A216 WCB karbon çeliği: Vanalar, Flanşlar, Basınçlı ekipman

giriiş

ASTM A216 / ASME SA-216- Sınıf WCB -Basınç sıcaklığı uygulamalarında yaygın olarak kullanılan standart döküm karbon çelik tanımı.

Tarihsel olarak petrokimyasal olarak kabul edildi, güç üretimi, Su işleri ve genel sanayi sektörleri, WCB dökümleri kapıda görünür, kürek, Kontrol edin ve bilyalı vanalar, boru bağlantı parçaları, Pompa gövdeleri ve basınç kapları.

Düşük malzeme maliyetini birleştirir, İyi dökülebilirlik ve işlenebilirlik, ve geniş bir sıcaklık penceresinde kabul edilebilir mekanik performans, bu da onu aşındırıcı saldırı ve aşırı sıcaklıkların birincil sürücüler olmadığı standart seçim yapar.

1. A216 WCB karbon çeliği nedir?

A216 WCB (ASTM A216 / ASME SA-216 Sınıf WCB) genel amaçlı döküm karbon çeliği Valf gövdeleri gibi basınçlı dökümler için belirtilmiştir, pompa gövdeleri, flanşlar ve damar bileşenleri.

Kaynaklanabilir olarak formüle edilir, "Düşük Karbonlu" çelik (0.25–0.35 c) pragmatik bir maliyet dengesi sunmayı amaçladı, bozulabilirlik, işlenebilirlik, Ortam ve ılımlı yüksek sıcaklıklarda hizmet için tokluk ve güç.

Tipik Hizmet Kılavuzu WCB'yi menzile yerleştirir –29 ° C ila ~ 427 ° C, Her ne kadar izin verilen çalışma sıcaklığı tasarım koduna bağlı olsa da, Bölüm kalınlığı ve gerekli mekanik/darbe özellikleri.

Sınıf Tasarım Arızası (“WCB” ne anlama geliyor)

ASTM A216, amaçlanan hizmeti ve göreceli özellikleri tanımlamak için kompakt harf kodları kullanır:

• W - Kaynaklanabilir: Kimya ve erime uygulaması, kaynaklanabilirlik sorunlarını azaltmak için kontrol edilir (Düşük hidrojen çatlama eğilimi ve orta derecede sertleşebilirlik).
• C - Karbon Çeliği: kasıtlı olarak alaşımlı bir not değil (kasıtlı yüksek cr yok, Paslanmaz/alaşımlı döküm çeliklerde olduğu gibi NI ilaveleri).
• B - B Sınıfı: A216 ailesi içinde orta menzilli bir güç/süneklik dengesi. (Diğer A216 notları: WCA = düşük mukavemetli karbon derecesi; WCC = daha yüksek karbon/daha yüksek mukavemetli sınıf.)

2. ASTM A216 WCB karbon çeliğinin tipik kimyası

3. A216 WCB karbon çeliğinin mekanik özellikleri

Performansı ASTM A216 WCB Hizmette karbon çeliği dökme Mekanik Özellikler, kimya tarafından kontrol edilen, bölüm boyutu, döküm kalitesi, ve ısı işlemi.

Tipik Oda Sıcaklığı Mekanik Özellikler

(ASTM A216 tarafından belirtildiği gibi / ASME SA-216, tipik döküm verileri ile)

Bölüm Boyut Etkisi: Büyük kalınlıktaki dökümler daha yavaş, Daha kaba inci/ferrit yapılarının üretilmesi → düşük gerilme mukavemeti ve darbe tokluğu.

Yüksek sıcaklık mekanik özellikleri

ASTM A216 WCB karbon çeliği yaygın olarak kullanılır Orta sıcaklık basınç uygulamaları, Ama tüm karbon çelikler gibi, onun Sıcaklık arttıkça mekanik mukavemet azalır.

