņu materiāli:

• • Zaļās smiltis (māls): Zemas izmaksas, augsta produktivitāte, bet zemāka dimensijas precizitāte.
  • Smiltis, kas saistītas ar sveķiem (Furāns/fenols): Labāks spēks, izmēru kontrole, and surface finish for critical valve bodies.

• Iespējas:

• • Weight range: 10 kg to >10 tonnas.
  • Dimensional tolerance: CT 9–11 (Iso 8062).
  • Virsmas apdare: RA 12,5-25 μm.

• Priekšrocības: Cost-effective for large castings; accommodates intricate internal passages with cores.
• Ierobežojumi: Higher machining allowance needed (3–6 mm); prone to surface defects (sand inclusion, roughness).

Investīciju liešana (Pazudušās cenas process)

• Lietošana: Applied for smaller or medium-sized components kur precision and surface quality ir kritiski, Piem., valve trim parts, sūkņa lāpstiņriteņi, small fittings.

  

• Process flow: Wax pattern → ceramic shell building → dewaxing → metal pouring → shell removal.
• Iespējas:

• • Weight range: 50 G - 50 kg.
  • Dimensional tolerance: CT 5–7 (Iso 8062).
  • Virsmas apdare: RA 3.2-6,3 μm.

• Priekšrocības: Reduces machining, achieves near-net shape, Lieliska detaļa reprodukcija.
• Ierobežojumi: Higher cost vs sand casting, limited to medium/small parts.

Apvalka liešana

• Lietošana: Medium-sized, moderately complex WCB castings. Often used for pārnesumu apvalki, sūkņu apvalki, and valve yokes.
• Apstrādāt: Smalkas smiltis, kas pārklātas ar termosettingu sveķiem, Spēcīga apvalka veidne → Vairāki slāņi izveido pelējumu pusītes → saspiestas kopā ielejam.
• Iespējas:

• • Dimensional tolerance: CT 6–8.
  • Virsmas apdare: RA 6,3-12,5 μm.

• Priekšrocības: Augstāka precizitāte nekā smilšu liešana, Mazāka apstrāde, laba atkārtojamība.
• Ierobežojumi: Augstākas instrumentu izmaksas; nav ekonomisks ļoti lieliem lējumiem.

Centrbēdze

• Lietošana: Cilindriskas vai gredzena formas WCB komponenti, piemēram cauruļu sekcijas, piedurknes, un vārsta sēdekļu gredzeni.
• Apstrādāt: Izkausēts tērauds, kas ieliets a rotējoša pelējuma, Centrbēdzes spēks virza metālu pie pelējuma sienas, ražo blīvu, Bez defektu struktūra.
• Iespējas:

• • Sienas biezums vienveidība: lielisks.
  • Defektu kontrole: minimāla porainība vai saraušanās.

• Priekšrocības: Augsta metalurģiskā integritāte, smalkas graudu struktūra, Lieliski piemērots spiediena aizkavējošām sastāvdaļām.
• Ierobežojumi: Ierobežota ar cilindrisku ģeometriju.

Salīdzinošais liešanas procesu kopsavilkums

6. Termiskā apstrāde & A216 WCB oglekļa tērauda termiskā pārstrāde

Siltuma apstrādei ir izšķiroša loma kontrolē Mehāniskās īpašības, izturība, un dimensiju stabilitāte no A216 WCB lējumiem.

Siltuma apstrādes mērķi

• Precizējiet mikrostruktūru → līdzsvara ferīta/pērļu attiecība, izšķīdināt segregācijas.
• Uzlabot mehāniskās īpašības → Palielināt izturību, Uzlabot elastību, stabilizēt izturību.
• Atbrīvojiet atlikušos spriegumus → Samaziniet plaisāšanas risku apstrādes vai apkalpošanas laikā.
• Uzlabot metināmību → Pēc termiņa (Phwht) atjauno elastību metinātās locītavās.

Tipiski termiskās apstrādes procesi

Normalizēšana

• Apstrādāt: Sildīšana līdz 900–950 ° C, dzesēšana.
• Mērķis:

• • Precizējiet graudu lielumu.
  • Ražo vienmērīgu pērļu/ferīta mikrostruktūru.
  • Uzlabo izturību un apstrādājamību.

• Pieteikums: Standarta vārstu korpusa ārstēšana, armatūra, un spiediena komponenti.

Rūdīšana

• Apstrādāt: Sildīšana līdz 850–900 ° C, lēna krāsns dzesēšana.
• Mērķis:

• • Samazina cietību un atlikušos spriegumus.
  • Uzlabo apstrādājamību (Noderīgs sarežģītām vai stipri apstrādātām lējumiem).

• Pieteikums: Retāk izplatīta nekā normalizēšana; pielieto, kur nepieciešama maksimālā elastība.

Stresa mazināšana

• Apstrādāt: Sildīšana līdz 580–620 ° C, turot 1–2 stundas, Lēna dzesēšana krāsnī.
• Mērķis:

• • Samazina atlikušos spriegumus no liešanas vai metināšanas.
  • Novērš izkropļojumus apstrādes laikā.

