A217 WC6 VS WC9 – Wysokie ciśnienie & Rozwiązania temperaturowe

1. Wstęp

A217 Cast Stale WC6 i WC9 (Branża skrót dla gatunków odlewów 1¼Cr - ½Mo i 2¼Cr --1Mo, odpowiednio) są zaprojektowane przez cel stali o niskiej formie CR-MO dla komponentów związanych z ciśnieniem w serwisie o podwyższonej temperaturze.

WC6 jest zazwyczaj określany, gdzie wymagana jest dobra wytrzymałość i umiarkowana siła pełzania ~ 520–540 ° C.;

WC9 zapewnia wyższą długoterminową odporność na wytrzymałość i utlenianie i jest stosowany w miejscu, w którym temperatura usług i popyt na pełzanie zbliża się ~ 550–580 ° C..

Pomyślne użycie tych materiałów zależy tyle samo Praktyka odlewni, obróbka cieplna i dyscyplina spawania Podobnie jak w przypadku chemii nominalnej - przetwarzanie POOR jest podstawową przyczyną większości awarii polowych.

Ta recenzja porównuje WC6 vs WC9 z metalurgii i właściwości poprzez wytwarzanie, Używanie usługi, konkurujące alternatywy, oraz praktyczne wytyczne dotyczące zamówień.

2. Co to są stali zlewni A217 WC6 i WC9?

Standardowy kontekst ASTM A217

ASTM A217 / ASME SA217 jest uznaną globalnie specyfikacją rządzącą Martenzytyczne i austenityczne stali odlewające

używane w składniki związane z ciśnieniem—Wawory, kołnierze, armatura, nagłówki, i reaktory - narażone na Usługa w wysokiej temperaturze (≥343 ° C. / 650 ° F).

• Notatka historyczna: Najpierw wydane w 1937, Standard przeszedł ciągłe udoskonalenie, z 2024 rewizja Aktualizacja tolerancji kompozycji, Wymagania dotyczące obróbki cieplnej,
  oraz zakresy właściwości mechanicznej w celu dostosowania się do nowoczesnej infrastruktury energetycznej, w tym Ultra-nadkrytyczne wytwarzanie energii i zaawansowane Reaktory petrochemiczne.
• W ramach standardu, WC6 i WC9 Znaleść pod Martenzytyczna rodzina stopu CR - MO.
  Inaczej oceny austenityczne (NP., C12, CN7M) to polegają na wysokim niklu (>9 wt%) dla odporności na korozję,
  Stopy martenzytyczne zawierają niski ni (<0.5 wt%) i czerpią ich wydajność przede wszystkim chrom (Cr) I molibden (Mo) wzbogacenie.

To fundamentalne rozróżnienie sprawia, że ​​WC6/WC9 jest bardziej odpowiednie dla wysokie obciążenie, środowiska ograniczone do pełzania, gdzie austenitycy - choć bardziej odporne na korozję - mogliby zmiękczyć lub stracić siłę.

3. Skład chemiczny A217 WC6 vs WC9

. Rozróżnienie wydajności między stopami WC6 i WC9 leży przede wszystkim w ich Skład chemiczny, który rządzi Ewolucja mikrostruktury, Odporność na pełzanie, Zachowanie utleniania, i spawalność.

Zakresy składu nominalnego (ASTM A217)

4. Właściwości mechaniczne & Podwyższone zachowanie w temperaturze A217 WC6 vs WC9

Właściwości mechaniczne w temperaturze pokoju

Zarówno stopy WC6, jak i WC9 są zaprojektowane tak, aby zapewnić Wysoka siła i wytrzymałość w otoczeniu i umiarkowanych warunkach serwisowych.

Poniższe wartości pochodzą z wymagań ASTM A217 i praktyki przemysłowej po standardowym obróbce cieplnej.

Siła podwyższonej temperatury & Odporność na pełzanie

W usłudze wysokiej temperatury, Właściwości pęknięcia pełzania są Parametr krytyczny projektowy dla komponentów związanych z ciśnieniem, takimi jak zawory, nagłówki, i rurociąg.