4. Fiziksel & A216 WCB karbon çeliğinin termal özellikleri

Mekanik özelliklerine ek olarak, . Fiziksel ve termal özellikler ASTM A216 WCB Döküm Çelik Mühendislik Tasarımında Kritik Bir Rol Oyun.

Bu değerler altındaki performansı belirler Sıcaklık varyasyonları, termal bisiklet, ve basınç hizmeti, özellikle flanşlı eklemlerde, valf gövdeleri, ve boru bileşenleri.

Tipik fiziksel özellikler

Termal özellikler

5. A216 WCB karbon çeliğinin döküm işlemleri

ASTM A216 WCB Bileşenler en yaygın olarak üretilir döküm, Alaşımın mükemmel dökülebilirliği ve yaygın kullanımı nedeniyle vanalar, flanşlar, pompa kasaları, ve basınç ekipmanı.

Döküm yöntemi seçimi, kısmen, karmaşıklık, maliyet, ve gerekli boyutsal doğruluk.

Kum dökümü (Yeşil kum / Reçine bağlı kum)

• Kullanım: Baskın süreç (>80% WCB üretimi). Uygun büyük, ağır, ve karmaşık kısımlar valf gövdeleri gibi, basınç gövdeleri, ve flanşlar.
• Kalıplama malzemeleri:

• • Yeşil kum (kil bağlamalı): Düşük maliyet, yüksek verimlilik, ancak daha düşük boyutsal hassasiyet.
  • Reçine bağlı kum (Furan/Fenolik): Daha iyi güç, Boyutlu Kontrol, ve kritik valf gövdeleri için yüzey kaplaması.

• Yetenekler:

• • Ağırlık aralığı: 10 kg yapmak >10 ton.
  • Boyutsal tolerans: CT 9–11 (ISO 8062).
  • Yüzey kaplaması: RA 12.5-25 μm.

• Avantajlar: Büyük dökümler için uygun maliyetli; Çekirdeklerle karmaşık iç pasajları barındırır.
• Sınırlamalar: Daha yüksek işleme ödeneği gerekli (3–6 mm); yüzey kusurlarına eğilimli (kum dahil etme, pürüzlülük).

Hassas Döküm (Kayıp-Ağız Süreci)

• Kullanım: Başvurdu Daha küçük veya orta boy bileşenler Neresi hassasiyet ve yüzey kalitesi eleştirel, Örn., Valf Döşeme Parçaları, pompa pervaneleri, küçük bağlantı parçaları.

  

• İşlem akışı: Balmumu Deseni → Seramik Kabuk Binası → Dewaxing → Metal Dökme → Kabuk Çıkarma.
• Yetenekler:

• • Ağırlık aralığı: 50 G - 50 kilogram.
  • Boyutsal tolerans: CT 5-7 (ISO 8062).
  • Yüzey kaplaması: RA 3.2-6.3 μm.

• Avantajlar: İşlemeyi azaltır, Net'e yakın şekle ulaşır, Mükemmel detay reprodüksiyonu.
• Sınırlamalar: Daha yüksek maliyetli kum dökümüne karşı, Orta/küçük parçalarla sınırlı.

Kabuk Kalıp Dökümü

• Kullanım: Orta boy, Orta derecede karmaşık WCB dökümleri. Genellikle kullanılır Dişli Konutları, pompa kasaları, ve valf sarıları.
• İşlem: Termoset reçinesi ile kaplanmış ince kum, ısıtmalı bir metal desen üzerine bırakılır → Formlar ince, Güçlü Kabuk Kalıp → Çoklu Katman Kalıp yarısı oluşturun → Dökme için bir araya getirilmiş.
• Yetenekler:

• • Boyutsal tolerans: CT 6-8.
  • Yüzey kaplaması: RA 6.3-12.5 μm.

• Avantajlar: Kum dökümünden daha yüksek hassasiyet, daha az işleme, İyi tekrarlanabilirlik.
• Sınırlamalar: Daha yüksek takım maliyeti; Çok büyük dökümler için ekonomik değil.

