Le matériau couramment utilisé pour le corps de vanne

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Répond au texte précédent, le matériau commun du corps de la vanne comprend l'acier au carbone, l'acier au carbone à basse température, l'acier allié, l'acier inoxydable austénitique, l'alliage de titane en alliage de cuivre moulé, l'alliage d'aluminium, etc., dont l'acier au carbone est le matériau de corps le plus largement utilisé. Aujourd'hui, nous allons rassembler ici les matériaux couramment utilisés pour le corps de vanne.

Matériau du corps de vanne Normes Température/℃ Pression/MPa Moyen
fonte grise -15～200 ≤1,6 Eau, gaz,

 
Fonte malléable noire -15～300 ≤2,5 Eau, eau de mer, gaz, ammoniac

 
Fonte ductile -30～350 ≤4,0 Eau, eau de mer, gaz, air, vapeur

 
Acier au carbone (WCA, WCB, WCC) ASTMA216 -29 ~ 425 ≤32,0 Applications non corrosives, y compris l'eau, le pétrole et le gaz
Acier au carbone à basse température (LCB、LCC) ASTMA352 -46～345 ≤32,0 Application à basse température
Acier allié (WC6、WC9)

(C5、C12)

 ASTMA217 -29～595

-29～650

 Haute pression Milieu non corrosif /

Milieu corrosif
Acier inoxydable austénitique ASTMA351 -196～600 Milieu corrosif
Alliage de monel ASTMA494 400 Milieu contenant de l'acide fluorhydrique
Hastelloy ASTMA494 649 Milieux fortement corrosifs tels que l'acide sulfurique dilué
Alliage de titane Une variété de médias hautement corrosifs
Alliage de cuivre coulé -273～200 Oxygène, eau de mer
Plastiques et céramiques ~60 ≤1,6 Milieu corrosif

 

Codes Matériel Normes Applications Température
WCB Acier Carbone ASTMA216 Applications non corrosives, y compris l'eau, le pétrole et le gaz -29 ℃ ~ + 425 ℃
LCB Acier à basse température ASTMA352 Application à basse température -46 ℃ ~ + 345 ℃
LC3 3.5%Ni-acier ASTMA352 Application à basse température -101 ℃ ~ + 340 ℃
WC6 Acier 1.25%Cr0.5%Mo ASTMA217 Applications non corrosives, y compris l'eau, le pétrole et le gaz -30 ℃ ~ + 593 ℃
WC9 2,25Cr
C5 5%Cr 0,5%Mo ASTMA217 Applications douces ou non corrosives -30 ℃ ~ + 649 ℃
C12 9%Cr 1%Mo
CA15(4) Acier 12%Cr ASTMA217 Applications corrosives +704℃
CA6NM(4) Acier 12%Cr ASTMA487 Applications corrosives -30 ℃ ~ + 482 ℃
CF8M 316SS ASTMA351 Applications non corrosives corrosives, à très basse ou haute température -268 ℃ à + 649 ℃, 425 ℃ au-dessus ou la teneur en carbone spécifiée est de 0,041 TP3T ou supérieure
CF8C 347SS ASTMA351 Applications corrosives à haute température -268 ℃ à + 649 ℃, 540 ℃ au-dessus ou la teneur en carbone spécifiée est de 0,041 TP3T ou supérieure
CF8 304SS ASTMA351 Applications non corrosives corrosives, à très basse ou haute température -268 ℃ à + 649 ℃, 425 ℃ au-dessus ou la teneur en carbone spécifiée est de 0,041 TP3T ou supérieure
CF3 304LSS ASTMA351 Applications corrosives ou non corrosives +425℃
CF3M 316LSS ASTMA351 Applications corrosives ou non corrosives +454℃
CN7M Acier en alliage ASTMA351 Bonne résistance à la corrosion à la chaleur de l'acide sulfurique +425℃
M35-1 Monel ASTMA494 Qualité soudable, bonne résistance à la corrosion par les acides organiques et l’eau salée.

