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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