• Pieteikums: Lieli vārstu liešanas un metinātie remonti.

Rūdīšana & Rūdījums (Izvēlīgs)

• Apstrādāt:

• • Austenitizēšana plkst 880–920 ° C, kam seko ūdens/eļļas rūdīšana.
  • Rūdīšana 600–700 ° C.

• Mērķis:

• • Palielina spēku un cietību.
  • Nodrošina uzlabotu nodiluma pretestību konkrētām lietojumprogrammām (Lai arī retāk sastopams WCB, salīdzinot ar sakausējumiem).

Ietekme uz mehāniskajām īpašībām

7. Apstrāde, Metināšana & Izgatavošana

Mašīnīgums:

• WCB ir salīdzinoši apstrādājams, salīdzinot ar zemu sakausējumu tēraudiem. Izmantojiet karbīda instrumentus mērenā ātrumā; smagi pārtraukti griezumi gūst labumu no stingriem iestatījumiem.
  Tipisks pagrieziena ātrums ir atkarīgs no instrumentiem un sadaļas: Piem., ~ 100–250 m/min ar karbīda ieliktņiem (mainās atkarībā no šķērsgriezuma un dzesēšanas šķidruma).

Metināšanas vadība:

• Uzkarsēt/starpposmu: ieteicams izvairīties no ūdeņraža plaisāšanas un kontrolēt dzesēšanas ātrumu; Tipiska uzkarsēšana 100–250 ° C atkarībā no biezuma.
• Pildvielu metāli: Izmantojiet atbilstošu vai atbilstošu zemu sakausējumu tērauda palīgmateriālus (Piem., ER70 sērijas vai norādītā klase katram projektam).
• Pēc termiņa (Phwht): lieto, ja to prasa kods vai lai samazinātu atlikušo stresu (Tipiski pwht 550–650 ° C liešanas oglekļa tēraudiem; Izpildiet metināšanas procedūru un kodu).
• Remonta metināšana: pieņemams ar kvalificētām procedūrām un sekojošu NDT/pārbaudi.

8. Korozija, Aizsardzība pret virsmu & Pārklājumi

Korozijas uzvedība:

• WCB ir pamata oglekļa tērauds - pakļauts vispārējai korozijai mitrā vidē, bedrēšana stagnējošos hlorīdos bagātajos ūdeņos, un galvanisks uzbrukums, kad tas ir savienots ar cēlākiem metāliem.
  Tas darbojas atbilstoši ūdenī, eļļas, un neagresīvi ķīmiskie pakalpojumi, kad tie ir aizsargāti.

Aizsardzības stratēģijas:

• Ārējie pārklājumi: epoksīda, Saplūkušu epoksīda, poliuretāns, vai bitumena krāsas atmosfēras aizsardzībai.
• Cinkojošs: iespējams dažiem veidiem, bet ierobežots spiediena detaļām ar apstrādātām sejām.
• Iekšējās oderes: gumijas, Ptfe, stikla odere vai epoksīda oderes agresīviem šķidrumiem (Bieži sastopams vārstiem kodīgos pakalpojumos).
• Katodiskā aizsardzība: iespējami apbedītās vai iegremdētās struktūrās, bet apsveriet, kad pastāv savienoti metāli.

9. Nesagraujoša pārbaude & Kvalitātes kontrole

Parastā NDT WCB lējumiem:

• Vizuālā pārbaude (Vīnskale): Pirmās izvēles pārbaudē, vai nav virsmas defektu.
• Radiogrāfiskā pārbaude (Rt): Lai noteiktu iekšējo porainību, saraušanās. Bieži nepieciešams spiediena pilnveidošanai lējumu.
• Ultraskaņas pārbaude (Ut): efektīvi plāniem defektiem un tilpuma novērtēšanai biezās sekcijās.
• Magnētiskā daļiņa (Kalna attālums) & Šķidra iespiešanās (Pt): virsmas pārtraukumi.
• Cietība & Stiepes testi: Per ASTM/ASME paraugu ņemšanas plānos. Trieciena pārbaude (Ciparnīca) var būt nepieciešams noteiktiem pakalpojumiem (īpaši zemas temperatūras pakalpojums).

10. A216 WCB oglekļa tērauda pielietojums

A216 gr wcb oglekļa tērauds ir viens no Visplašāk izmantotie tērētie tēraudi Spiediena aprīkojuma un plūsmas kontroles nozarē.

Vārstu rūpniecība

• Produkti: Vārtu vārti, globusa vārsti, lodīšu vārsti, čeku vārsti, un tauriņa vārsta ķermeņi.
• Dienesta apstākļi:

• • Temperatūra: -29° C līdz 427 ° C (par astm/asme).
  • Spiediens: līdz 150–2500 klase Atkarībā no sienas biezuma.

• Gadījuma piemērs: API 600 Vārtu vārti rafinēšanas rūpnīcas pakalpojumam bieži norāda A216 WCB oglekļa tērauda iespējām.