Résistance à la corrosion la plus alcaline

 +400℃
N7M Hastelloy B ASTMA494 Convient à diverses concentrations et températures d'acide fluorhydrique, bonne résistance à la corrosion de l'acide sulfurique et de l'acide phosphorique +649℃
CW6M Hastelloy C ASTMA494 À haute température, il présente une résistance élevée à la corrosion de l'acide formique, de l'acide phosphorique, de l'acide sulfureux et de l'acide sulfurique. +649℃
CY40 Inconel ASTMA494 Fonctionne bien dans les applications à haute température, présente une bonne résistance à la corrosion dans les fluides hautement corrosifs

 

En tant que fabricant et distributeur entièrement approvisionné de vannes industrielles, PERFECT propose une gamme complète de vannes à vendre qui est fournie à diverses industries. Les matériaux de corps de vanne disponibles, notamment l'acier au carbone, l'acier inoxydable, l'alliage de titane, les alliages de cuivre, etc., sont faciles à trouver pour vos besoins de vanne.

 

Classe de fuite du siège de vanne de régulation

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Dans les articles précédents, nous introduisons «Quelle est la cause de la fuite de la valve" et "Les normes de taux de fuite de la vanne industrielle», aujourd'hui, nous continuerons à discuter de la classe de fuite et de la classification des vannes.

ANSI FCI 70-2 est une norme industrielle pour les fuites des sièges de vannes de régulation, spécifie six classes de fuite (Classe I, II, III, IV, V, VI) pour les vannes de régulation et définit la procédure de test et remplace ANSI B16.104. Les plus couramment utilisées sont la CLASSE I, la CLASSE IV et la CLASSE Vl. Le joint métal-élastique ou le joint métallique doivent être sélectionnés lors de la conception technique en fonction des caractéristiques du fluide et de la fréquence d'ouverture de la vanne. Les qualités de joint de soupape à siège métallique doivent être stipulées dans le contrat de commande, les taux I, Ⅱ, Ⅲ sont moins utilisés en raison de la demande d'un niveau inférieur, choisissez généralement Ⅳ au moins et V ou Ⅵ pour des exigences plus élevées.

 

Classifications du siège de soupape de commande (ANSI/FCI 70-2 et CEI 60534-4)

Classe de fuite Fuite maximale admissible Milieu d'essai Test de pression Procédures de notation des tests Type de vanne
Classe I / / / Aucun test requis Vannes à siège métallique ou élastique
Classe II 0,5% de capacité nominale Air ou eau à 50-125 F (10-52C) 3,5 bar, différentiel de fonctionnement selon la valeur la plus basse Inférieur de 45 à 60 psig ou différentiel de fonctionnement maximum Vannes de régulation commerciales à double siège ou équilibrées à simple siège vannes de régulation avec un joint de segment de piston et des sièges métal sur métal.
Classe III 0,1% de capacité nominale Comme ci-dessus Comme ci-dessus Comme ci-dessus Identique à la classe II, mais avec un degré d'étanchéité du siège et du joint plus élevé.
Classe IV 0,01% de capacité nominale Comme ci-dessus Comme ci-dessus Comme ci-dessus Vannes de régulation mono-siège déséquilibrées du commerce et vannes de régulation mono-siège équilibrées avec segments de piston très étanches ou autres moyens d'étanchéité et sièges métal sur métal.
Classe V 0,0005 ml par minute d'eau par pouce de diamètre d'orifice par différentiel psi Eau à 50-125F (10-52C) Chute de pression de service maximale à travers le clapet de vanne, ne devant pas dépasser la norme ANSI du corps. La pression de service maximale à travers le clapet de vanne ne doit pas dépasser la norme ANSI Vannes de régulation à siège métallique, monoplaces déséquilibrées ou monoplaces équilibrées avec une étanchéité exceptionnelle du siège et du joint.
Classe VI Ne pas dépasser les quantités indiquées dans le tableau suivant en fonction du diamètre du port. Air ou azote à 50-125 F (10-52C) 3,5 bar (50 psig) ou pression différentielle nominale maximale à travers le clapet de vanne selon la valeur la plus basse. La pression de service maximale à travers le clapet de vanne ne doit pas dépasser la norme ANSI Vannes de régulation à siège résilient, déséquilibrées ou équilibrées à siège unique avec des joints toriques ou des joints sans espace similaires.

 

 

 

Quelle est la cause de la fuite de la vanne ?