Savurma döküm

• Kullanım: Silindirik veya halka şeklindeki WCB bileşenleri, örneğin boru bölümleri, kollar, ve valf koltuk halkaları.
• İşlem: Erimiş çelik içine döküldü dönen kalıp, santrifüj kuvveti kalıp duvarına metali sürer, yoğun üretmek, kusursuz yapı.
• Yetenekler:

• • Duvar kalınlığı tekdüzeliği: harika.
  • Kusur kontrolü: minimal gözeneklilik veya büzülme.

• Avantajlar: Yüksek metalurjik bütünlük, İnce Tahıl Yapısı, Basınç alıcı bileşenler için mükemmel.
• Sınırlamalar: Silindirik geometrilerle sınırlı.

Döküm süreçlerinin karşılaştırmalı özeti

6. Isıl işlem & A216 WCB karbon çeliğinin termal işleme

Isıl işlemi kontrol etmede önemli bir rol oynar. Mekanik Özellikler, sertlik, ve boyutsal istikrar A216 WCB dökümleri.

Isıl işlemenin hedefleri

• Mikroyapı rafine → Denge ferrit/inci oranı, Ayrıntıları çözün.
• Mekanik Özellikleri Geliştirin → Tutuşu Artırın, sünekliği artırmak, Gücü dengeleyin.
• Artık gerilmeleri hafifletin → İşleme veya hizmet sırasında çatlama riskini azaltın.
• Kaynaklanabilirliği iyileştirin → Post-Weld Isı Tedavisi (Pwht) Kaynaklı eklemlerde sünekliği geri yükler.

Tipik ısı işlem süreçleri

Normalleştirme

• İşlem: Isıtma 900–950 ° C, hava soğutma.
• Amaç:

• • Tahıl boyutunu rafine eder.
  • Tek tip bir Pearlit/ferrit mikroyapı üretir.
  • Tokluğu ve işlenebilirliği iyileştirir.

• Başvuru: Valf gövdeleri için standart tedavi, bağlantı parçaları, ve basınç bileşenleri.

Tavlama

• İşlem: Isıtma 850–900 ° C, yavaş fırın soğutma.
• Amaç:

• • Sertliği ve artık stresleri azaltır.
  • İşlenebilirliği arttırır (Karmaşık veya ağır işlenmiş dökümler için kullanışlı).

• Başvuru: Normalleştirmeden daha az yaygın; maksimum sünekliğin gerekli olduğu yerlerde uygulanır.

Stres rahatlatıcı

• İşlem: Isıtma 580–620 ° C, 1-2 saat tutma, Fırında yavaş soğutma.
• Amaç:

• • Döküm veya kaynaktan kalma gerilmeleri azaltır.
  • İşleme sırasında bozulmayı önler.

• Başvuru: Büyük valf dökümleri ve kaynaklı onarımlar.

Söndürme & Temkinli (İsteğe bağlı)

• İşlem:

• • Ousteniting 880–920 ° C, ardından su/yağ söndürmesi.
  • Temperlemek 600–700 ° C.

• Amaç:

• • Gücü ve sertliği artırır.
  • Belirli uygulamalar için gelişmiş aşınma direnci sağlar (WCB için alaşım çeliklere kıyasla daha az yaygın olsa da).

Mekanik özellikler üzerindeki etkisi

7. İşleme, Kaynak & İmalat

İşlenebilirlik:

• WCB, düşük alaşımlı çeliklere kıyasla nispeten işlenebilir. Orta hızlarda karbür takımlarını kullanın; Ağır kesilmiş kesimler sert kurulumlardan yararlanır.
  Tipik dönüş hızları takımlara ve bölüme bağlı: Örn., Karbür ekleri ile ~ 100-250 m/dk (kesit ve soğutma sıvısına göre değişir).

