A216 WCB uhlíková oceľ: Ventily, Príruba, Tlakový

Zavedenie

ASTM A216 / ASME SA-216- WCB -je štandardné označenie uhlíkovej ocele, ktorá sa bežne používa v aplikáciách tlaku teploty.

Historicky prijaté v petrochemickom, generovanie energie, vodné práce a všeobecné priemyselné odvetvia, Odliatky WCB sa objavujú v bráne, glóbus, Skontrolujte a guľové ventily, potrubie, pumpové telá a tlakové nádoby.

Kombinuje nízke náklady na materiál, Dobrá odlievateľnosť a machinabilita, a prijateľný mechanický výkon v širokom okne, čo z neho robí štandardnú voľbu, kde korozívny útok a extrémne teploty nie sú primárnymi vodičmi.

1. Čo je uhlíková oceľ A216 WCB?

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 Stupeň WCB) je všeobecná vec vrhnúť uhlíková oceľ špecifikované pre odliatky na zadržanie tlaku, ako sú telá ventilov, čerpacie puzdrá, príruby a plavidlá.

Je formulovaný ako zvárateľný, „Nízka uhlík“ oceľ (0.25–0,35% c) určené na ponúkanie pragmatického zostatku nákladov, odlievateľnosť, machináovateľnosť, tvrdosť a sila pre službu v okolitých a miernych zvýšených teplotách.

Typické servisné usmernenie umiestňuje WCB do rozsahu –29 ° C až ~ 427 ° C, Aj keď presná povolená pracovná teplota závisí od konštrukčného kódu, hrúbka sekcie a požadované mechanické/nárazové vlastnosti.

Rozpad triedy (Čo znamená „WCB“)

ASTM A216 používa kompaktné písmenové kódy na opis zamýšľanej služby a relatívnych vlastností:

• W - Zvárateľné: Prax chémie a topenia sa kontroluje, aby sa znížili problémy s zvárateľnosťou (Nízka tendencia krakovania vodíka a mierna tvrdosť).
• C - uhlíková oceľ: Nie je zámerne legovaná trieda (Žiadny úmyselný vysoký CR, Ni prírastky ako v nehrdzavejom/zliatine obsadených ocelí).
• B - Stupeň B: rovnováha pevnosti/ťažnosti v strednom rozsahu v rodine A216. (Ostatné stupne A216: WCA = uhlíkový stupeň nižšej sily; WCC = Stupeň s vyšším obsahom uhlíka/vyššej sily.)

2. Typická chémia uhlíkovej ocele ASTM A216 WCB

3. Mechanické vlastnosti uhlíkovej ocele A216 WCB

Výkon ASTM A216 WCB obsadenie uhlíkovej ocele v servise závisí od jej mechanické vlastnosti, ktoré sú kontrolované chémiou, veľkosť sekcie, kvalita obsadenia, a tepelné spracovanie.

Typické mechanické vlastnosti miestnosti

(Ako je uvedené v ASTM A216 / ASME SA-216, S typickými zlievavými údajmi)

Efekt veľkosti sekcie: Odliatky s veľkou hrúbkou chladné pomalšie, Vytváranie hrubších štruktúr perlitu/feritu → Nižšia pevnosť v ťahu a húževnatosť nárazu.

Mechanické vlastnosti zvýšenej teploty

ASTM A216 WCB uhlíková oceľ sa široko používa v Aplikácie tlaku strednej teploty, Ale ako všetky uhlíkové ocele, svoj Mechanická pevnosť klesá s rastúcou teplotou.

4. Fyzický & Tepelné vlastnosti uhlíkovej ocele A216 WCB

Okrem mechanických vlastností, ten fyzické a tepelné vlastnosti ASTM A216 Cast oceľ WCB zohráva rozhodujúcu úlohu v inžinierskom dizajne.

Tieto hodnoty určujú výkon teplotné variácie, tepelná cyklistika, a tlaková služba, najmä v prírubových kĺboch, telá ventilu, a potrubné komponenty.

Typické fyzikálne vlastnosti

Tepelné vlastnosti

5. Procesy odlievania uhlíkovej ocele A216 WCB

ASTM A216 WCB komponenty sa najčastejšie vyrábajú odlievanie, Kvôli vynikajúcej zliatine a jej rozšírenej používaní v ventily, príruba, pump, a tlakové vybavenie.

Výber metódy odlievania závisí od veľkosť, zložitosť, náklady, a požadovaná rozmerová presnosť.