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Les vannes sont l'une des principales sources de fuite dans les systèmes de canalisations de l'industrie pétrochimique, elles sont donc essentielles aux fuites des vannes. Les taux de fuite des vannes correspondent en fait au niveau d'étanchéité des vannes. Les performances d'étanchéité des vannes sont appelées pièces d'étanchéité des vannes pour empêcher toute fuite de fluide.

Les principales pièces d'étanchéité de la vanne, y compris la surface de contact entre les pièces d'ouverture et de fermeture et le siège, le montage de la garniture, de la tige et de la boîte à garniture, la connexion entre le corps de la vanne et les chapeaux. Le premier appartient aux fuites internes, qui affectent directement la capacité de la vanne à couper le fluide et le fonctionnement normal de l'équipement. Les deux derniers sont des fuites externes, c'est-à-dire des fuites de fluide provenant de la vanne interne. Les pertes et la pollution environnementale causées par les fuites externes sont souvent plus graves que celles causées par les fuites internes. Alors, savez-vous ce qui a causé la fuite de la valve ?

Corps de vanne coulé et forgé

Les défauts de qualité formés lors du processus de coulée, tels que les trous de sable, le sable, les trous et les pores de scories, ainsi que les défauts de qualité du forgeage, tels que les fissures et les plis, peuvent tous deux provoquer des fuites dans le corps de la vanne.

Emballage

L'étanchéité de la partie tige est la garniture dans la vanne, conçue pour empêcher les fuites de gaz, de liquides et d'autres fluides. Les fuites de la vanne seront causées par la déviation de la fixation du presse-étoupe, une mauvaise fixation des boulons de garniture, un manque de garniture, un mauvais matériau d'emballage et une méthode d'installation inappropriée de la garniture lors du processus d'installation de la garniture.

Bague d'étanchéité

Matériau de la bague d'étanchéité incorrect ou inapproprié, mauvaise qualité du soudage de surface avec le corps ; filetage lâche, vis et bague de pression ; montage de la bague d'étanchéité ou utilisation d'une bague d'étanchéité défectueuse qui n'a pas été détectée lors du test de pression, entraînant une fuite de la vanne.

Surface d'étanchéité

Un meulage grossier de la surface d'étanchéité, une déviation de l'assemblage de la tige de vanne et de la pièce de fermeture, une mauvaise sélection de qualité du matériau de la surface d'étanchéité entraîneront une fuite de la pièce de contact entre la surface d'étanchéité et la tige de vanne.

 

En général, les fuites externes des vannes sont principalement causées par la mauvaise qualité ou une mauvaise installation du corps moulé, de la bride et de la garniture. Les fuites internes se produisent souvent en trois parties : les parties ouvertes et fermées et la surface d'étanchéité du siège du joint, le corps de vanne et le joint du chapeau, la position fermée de la vanne.

De plus, des types de vannes inappropriés, une température moyenne, un débit, une pression ou un interrupteur de vanne ne peuvent pas être complètement fermés, ce qui entraînera également une fuite de la vanne. Les fuites de vanne ne sont pas autorisées, en particulier dans des conditions de température et de pression élevées, dans des milieux inflammables, explosifs, toxiques ou corrosifs. La vanne doit donc fournir des performances d'étanchéité fiables pour répondre aux exigences de ses conditions d'utilisation en matière de fuite.

Comment prévenir la cavitation des valves ?

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Le disque et le siège et d'autres parties de l'intérieur de la vanne de régulation et du la vanne de fermeture apparaîtront des frottements, des rainures et d'autres défauts, la plupart d'entre eux étant causés par la cavitation. La cavitation est l'ensemble du processus d'accumulation, de mouvement, de division et d'élimination des bulles. Lorsque le liquide traverse la vanne partiellement ouverte, la pression statique est inférieure à la pression de saturation du liquide dans la zone de vitesse croissante ou après la fermeture de la vanne. À ce moment-là, le liquide dans la zone basse pression commence à se vaporiser et produit de petites bulles qui absorbent les impuretés du liquide. Lorsque la bulle est à nouveau transportée vers la zone de pression statique plus élevée par le flux de liquide, la bulle éclate ou explose soudainement, nous appelons ce type de phénomène de cavitation de valve de débit hydraulique.