5. Technologia przetwarzania A217 WC6 vs WC9

Udane produkcja i wdrażanie ASTM A217 Grade WC6 i WC9 ALLOY CAST STELE zależy od Precyzyjnie kontrolowana technologia przetwarzania.

Ponieważ te stopy są używane w krytyczny, wysoka temperatura, składniki związane z ciśnieniem takie jak zawory, nagłówki, obudowy turbiny, i obudowy reaktora, Nawet małe odchylenia w przetwarzaniu mogą prowadzić do przedwczesnej awarii.

Spawalniczy: Zapobieganie kruchemu martenzytowi i pęknięciu

• Podgrzewać: Grube odcinki wymagają podgrzewania (powszechnie 180–250 ° C.) w celu powolnego chłodzenia i zmniejszenia tworzenia się wodoru i martenzytu.
  Dokładne podgrzewanie zależy od grubości, ograniczenie sekcji, oraz kwalifikacja procedury spawania.
• Materiały eksploatacyjne: Użyj elektrod o niskim poziomie hydrogenowym / Metale wypełniające specjalnie zakwalifikowane do aplikacji CR - MO i pełzania.
  Wybierz wypełniacze kompatybilne z chemią metali bazowych i wymagane właściwości po spawnięciu.
• Interpass kontrola temperatury: Utrzymuj w wykwalifikowanych granicach, aby uniknąć lokalnego stwardnienia.
• PWHT (Po obróbce cieplnej po spawaniu): Obowiązkowe w większości przypadków usług w wysokiej temperaturze.
  PWHT przywraca temperament do HAZ i zmniejsza stres resztkowy - praktyka komputerowa jest temperowanie/namaczanie w 600–700 ° C. zakres (Procedura musi być kwalifikowana;
  Czas w temperaturze zależy od grubości sekcji). Pole PWHT musi być wykonane zgodnie z wykwalifikowanym WPS/PQR.
• Unikanie kruchego martenzytu: Szybkie chłodzenie może tworzyć niepewnie martenzyt w HAZ - podgrzewanie podgrzewania i PWHT są niezbędne.

Obróbka: Przezwyciężenie twardości i urabialności

• Struktura po Ht: Temperowany martenzyt/bainit ma stosunkowo wysoką wytrzymałość; Użyj odpowiedniego narzędzia do węglików, Niskie prędkości cięcia i płyn chłodzący powódź.
• Kontrola zniekształceń: Obróbka powinna uwzględniać możliwe zniekształcenie przy usuwaniu ograniczeń-sekwencjonowanie i podanie o obróbce cieplnej ustala.
• Integralność powierzchni: Unikaj temperatur szlifowania powierzchni, które mogą ponownie zahartować powierzchnie.

Rozważania castingowe

WC6 i WC9 są często produkowane jako Duże komponenty z piaskiem (zawory, skrzynie parowe, obudowy turbinowe do 10 mnóstwo).

Odlew wymaga skrupulatnej kontroli procesu, aby uniknąć wad metalurgicznych.

• Praktyka topnienia: Do krytycznych odlewów, Użyj topnienia VIM/var lub argonu, aby kontrolować zanieczyszczenia i zawartość włączenia. Czyste stopy zmniejszają miejsca inicjacji zmęczenia i pełzania.
• Bramkowanie i ryzyko: Projektowanie kierunkowego zestalenia, odpowiednie karmienie i dreszcze w celu wyeliminowania porowatości skurczowej.
  Odlewy do obsługi ciśnienia często wymagają poziomów akceptacji radiograficznej.
• Obróbka cieplna po odlewie: Cykle normalizacji/wyżarzania łagodzą naprężenia i udoskonalaj mikrostrukturę przed temperamentem.
  Ostateczne temperowanie powoduje pożądaną równowagę siły/wytrzymałości.
• Ndt: Radiografia, Kryteria badań ultradźwiękowych i akceptacji na kod wymagane dla komponentów ciśnienia.

6. Obróbka cieplna & Obróbka powierzchniowa A217 WC6 vs WC9

Obróbka cieplna

Wydajność ASTM A217 WC6 (1.25CR - 0,5MO) i WC9 (2.25CR - 1MO) stopy są krytycznie zależne od obróbki cieplnej, który rządzi ich mikrostrukturą, właściwości mechaniczne, i życie w wysokiej temperaturze.