Odlievanie piesku (Zelený piesok / Živice viazaný piesok)

• Využitie: Dominantný proces (>80% výroby WCB). Vhodný pre veľký, ťažký, a komplexné časti ako sú telá ventilov, tlakové kryty, a príruby.
• Lišta:

• • Zelený piesok (hlinený viazaný): Nízka cena, vysoká produktivita, ale dolná dimenzionálna presnosť.
  • Živice viazaný piesok (fenolový): Lepšia sila, rozmerové ovládanie, a povrchová úprava pre kritické telá ventilu.

• Schopnosti:

• • Váh: 10 kg do >10 ton.
  • Rozmerová tolerancia: CT 9–11 (ISO 8062).
  • Povrchová úprava: RA 12,5-25 μm.

• Výhody: Nákladovo efektívne pre veľké odliatky; prispôsobuje zložité vnútorné pasáže s jadrami.
• Obmedzenia: Potrebný príspevok na vyššiu obrábanie (3–6 mm); náchylné k povrchovým defektom (zaradenie piesku, drsnosť).

Investičný casting (Proces strateného vosku)

• Využitie: Uplatňovať menšie alebo stredné komponenty kdekoľvek presnosť a kvalita povrchu sú kritické, Napr., ventilové diely, čerpacie obežné kolesá, malé vybavenie.

  

• Tok procesu: Vzorový vzor → Keramická škrupina Budova → Devwaxing → Kovové nalievanie → Odstránenie škrupiny.
• Schopnosti:

• • Váh: 50 g - 50 kg.
  • Rozmerová tolerancia: CT 5–7 (ISO 8062).
  • Povrchová úprava: RA 3,2-6,3 μm.

• Výhody: Znižuje obrábanie, dosahuje tvar takmer siete, Vynikajúca reprodukcia detailov.
• Obmedzenia: Vyššie náklady vs obsadenie piesku, obmedzené na stredné/malé diely.

Odlievanie škrupín

• Využitie: Stredne veľký, mierne zložité odliatky WCB. Často používané pre prevodové kryty, pump, a ventilové jokes.
• Spracovanie: Jemný piesok potiahnutý termosetovou živicou sa spadne na zahrievaný kovový vzor → formy tenké, Silná forma škrupiny → Viac vrstiev vytvára polovice foriem → Zovreté na nalievanie.
• Schopnosti:

• • Rozmerová tolerancia: CT 6–8.
  • Povrchová úprava: RA 6,3-12,5 μm.

• Výhody: Vyššia presnosť ako odlievanie piesku, menej obrábanie, dobrú opakovateľnosť.
• Obmedzenia: Vyššie náklady na náradie; Nie je to ekonomické pre veľmi veľké odliatky.

Odstredivé odlievanie

• Využitie: Valcové komponenty WCB v tvare krúžku, ako úseky, rukávy, a krúžky na sedenie ventilu.
• Spracovanie: Roztavená oceľ naliate do a rotujúca forma, odstredivka, výroba hustý, konštrukcia.
• Schopnosti:

• • Hrúbka steny rovnomernosť: vynikajúci.
  • Kontrola defektov: Minimálna pórovitosť alebo zmršťovanie.

• Výhody: Vysoká metalurgická integrita, štruktúra jemného zrna, Vynikajúce pre komponenty na zadržanie tlaku.
• Obmedzenia: Obmedzené na valcové geometrie.

Porovnávacie zhrnutie procesov obsadenia

6. Tepelné spracovanie & Tepelné spracovanie uhlíkovej ocele A216 WCB

Tepelné spracovanie zohráva kľúčovú úlohu pri kontrole mechanické vlastnosti, tvrdosť, a rozmerová stabilita A216 WCB Castings.

Ciele tepelného spracovania

• Vylepšiť mikroštruktúru → Pomer vyváženia feritu/perlitu, rozpúšťať segregácie.
• Vylepšiť mechanické vlastnosti → Zvýšiť húževnatosť, zlepšiť ťažnosť, stabilizovať.
• Zmierniť zvyškové napätia → Znížte riziko praskania počas obrábania alebo služby.
• Zlepšiť zvárateľnosť → Tepelné spracovanie po zváraní (Phwht) obnovuje ťažnosť vo zváraných kĺboch.

Typické procesy tepelného spracovania

Normalizácia

• Spracovanie: Ohrievanie 900–950 ° C, chladenie vzduchu.
• Účel:

• • Vylepšuje veľkosť zrna.
  • Vyrába rovnomernú mikroštruktúru perlitu/feritu.
  • Zlepšuje húževnatosť a machinabilitu.

• Aplikácia: Štandardné ošetrenie telách ventilov, príslušenstvo, a tlakové komponenty.

Žíhanie

• Spracovanie: Ohrievanie 850–900 ° C, pomalé chladenie pecí.
• Účel:

• • Znižuje tvrdosť a zvyškové napätia.
  • Zvyšuje machinabilitu (užitočné pre komplexné alebo silne opracované odliatky).