La cause directe de la cavitation est un flash provoqué par un changement soudain de résistance. Le clignotement fait référence à la haute pression du liquide saturé après décompression en une partie de la vapeur saturée et du liquide saturé, une bulle et la formation d'un frottement doux sur la surface des pièces.

Lorsque les bulles éclatent pendant la cavitation, la pression d'impact peut atteindre 2 000 MPa, ce qui dépasse largement la limite de rupture par fatigue de la plupart des matériaux métalliques. La rupture des bulles est la principale source de bruit, la vibration qu'elle produit peut produire jusqu'à 10 KHZ de bruit, plus il y a de bulles, le bruit est plus grave, de plus, la cavitation réduira la capacité portante de la vanne, endommagera les pièces intérieures de la vanne et sujet à produire des fuites, alors comment prévenir soupape cavitation ?

 

  • Réduction de pression à plusieurs étages

Pièces internes abaisseuses à plusieurs étages, c'est-à-dire que la pression chute à travers la valve en plusieurs plus petites, de sorte que la section de contraction de la veine de pression soit supérieure à la pression de la vapeur, pour éviter la formation de bulles de vapeur et éliminer la cavitation.

 

  • Augmente la dureté du matériau

L'une des principales causes de dommages aux valves est que la dureté du matériau ne peut pas résister à la force d'impact libérée par l'éclatement de la bulle. Le surfaçage ou le soudage par pulvérisation de l'alliage Stryker à base d'acier inoxydable pour former une surface durcie. Une fois endommagé, un deuxième surfaçage ou soudage par pulvérisation peut prolonger la durée de vie de l'équipement et réduire les coûts de maintenance.

 

  • Conception d'étranglement poreuse

La structure spéciale du siège et du disque rend le débit de pression du liquide supérieur à la pression de vapeur saturée, la concentration du liquide d'injection dans la vanne de l'énergie cinétique en énergie thermique, réduisant ainsi la formation de bulles d'air.

D'autre part, faire éclater la bulle au centre du manchon pour éviter les dommages directement sur la surface du siège et du disque.

 

Comment choisir une vanne pour un pipeline d'oxygène ?

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L'oxygène a des propriétés chimiques généralement actives. C'est une substance fortement oxydante et combustible qui peut se combiner avec la plupart des éléments pour former des oxydes, à l'exception de l'or, de l'argent et des gaz inertes tels que l'hélium, le néon, l'argon et le krypton. Une explosion se produit lorsque l'oxygène est mélangé à des gaz combustibles (acétylène, hydrogène, méthane, etc.) dans une certaine proportion ou lorsque la vanne du tuyau rencontre un incendie soudain. Le débit d'oxygène dans le système de canalisations change au cours du transport de l'oxygène gazeux, l'Association européenne du gaz industriel (EIGA) a développé la norme IGC Doc 13/12E « Systèmes de canalisations et de tuyauteries d'oxygène » qui divise les conditions de travail de l'oxygène en fonction de « l'impact » et « sans impact ». L'« impact » est une occasion dangereuse car il est facile de stimuler l'énergie, provoquant une combustion et une explosion. La valve à oxygène est l'« occasion d'impact » typique.

La vanne à oxygène est un type de vanne spéciale conçue pour les pipelines d'oxygène. Elle a été largement utilisée dans les industries métallurgiques, pétrolières, chimiques et autres impliquant l'oxygène. Le matériau de la vanne à oxygène est limité à la pression de service et au débit pour éviter la collision de particules et d'impuretés dans le pipeline. Par conséquent, l'ingénieur doit pleinement prendre en compte la friction, l'électricité statique, l'inflammation des non-métaux, les polluants possibles (corrosion de la surface de l'acier au carbone) et d'autres facteurs lors de la sélection de la vanne à oxygène.

Pourquoi les valves à oxygène ont-elles tendance à exploser ?

  • La rouille, la poussière et les scories de soudure présentes dans le tuyau provoquent une combustion par friction avec la vanne.

Au cours du transport, l'oxygène comprimé frottera et entrera en collision avec l'huile, les déchets d'oxyde de fer ou les petites particules de combustion (poudre de charbon, particules de carbone ou fibres organiques), ce qui entraînera une grande quantité de chaleur de friction, entraînant la combustion des tuyaux et équipement, qui est lié au type d’impuretés, à la taille des particules et à la vitesse du flux d’air. La poudre de fer est facile à brûler avec l'oxygène, et plus la taille des particules est fine, plus le point d'inflammation est bas ; Plus la vitesse est grande, plus il est facile de brûler.