Obróbka powierzchniowa

Chociaż WC6 i WC9 zapewniają nieodłączne utlenianie i odporność na pełzanie, Inżynieria powierzchniowa może przedłużyć żywotność komponentów w środowiskach korozyjnych lub erozyjnych.

7. Typowe zastosowania A217 WC6 vs WC9

A217 WC6 i WC9 są Martenzytyczne stale o niskiej zawartości zaprojektowany dla wysoka temperatura, Usługa wysokiego ciśnienia.

Ich połączenie Hartowana mikrostruktura martenzytu, Siła pełzania, i stabilność termiczna czyni je niezbędnymi wytwarzanie energii, Petrochemiczny, i przetwarzanie branż.

Przemysł wytwarzania energii

WC6 (1.25CR - 0,5MO):

• Podkrytyczna usługa parowa (≤538 ° C.)
• Komponenty:

• • Nagłówki kotła i łokcie
  • Elementy superheatera i podgrzewania
  • Sekcje obudowy turbiny dla ciśnień pośrednich

WC9 (2.25CR - 1MO):

• Nadkrytyczna i ultra-superkrytyczna para (538–595 ° C.)
• Komponenty:

• • Nagłówki o pod wysokim ciśnieniem i nagłówkami
  • Zawory pary klatki piersiowej
  • Zakładki wlotowe turbiny

Sprzęt petrochemiczny i rafinerii

• WC6:

• • Komponenty pieca (Arkusze rurowe, komory spalania)
  • Grzeźby pośrednie temperatury (≤538 ° C.)

• WC9:

• • Rurki reaktorowe i grzejne działają do 595 ° C.
  • Struktury wsparcia łóżka katalizatora
  • Pod wysokim ciśnieniem zawory petrochemiczne

Sprzęt do transferu pary i ciepła

• Nagłówki i kolektory: Zarówno WC6, jak i WC9 są szeroko stosowane w Nagłówki parowe gdzie temperatura i ciśnienie wahają się cyklicznie.
• Składniki wymiennika ciepła: Arkusze rurowe, przegrody, a płytki końcowe wymagają Odporność na pełzanie I Tolerancja zmęczenia termicznego, Stworzenie tych stopów idealnych.
• Zawory i wyposażenie kotła: Huśtać się, brama, glob, i zawory sprawdzania używają WC6 lub WC9 w zależności od temperatury roboczej.

Inne zastosowania przemysłowe

• Naczynia ciśnieniowe: Małe i średnie naczynia dla Para podkrytyczna/krytyczna W wytwarzaniu energii przemysłowej.
• Pompowami i komponenty turbinowe: Pompy pod wysokim ciśnieniem w zastosowaniach petrochemicznych i nuklearnych.
• Komponenty pieca i pieca: Wsporniki i wewnętrzne struktury narażone na Podwyższone temperatury przez dłuższy czas trwania.

Koperta usług porównawcza

8. Zalety i ograniczenia A217 WC6 vs WC9

Zrozumienie Zalety i ograniczenia WC6 i WC9 ma kluczowe znaczenie dla Inżynierowie i projektanci wybieranie materiałów do wysoka temperatura, Komponenty przemysłowe pod wysokim ciśnieniem.

Zalety

Ograniczenia

9. Porównanie z konkurencyjnymi materiałami

Podczas wybierania wysoka temperatura, Materiały związane z ciśnieniem, Inżynierowie często oceniają WC6 i WC9 przeciwko Alternatywne stale stopy i stali nierdzewne.