Kaynak rehberliği:

• Ön ısıtma/Interpass: Hidrojen çatlamasını önlemek ve soğutma hızını kontrol etmek önerilir; Kalınlığa bağlı olarak tipik ön ısıtma 100-250 ° C.
• Dolgu Metalleri: Eşleşen veya uygun düşük alaşımlı çelik sarf malzemeleri kullanın (Örn., Proje başına ER70 Serisi veya Belirtilen Sınıf).
• Anlatılan ısı işlemi (Pwht): Kodun gerektirdiği yerlerde veya artık stresi azaltmak için kullanılır (Dökme karbon çelikler için tipik PWHT 550-650 ° C; Kaynak prosedürünü ve kodu izleyin).
• Onarım Kaynağı: Nitelikli prosedürler ve müteakip NDT/Muayene ile kabul edilebilir.

8. Korozyon, Yüzey koruması & Kaplamalar

Korozyon davranışı:

• WCB temel karbon çeliğidir - ıslak ortamlarda genel korozyona eğilimlidir, Durgun klorür açısından zengin sularda çukurlaşma, ve daha asil metallere bağlandığında galvanik saldırı.
  Suda yeterince performans gösterir, yağ, ve korunduğunda agresif olmayan kimyasal hizmetler.

Koruma Stratejileri:

• Harici kaplamalar: epoksi, füzyon bağlı epoksi, poliüretan, veya atmosferik koruma için bitümlü boyalar.
• Galvanizleme: bazı bağlantı parçaları için mümkün, ancak işlenmiş yüzleri olan basınç parçaları için sınırlı.
• İç astarlar: lastik, Ptfe, Agresif sıvılar için cam astar veya epoksi astarlar (aşındırıcı hizmetlerde vanalar için yaygın).
• Katodik koruma: gömülü veya batık yapılarda mümkün, Ama birleştirilmiş metallerin ne zaman var olduğunu düşünün.

9. Tahribatsız test & Kalite kontrolü

WCB dökümleri için ortak NDT:

• Görsel inceleme (VT): Yüzey kusurları için birinci basamak kontrol.
• Radyografik test (RT): İç gözenekliliği tespit etmek için, büzülme. Basınçlı dökümler için genellikle gereklidir.
• Ultrasonik test (UT): Kalın bölümlerde düzlemsel kusurlar ve hacimsel değerlendirme için etkili.
• Manyetik parçacık (MT) & Sıvı penetran (PT): yüzey kırma süreksizlikleri.
• Sertlik & Çekme Testleri: ASTM/ASME örnekleme planları. Etki testi (Çirkin) Belirtilen hizmetler için gerekli olabilir (Özellikle düşük sıcaklık hizmeti).

10. A216 WCB karbon çeliğinin uygulamaları

A216 GR WCB karbon çeliği En yaygın kullanılan döküm çelikler Basınç ekipmanı ve akış kontrol endüstrisinde.

Valf endüstrisi

• Ürünler: Kapı valfleri, küre valfleri, top valfleri, çek valfleri, ve kelebek valf gövdeleri.
• Hizmet Koşulları:

• • Sıcaklık: -29° C ila 427 ° C (ASTM/ASME).
  • Basınç: kadar Sınıf 150-2500 duvar kalınlığına bağlı olarak.

• Örnek Örnek: API 600 Rafineri Servisi için Kapı Vanaları Sık sık karbon çeliği seçenekleri için A216 WCB'yi belirtin.

Boru bağlantı parçaları & Flanşlar

• Ürünler: Dirsekler, tees, azaltıcılar, kör flanşlar, Kaynak boyun flanşları.

Pompalar & Kompresörler

• Ürünler: Pompa kasaları, pervane (Düşük alaşım kaplama bazen gerekli), kompresör muhafazaları.
• Örnek: Enerji santrallerindeki kazan besleme suyu pompaları, erozyon direnci için dahili kaplamalı WCB muhafazalarını kullanır.

Basınçlı gemiler & İşleyiş

• Ürünler: Reaktör gemileri, basınç filtreleri, ayırıcılar, buhar davulları (bileşenler, Bütün gemiler değil).