  • L'oxygène comprimé de manière adiabatique peut enflammer les combustibles.

Les matériaux à bas point d'inflammation comme l'huile et le caoutchouc présents dans la vanne s'enflammeront à une température locale élevée. Le métal réagit dans l'oxygène et cette réaction d'oxydation est considérablement intensifiée en augmentant la pureté et la pression de l'oxygène. Par exemple, devant la vanne est de 15 MPa, la température est de 20 ℃, la pression derrière la vanne est de 0,1 MPa, si la vanne est ouverte rapidement, la température de l'oxygène après la vanne peut atteindre 553 ℃ selon le calcul de la compression adiabatique formule, qui a atteint ou dépassé le point d’inflammation de certains matériaux.

  • Le point d'inflammation bas des combustibles dans l'oxygène pur à haute pression est l'incitation à la combustion de la valve à oxygène.

L'intensité de la réaction d'oxydation dépend de la concentration et de la pression de l'oxygène. La réaction d'oxydation se produit violemment dans l'oxygène pur, tout en dégageant une grande quantité de chaleur, de sorte que la valve à oxygène dans l'oxygène pur à haute pression présente un grand danger potentiel. Des tests ont montré que l'énergie de détonation du feu est inversement proportionnelle au carré de la pression, ce qui constitue une grande menace pour la valve à oxygène.

Les tuyaux, raccords de vannes, joints et tous les matériaux en contact avec l'oxygène dans les canalisations doivent être strictement nettoyés en raison des propriétés particulières de l'oxygène, purgés et dégraissés avant l'installation pour éviter la production de ferraille, de graisse, de poussière et de très petites particules solides. ou laissés pour compte dans le processus de fabrication. Lorsqu'ils sont dans l'oxygène à travers la valve, il est facile de provoquer une combustion par friction ou un risque d'explosion.

Comment choisir une valve utilisée pour l’oxygène ?

Certains projets interdisent explicitement Vannes d'être utilisé dans les conduites d'oxygène avec une pression de conception supérieure à 0,1 MPa. En effet, la surface d'étanchéité des vannes sera endommagée par le frottement lors du mouvement relatif (c'est-à-dire l'ouverture/fermeture de la vanne), ce qui fera tomber de petites « particules de poudre de fer » de la surface d'étanchéité et prendront facilement feu. De même, la conduite d'oxygène d'un autre type de vanne explosera également au moment où la différence de pression entre les deux côtés de la vanne est importante et que la vanne s'ouvre rapidement.

  • Type de vanne

La vanne installée dans la canalisation d'oxygène est généralement une vanne à soupape, le sens général d'écoulement du fluide de la vanne est vers le bas et vers l'extérieur, tandis que la vanne d'oxygène est à l'opposé pour assurer une bonne force de tige et la fermeture rapide du noyau de la vanne.

  • Matériau de la vanne

Corps de vanne : Il est recommandé d’utiliser de l’acier inoxydable sous 3MPa ; L'acier allié Inconel 625 ou Monel 400 est utilisé au-dessus de 3MPa.

  • Garniture

(1) Les parties intérieures de la vanne doivent être traitées avec de l'Inconel 625 et un durcissement de surface ;

(2) Le matériau de la tige/du manchon de valve est l'Inconel X-750 ou l'Inconel 718 ;

(3) Doit être sans réducteur et conserver le même calibre que le tuyau d'origine ; Le siège du noyau de valve ne convient pas au soudage de surfaces dures ;

(4) Le matériau de la bague d'étanchéité de la valve est du graphite moulé sans graisse (faible teneur en carbone) ;

(5) Une double garniture est utilisée pour le couvercle de soupape supérieur. La garniture est en graphite sans graisse résistant aux hautes températures (468 ℃).

(6) L'oxygène présent dans le flux de bavures ou de rainures produira un frottement à grande vitesse, ce qui produira une accumulation d'une grande quantité de chaleur et pourra exploser avec des composés de carbone. La finition de la surface intérieure de la vanne doit répondre aux exigences de la norme ISO 8051-1 Sa2. .

 

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