Kluczowe konkurencyjne materiały

• Stal węglowa (Cs): Niski Alloy, ekonomiczny, odpowiednie do niskich do umiarkowanych temperatur (<400 ° C.), ale słaby odporność na pełzanie i korozję.
• Płytki stalowe chrom-molibden (NP., ASTM A335 P11/P22): Wykute lub spawany materiał rury ciśnieniowej, Wyższa odporność na pełzanie niż CS, tańsze niż odlewy WC9.
• Austenityczne stale nierdzewne (304, 316, 321, 347): Doskonała odporność na korozję, odpowiednie do umiarkowanych temperatur (≤650 ° C.), Niższa wytrzymałość i odporność na pełzanie w porównaniu z WC9.
• Stopy niklu (Niewygod 600/625, Hastelloy): Znakomita korozja i siła w wysokiej temperaturze (do 700–1 000 ° C), ale bardzo drogie i trudne do wytworzenia.
• Inne stale z odlewy o niskiej płaszczyźnie (NP., ASTM A217 klasa C12, CN7M): Austenityczne stale, Dobra odporność na korozję, ale niższa wytrzymałość na usługi pod wysokim ciśnieniem.

Porównawcza tabela wydajności

10. Wniosek

A217 WC6 vs WC9 to roboty systemów ciśnienia w średnim temperaturze, umożliwianie sejfu, wydajne działanie elektrowni, Rafinerie, i obiekty petrochemiczne na całym świecie.

Ich sukces wynika z:

• Celowane stopowe: CR i MO zapewniają utlenianie i odporność na pełzanie dostosowane do usług 400–595 ° C, Najczęstszy zakres przemysłowych zastosowań o wysokiej temperaturze.
• Sprawdzone obróbkę cieplną: Hartowana mikrostruktura martenzytu równoważy siłę, wytrzymałość, i stabilność - walidowane przez dziesięciolecia testowania ASTM/ASME i usługi terenowe.
• Opłacalność: Środek pomiędzy nisko wydajnymi stalami węglowymi a kosztownymi zaawansowanymi stopami, Minimalizowanie LCC podczas spełnienia standardów bezpieczeństwa.

Podczas zaawansowanych stopów (NP., P91, Superalloys na bazie niklu) wypierają WC6/WC9 w ultra-wysokiej temperaturze (>600° C.) Zastosowania, WC6/WC9 pozostaje niezastąpiony dla usług 400–595 ° C - gdzie ich wydajność, Fabrilanty, i koszty są zgodne z potrzebami przemysłowymi.

Dla inżynierów i zespołów zamówień, Sukces z WC6/WC9 zależy od ścisłego przestrzegania standardów ASTM/ASME dla kompozycji, obróbka cieplna, i wytwarzanie - ubezpieczenie tych stopów zapewnia pełne 15–25 lat życia.

FAQ

Czy WC6 i WC9 mogą być spawane razem lub ze stalą węglową?

Tak, Ale połączenia muszą być zaprojektowane: Użyj kompatybilnych metali wypełniaczy, podgrzewać, Kontrole międzypasowe i PWHT.

Odmienne połączenia metalowe wymagają uwagi na dopasowanie rozszerzalności cieplnej, Problemy galwaniczne i metalurgia Haz. Śledź kwalifikowane wymagania WPS/PQR i.

Co PWHT jest typowe po spawaniu?

Praktyka polowa często wykorzystuje temperowanie PWHT w 600–700 ° C. zakres.

Dokładna temperatura/czas namoczenia zależy od grubości i musi przestrzegać wykwalifikowanej procedury; Zawsze zapoznaj się z dostawcą/kodem.

Jak długo potrwa ciało zaworu WC9 550 ° C.?

Życie usług zależy od stresu, cykl, Jakość środowiska i castingu.

WC9 jest przeznaczony do dłuższej żywotności niż WC6 w podwyższonych temperaturach, Ale przewidywanie życia wymaga danych o pęknięciu i stresu projektowego; Wykonaj analizy fitness dla usług dla krytycznych komponentów.

Czy WC6/WC9 odpowiednie dla środowisk bogatych w chlorek?

Nie są najlepszym wyborem do ciężkiej korozji chlorków (Pitting/SSC). Dupleksowe stale nierdzewne lub stopy niklu są preferowane, w których niepokoją jest korozja naprężenia chlorkowego.

Jakie kontrole są niezbędne w dostawie?

Wymagają analizy chemicznej (MTC), Rozciąganie i twardość (Jak określono), Radiografia/UT do odlewań ciśnieniowych, Kontrole wymiarowe i rekordy obróbki cieplnej. W stosownych przypadkach, Testy wpływu i PMI są ostrożne.