Le matériau pour vanne industrielle haute température

La température de fonctionnement est un facteur clé qui doit être pris en compte pour la conception, la fabrication et l’inspection des vannes. Généralement, la vanne à température de fonctionnement t > 425 ℃ est appelée vanne haute température, mais le nombre est difficile à distinguer de la plage de température de la vanne haute température. Vanne haute température, y compris vanne à haute température, vanne à soupape haute température, clapet anti-retour haute température, robinet à tournant sphérique haute température, vanne papillon haute température, vanne à pointeau haute température, vanne papillon haute température, réducteur de pression haute température. Parmi eux, les plus couramment utilisés sont le robinet-vanne, le robinet à soupape, le clapet anti-retour, le robinet à bille et le robinet papillon. Les vannes haute température sont largement utilisées dans les industries pétrochimiques, des engrais chimiques, de l’énergie électrique et de la métallurgie. Selon ASME B16.34, le matériau du corps de la vanne et de la partie intérieure est différent dans chaque plage de température. Afin de garantir que la vanne soit conforme à ses conditions de travail à haute température correspondantes, il est absolument nécessaire de concevoir et de distinguer scientifiquement et raisonnablement le niveau de température élevée de la vanne.

Certains fabricants de vannes haute température divisent les vannes haute température en cinq catégories selon la température nominale en fonction de leur expérience de production. Autrement dit, la température de fonctionnement de la vanne t>425~550℃ correspond au grade PI, t>550~650℃ correspond au grade PII, t>650~730℃ correspond au grade PIII, t>730~816℃ correspond au grade PIV et t> 816 ℃ est la qualité PV. Parmi eux, la vanne PI ~ PIV dépend principalement de la sélection de matériaux appropriés pour garantir ses performances. La vanne PV, en plus de la sélection des matériaux, est plus importante pour utiliser une conception spéciale telle qu'un revêtement isolant ou des mesures de refroidissement. La conception de la vanne à haute température doit prêter attention à ce que la température d'utilisation ne dépasse pas la température d'utilisation maximale autorisée du matériau. Selon ASMEB31.3, la température maximale des matériaux courants des vannes à haute température est indiquée dans le tableau suivant. Il convient de noter que dans la conception réelle de la vanne, il faut également tenir compte du milieu corrosif, des niveaux de contrainte et d'autres facteurs. La température admissible du matériau de la vanne est en réalité inférieure à celle indiquée dans le tableau.

 

Indice de pression-température pour l'acier inoxydable couramment utilisé :

Température de travail  Matériel Pression de service de classe livre, livres par pouce carré
150 300 400 600 900 1500 2500 4500
800 ℉

(427 ℃)

CF8, 304, 304H 80 405 540 805 1210 2015 3360 6050
CF8M, 316, 316H 80 420 565 845 1265 2110 3520 6335
321, 321H 80 450 600 900 1355 2255 3760 6770
CK-20, 310, 310H 80 435 580 875 1310 2185 3640 6550
1000 ℉

(538 ℃)

CF8, 304, 304H 20 320 430 640 965 1605 2625 4815
CF8M, 316, 316H 20 350 465 700 1050 1750 2915 5245
321, 321H 20 355 475 715 1070 1785 2970 5350
CK-20, 310, 310H 20 345 460 685 1030 1720 2865 5155
1200 ℉

(650 ℃)

CF8, 304, 304H 20(1) 155 205 310 465 770 1285 2315
CF8M,316,316H 20(1) 185 245 370 555 925 1545 2775
321, 321H 20(1) 185 245 365 555 925 1545 2775
CK-20, 310, 310H 20(1) 135 185 275 410 685 1145 2055
1350 ℉

(732 ℃)

CF8, 304, 304H 20(1) 60 80 125 185 310 515 925
CF8M, 316, 316H 20(1) 95 130 190 290 480 800 1440
321, 321H 20(1) 85 115 170 255 430 715 1285
CK-20, 310, 310H 20(1) 60 80 115 175 290 485 875
1500 ℉

(816 ℃)

CF8, 304, 304H 10(1) 25 35 55 80 135 230 410
CF8M, 316, 316H 20(1) 40 55 85 125 205 345 620
321, 321H 20(1) 40 50 75 115 190 315 565
CK-20, 310, 310H 10(1) 25 35 50 75 130 215 385

 

Pression – température nominale de l’acier haute température Cr – Mo

Température de travail Notes Pression de service de classe livre, livres par pouce carré
150 300 400 600 900 1500 2500 4500
800 ℉

(427 ℃)

WC4, WC5, F2 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
WC6, F11C1.2, F12C1.2, 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
WC9, F22C1.3 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
C5, F5 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
1000 ℉

(538 ℃)

WC4, WC5, F2 20 200 270 405 605 1010 1685 3035
WC6, F11C1.2, F12C1.2, 20 215 290 430 650 1080 1800 3240
WC9, F22C1.3 20 260 345 520 780 1305 2170 3910
C5, F5 20 200 265 400 595 995 1655 2985

 

En bref, une vanne haute température avec une température de fonctionnement supérieure à 425 ℃, dont le matériau principal est de l'acier allié ou de l'acier inoxydable ou un alliage résistant à la chaleur Cr-Ni. En fait, dans la pratique, le matériau WCB (ou A105) est également largement utilisé dans le corps principal de la vanne, comme le robinet à tournant sphérique haute température, le clapet anti-retour et le robinet papillon. Lorsque la température de fonctionnement du robinet à tournant sphérique avec PTFE et caoutchouc comme bague d'étanchéité est supérieure à 150 ~ 180 ℃, il n'est pas recommandé d'utiliser le siège en polystyrène à contrepoint (température de fonctionnement t≤ 320 ℃) ou le siège en métal, qui est approprié « haut -robinet à bille de température”.

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