• Aplikácia: Menej bežné ako normalizácia; aplikované, kde sa vyžaduje maximálna ťažnosť.

Uľahčenie stresu

• Spracovanie: Ohrievanie 580–620 ° C, Držanie 1–2 hodín, pomalé chladenie v peci.
• Účel:

• • Znižuje zvyškové napätia z odliatkov alebo zvárania.
  • Zabraňuje skresleniu počas obrábania.

• Aplikácia: Veľké odliatky ventilu a zvárané opravy.

Zhasnutie & Temperovanie (Voliteľný)

• Spracovanie:

• • Austenitizovanie v 880–920 ° C, Nasleduje ochladenie vody/oleja.
  • Temperovanie 600–700 ° C.

• Účel:

• • Zvyšuje silu a tvrdosť.
  • Poskytuje vylepšený odpor opotrebenia pre konkrétne aplikácie (Aj keď je pre WCB menej častý v porovnaní s zliatinovými oceľami).

Vplyv na mechanické vlastnosti

7. Obrábanie, Zváranie & Výroba

Machináovateľnosť:

• WCB je relatívne machinovateľná v porovnaní s oceľami s nízkym zliatinou. Používajte karbidové nástroje pri miernych rýchlostiach; z hrubých prerušených rezov z rigidných nastavení ťaží.
  Typické rýchlosti otáčania závisia od náradia a sekcie: Napr., ~ 100–250 m/min s karbidovými vložkami (líši sa prierezom a chladiacou kvapalinou).

Zváranie:

• Predhrievať/presahovať: Odporúča sa zabrániť praskaniu vodíka a regulácii rýchlosti chladenia; Typické predhrievanie 100 - 250 ° C v závislosti od hrúbky.
• Kovy: Používajte zodpovedajúce alebo vhodné spotrebné materiály z nízkej zliatiny (Napr., Séria ER70 alebo špecifikovaná trieda na projekt).
• Tepelné spracovanie po zváraní (Phwht): použité v prípade potreby podľa kódu alebo na zníženie zvyškového stresu (Typický PWHT 550–650 ° C pre uhlíkové ocele; Postupujte podľa postupu zvaru a kód).
• Oprava zvárania: prijateľné s kvalifikovanými postupmi a následnou NDT/inšpekciami.

8. Korózia, Ochrana proti povrchu & Povlaky

Korózia:

• WCB je základná uhlíková oceľ - náchylná k všeobecnej korózii vo vlhkom prostredí, jamky v stagnujúcich vodách bohatých na chlorid, a galvanický útok, keď je spojený s viac ušľachtilými kovmi.
  Vystupuje primerane vo vode, olej, a neagresívne chemické služby, keď sú chránené.

Ochrana:

• Vonkajšie povlaky: epoxid, epoxid fúzne, polyuretán, alebo bitúmenové farby pre atmosférickú ochranu.
• Pozemský: možné pre niektoré vybavenie, ale obmedzené pre tlakové časti s opracovanými tvárami.
• Vnútorné obloženia: guma, Ptfe, podšívka na podšívku alebo epoxidové obloženia pre agresívne tekutiny (spoločné pre ventily v korozívnych službách).
• Katódová ochrana: uskutočniteľné na zakopaných alebo ponorených štruktúrach, ale zvážte, kedy existujú spojené kovy.

9. Nedeštruktívne testovanie & Kontrola kvality

Spoločné NDT pre odliatky WCB:

• Vizuálna kontrola (VT): Kontrola prvej línie pre povrchové defekty.
• Rádiografické testovanie (Rt): na detekciu vnútornej pórovitosti, zhoršenie. Často sa vyžaduje pre odliatky na zadržanie tlaku.
• Ultrazvukové testovanie (Ut): Účinné pre planárne defekty a objemové hodnotenie v hrubých úsekoch.
• Magnetické častice (Mt) & Prienik za tekutinu (Pt): prerušovanie povrchov.
• Tvrdosť & Ťahové testy: podľa plánov odberu vzoriek ASTM/ASME. Testovanie dopadu (Charpy) môže byť potrebné pre stanovené služby (Obzvlášť nízkoteplotná služba).

10. Aplikácie uhlíkovej ocele A216 WCB

A216 GR WCB uhlíková oceľ je jednou z najčastejšie používané obsadené ocele v tlakovom zariadení a priemysle na kontrolu prietoku.

Priemysel

• Výrobky: Brána, glóbusové ventily, guľôčkové ventily, kontrolné ventily, a telá motýľa ventilu.
• Servisné podmienky:

• • Teplota: -29° C až 427 ° C (na ASTM/ASME).
  • Tlak: až do Trieda 150–2500 v závislosti od hrúbky steny.