Cauruļvadu veidgabali & Atloki

• Produkti: Elkoņi, tējas, reduktors, Akli atloki, Metinātā kakla atloki.

Sūkņi & Kompresori

• Produkti: Sūkņu apvalki, lāpstiņriteņi (Dažreiz ir nepieciešams zems sakausējuma pārklājums), Kompresoru apvalki.
• Piemērs: Katlu padeves ūdens sūkņi elektrostacijās parasti izmanto WCB apvalkus ar iekšējiem pārklājumiem erozijas izturībai.

Spiediena tvertnes & Apstrādes aprīkojums

• Produkti: Reaktora trauki, spiediena filtri, separatori, tvaika bungas (komponenti, Ne veseli kuģi).

Enerģija & Naftas/gāzes infrastruktūra

• Cauruļvada vārsti: API 6D bumbiņas vārsti, pigging vārsti.
• Rafinēšanas pakalpojums: Katalītiskā krekinga vienības vārsti, destilācijas vilciena komponenti.
• Spēkstacijas: Tvaika izolācijas vārsti, sūkņu apvalki, desulfurizācijas vienības lējumi.
• Veiktspējas vajadzība: Stingrība Subzero startēšanas laikā (-29° C) un izturība zem cikliskām termiskām slodzēm.

Rūpnieciskās iekārtas & Vispārējā inženierija

• Lietojumprogrammas: Smago aprīkojuma korpusi, pārnesumu apvalki, savienojumi, atbalsts.

Pakalpojumu ierobežojumi (Kad nelietot WCB)

• Korozīvi plašsaziņas līdzekļi: Nav piemērots agresīvam hlorīdam, skābi, vai jūras ūdens iedarbība (Tā vietā izmantojiet nerūsējošu CF8M).
• Augsta temperatūra (>427° C): Nepieciešami sakausējuma liešanas tēraudi, piemēram, ASTM A217 WC6, WC9 par šļūdes pretestību.
• Kriogēnie pielietojumi (< -46° C): WCB zaudē izturību; zemas temperatūras pakāpes (Piem., LCB, LCC) nepieciešami.

11. Salīdzinājums ar alternatīvām

12. Secinājums

A216 pakāpes WCB oglekļa tērauds ir rūpniecisko spiedienu saturošu sistēmu mugurkauls-tā rentabilitāte, metināmība, un līdzsvarotas īpašības padara to neaizvietojamu, kas nav korozijas, mērena temperatūras lietojumprogrammas.

No naftas pārstrādes rūpnīcām līdz elektrostacijām, Tas ļauj droši, Uzticama komponentu darbība, kas ir pārāk liela vai sarežģīta, lai ražotu, izmantojot kaltas procesus.

FAQ

Q1: Vai var metināt a216 wcb?

Izšķirt: Jā - A216 WCB ir paredzēts metināmībai. Biezām sekcijām izmantojiet E7018 zemu hidrogēna elektrodus (>25 mm) Lai novērstu aukstuma plaisāšanu; Plānajām sekcijām nav nepieciešama uzkarsēšana (<25 mm).

Pēc stresa mazināšanas (595–650 ° C) ir ieteicams metinātiem spiediena tvertnēm.

Q2: Ir A216 wcb, kas piemērots skābam servisam (H₂s)?

Izšķirt: Nē-A216 WCB ir jutīgs pret ūdeņraža izraisītu plaisāšanu (Hic) H₂s vidē.

Skābā apkalpošanai (≥50 ppm h₂s), Izmantojiet A350 LF2 (zema sakausējuma) vai A217 WC9 (hroma-molibdēna tērauds) atbilst NACE MR0175.

Q3: Kāda ir maksimālā temperatūra A216 WCB var rīkoties?

Izšķirt: ASTM A216 ierobežo A216 WCB līdz 427 ° C. Virs šīs temperatūras, šļūdes deformācija paātrinās (0.1% uz 1000 stundas 450 ° C), riskējot ar spiediena asinsvadu mazspēju.

Par >427° C pakalpojums, Izmantojiet A217 WC9 (593° C maks.) vai 316l (870° C maks.).

Q4: Cik ilgi A216 WCB ilgst saldūdens dienestā?

Izšķirt: Ar epoksīda pārklājumu, A216 WCB kalpošanas laiks ir 15–20 gadi saldūdenī (Korozijas ātrums 0,01–0,05 mm gadā). Neapmācīts, Tas ilgst 5–8 gadus (Korozijas ātrums 0,1–0,3 mm gadā).

Q5: Kāda ir atšķirība starp A216 WCB un A516 GR 70?

Izšķirt: A216 WCB ir a liešana (sarežģītām formām, piemēram, vārstu ķermeņiem), kamēr a516 gr 70 ir kaltas tērauds (plakanām plāksnēm, kuras izmanto metinātos spiediena tvertnēs).

Abiem ir līdzīga stiepes izturība, Bet A516 GR 70 ir labāka izturība zemā temperatūrā (-46° C pret. -29° C WCB).