Enerji & Petrol/gaz altyapısı

• Boru hattı vanaları: API 6D bilyalı vanalar, pigging valfleri.
• Rafineri hizmeti: Katalitik çatlama ünitesi vanalar, Damıtma Tren Bileşenleri.
• Enerji santralleri: Buhar izolasyon vanaları, pompa gövdeleri, Desülfürizasyon Ünitesi Dökümleri.
• Performans İhtiyacı: Subzero başlangıçta tokluk (-29° C) ve döngüsel termal yükler altında mukavemet.

Endüstriyel makine & Genel Mühendislik

• Başvuru: Ağır ekipman muhafazaları, Dişli Kasaları, kaplılar, Destekler.

Hizmet Sınırlamaları (WCB kullanmaya ne zaman)

• Aşındırıcı medya: Agresif klorür için uygun değil, asit, veya deniz suyuna maruz kalma (Bunun yerine paslanmaz cf8m kullanın).
• Yüksek sıcaklık (>427° C): ASTM A217 WC6 gibi alaşım dökme çelikler gerektirir, Sürünme direnci için WC9.
• Kriyojenik Uygulamalar (< -46° C): WCB sertliği kaybeder; düşük sıcaklık notları (Örn., LCB, LCC) gerekli.

11. Alternatiflerle karşılaştırma

12. Çözüm

A216 Sınıf WCB Karbon Çeliği, endüstriyel basınç içeren sistemlerin omurgasıdır-maliyet etkinliği, kaynaklanabilirlik, ve dengeli özellikler onu aşındırıcı olmayan için yeri doldurulamaz hale getirir, Orta sıcaklık uygulamaları.

Petrol rafinerilerinden enerji santrallerine, Güvenli sağlar, Farabalı süreçler yoluyla üretilemeyecek kadar büyük veya karmaşık bileşenlerin güvenilir çalışması.

SSS

Çeyrek: A216 WCB kaynaklı olabilir mi?

A: Evet - A216 WCB kaynaklanabilirlik için tasarlanmıştır. Kalın bölümler için E7018 düşük hidrojen elektrotları kullanın (>25 mm) Soğuk çatlamayı önlemek için; İnce bölümler için ön ısıtma gerekmez (<25 mm).

Anlatılan Stres Hafifi (595–650 ° C) kaynaklı basınçlı kaplar için önerilir.

Çubuk: A216 WCB ekşi hizmet için uygun mu (H₂s)?

A: Hayır-A216 WCB, hidrojen kaynaklı çatlamaya duyarlıdır (Hic) H₂ ortamlarında.

Ekşi hizmet için (≥50 ppm h₂s), A350 LF2 kullanın (alaşımlı) veya A217 WC9 (krom-molibden çelik) NACE MR0175 ile uyumlu.

Çeyrek: A216 WCB'nin işleyebileceği maksimum sıcaklık nedir?

A: ASTM A216 A216 WCB sınırları 427 ° C. Bu sıcaklığın üstünde, Sürünme deformasyonu hızlanır (0.1% başına 1000 450 ° C'de saatler), Riski Basınçlı Gemi Arızası.

İçin >427° C Servis, A217 WC9 kullanın (593° C maks.) veya 316L (870° C maks.).

Çeyrek: A216 WCB tatlı su hizmetinde ne kadar sürer??

A: Epoksi kaplamalı, A216 WCB'nin tatlı suda 15-20 yıllık bir servis ömrü var (Korozyon oranı 0.01-0.05 mm/yıl). Kaplanmamış, 5-8 yıl sürüyor (Korozyon oranı 0.1-0.3 mm/yıl).

Q5: A216 WCB ve A516 GR arasındaki fark nedir 70?

A: A216 WCB bir döküm (Valf gövdeleri gibi karmaşık şekiller için), A516 GR 70 ki dövme çelik (Kaynaklı basınçlı kaplarda kullanılan düz plakalar için).

Her ikisi de benzer gerilme mukavemetine sahiptir, Ama A516 GR 70 daha düşük sıcaklıklı tokluğa sahiptir (-46° C vs. -29WCB için ° C).