• Príklad: API 600 Gate ventily pre rafinérsku službu často určujú A216 WCB pre možnosti uhlíkovej ocele.

Potrubie & Príruba

• Výrobky: Lakte, odpalisko, redukcia, slepé príruby, príruba zváracieho krku.

Čerpadlá & Kompresory

• Výrobky: Pump, obaly (Skok s nízkou zliatinou sa niekedy vyžaduje), kompresorové kryty.
• Príklad: Čerpadlá na kŕmne vody v elektrárňach bežne používajú kryty WCB s vnútornými povlakmi na odolnosť proti erózii.

Tlakové plavidlá & Vybavenie

• Výrobky: Reaktorové plavidlá, tlakové filtre, odlučovač, parné bubny (komponenty, Nie celé plavidlá).

Energia & Infraštruktúra ropy/plynu

• Potrubné ventily: API 6D loptové ventily, ošípané ventily.
• Rafinérska služba: Katalytické krakovacie jednotky ventily, Destilačné komponenty vlaku.
• Elektráreň: Parné izolačné ventily, čerpacie puzdrá, Odliatky na odsírenie jednotiek.
• Potreba výkonu: Tvrdosť pri spustení Subzera (-29° C) a pevnosť pri cyklických tepelných zaťaženiach.

Priemyselné stroje & Všeobecné inžinierstvo

• Žiadosti: Kryty ťažkých zariadení, koleso, spojky, podpora.

Obmedzenia služieb (Keď nepoužíva WCB)

• Korozívne médiá: Nie je vhodný pre agresívny chlorid, kyslý, alebo expozícia morskej vody (Namiesto toho použite nerezový CF8M).
• Vysoká teplota (>427° C): Vyžaduje si zliatinové obsadené ocele, ako je ASTM A217 WC6, WC9 pre odpor tečenia.
• Kryogénne aplikácie (< -46° C): WCB stráca tvrdosť; známky (Napr., LCB, LCC) sú potrebné.

11. Porovnanie s alternatívami

12. Záver

A216 Stupeň WCB uhlíková oceľ je chrbticou systémov obsahujúcich priemyselný tlak-jej nákladová efektívnosť, zvárateľnosť, a vyvážené vlastnosti, ktoré ho robia nenahraditeľnými pre nekologózne, Aplikácie miernej teploty.

Od ropných rafinérií po elektrárne, umožňuje bezpečné, Spoľahlivá prevádzka komponentov, ktoré sú príliš veľké alebo zložité na výrobu prostredníctvom spracovaných procesov.

Časté otázky

Q1: Môže byť zváraný A216 WCB?

A: Áno - 216 WCB je navrhnutý pre zvárateľnosť. Používajte E7018 s nízkym obsahom hydrogenu pre hrubé rezy (>25 mm) Aby sa zabránilo praskaniu za studena; Pre tenké úseky sa nevyžaduje žiadne predhrievanie (<25 mm).

Zmiernenie stresu po zváraní (595–650 ° C) sa odporúča pre zvárané tlakové nádoby.

Q2: Je A216 WCB vhodný pre kyslú službu (H₂s)?

A: NIE-A216 WCB je náchylný na krakovanie vyvolané vodíkom (Hanba) v prostrediach H₂S.

Pre kyslú službu (≥ 50 ppm h₂s), Použite A350 LF2 (zliatina) alebo A217 WC9 (chróm-molybdénová oceľ) súlad s NACE MR0175.

Q3: Čo je maximálna teplota A216 WCB zvládnuť?

A: Limity ASTM A216 A216 WCB na 427 ° C. Nad touto teplotou, Deformácia tečenia zrýchľuje (0.1% za 1000 Hodiny pri 450 ° C), Riskujúce zlyhanie tlakovej nádoby.

Pre >427° C služba, Použite A217 WC9 (593Max.) alebo 316l (870Max.).

Q4: Ako dlho trvá A216 WCB v sladkovodnej službe?

A: S epoxidovým povlakom, A216 WCB má v sladkej vode životnosť 15 - 20 rokov (miera korózie 0,01–0,05 mm/rok). Nepotiahnutý, Trvá to 5–8 rokov (miera korózie 0,1–0,3 mm/rok).

Q5: Aký je rozdiel medzi A216 WCB a A516 GR 70?

A: A216 WCB je a odlievanie (Pre komplexné tvary, ako sú telá ventilov), zatiaľ čo A516 GR 70 je vypaľovacia oceľ (Pre ploché platne používané vo zváraných tlakových nádobách).

Obaja majú podobnú pevnosť v ťahu, Ale A516 Gr 70 má lepšiu nízku teplotu húževnatosť (-46° C vs. -29° C pre WCB).