Il materiale per valvole industriali ad alta temperatura

La temperatura di esercizio è un fattore chiave da prendere in considerazione per la progettazione, la produzione e l'ispezione delle valvole. Generalmente, la valvola con temperatura di esercizio t > 425℃ viene definita valvola ad alta temperatura, ma il numero è difficile da distinguere nell'intervallo di temperatura della valvola ad alta temperatura. Valvola per alta temperatura inclusa valvola a saracinesca per alta temperatura, valvola a globo per alta temperatura, valvola di ritegno per alta temperatura, valvola a sfera per alta temperatura, valvola a farfalla per alta temperatura, valvola a spillo per alta temperatura, valvola a farfalla per alta temperatura, valvola riduttrice di pressione per alta temperatura. Tra questi, i più comunemente usati sono la valvola a saracinesca, la valvola a globo, la valvola di ritegno, la valvola a sfera e la valvola a farfalla. Le valvole per alte temperature sono ampiamente utilizzate nelle industrie petrolchimica, dei fertilizzanti chimici, dell'energia elettrica e della metallurgia. Secondo ASME B16.34, il materiale del corpo della valvola e della parte interna è diverso in ciascun intervallo di temperatura. Per garantire che la valvola sia conforme alle corrispondenti condizioni di lavoro ad alta temperatura, è assolutamente necessario progettare e distinguere scientificamente e ragionevolmente il livello di alta temperatura della valvola.

Alcuni produttori di valvole per alte temperature dividono le valvole per alte temperature in cinque gradi in base alla temperatura nominale in base alla loro esperienza di produzione. Cioè, la temperatura operativa della valvola t>425~550℃ è il grado PI, t>550~650℃ è il grado PII, t>650~730℃ è il grado PIII, t>730~816℃ è il grado PIV e t> 816℃ è il grado PV. Tra questi, la valvola PI~PIV dipende principalmente dalla selezione dei materiali appropriati per garantirne le prestazioni, la valvola PV oltre alla selezione del materiale è più importante utilizzare un design speciale come un rivestimento isolante o misure di raffreddamento. La progettazione della valvola ad alta temperatura dovrebbe prestare attenzione all'uso della temperatura che non deve superare la temperatura massima consentita per l'uso del materiale. Secondo ASMEB31.3, la temperatura massima dei comuni materiali delle valvole ad alta temperatura è mostrata nella tabella seguente. Nota speciale è che nella progettazione effettiva della valvola si considerano anche il mezzo corrosivo, i livelli di stress e altri fattori, la temperatura consentita del materiale della valvola è effettivamente inferiore a quella indicata nella tabella.

 

Valutazione pressione-temperatura per l'acciaio inossidabile comunemente usato:

Temp. usurata  Materiale Pressione di esercizio della classe libbra, libbre per pollice quadrato
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

 

Valutazione pressione-temperatura dell'acciaio per alte temperature al Cr-Mo

Temp. di lavoro gradi Pressione di esercizio della classe libbra, libbre per pollice quadrato
150 300 400 600 900 1500 2500 4500
800 ℉

(427℃)

Mondiale 4, Mondiale 5, 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
DO5, FA5 80 510 675 1015 1525 2540 4230 7610
1000 ℉

(538℃)

Mondiale 4, Mondiale 5, 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
DO5, FA5 20 200 265 400 595 995 1655 2985

 

In breve, valvola per alte temperature con temperatura operativa superiore a 425 ℃, il cui materiale principale è acciaio legato o acciaio inossidabile o lega resistente al calore Cr-Ni. In realtà, nell'applicazione pratica, il materiale WCB (o A105) è ampiamente utilizzato anche nel corpo principale della valvola, come la valvola a sfera per alta temperatura, la valvola di ritegno e la valvola a farfalla. Quando la temperatura di esercizio della valvola a sfera con PTFE e gomma come anello di tenuta è superiore a 150 ~ 180 ℃, non è consigliabile utilizzare la sede in polistirolo contrappunto (temperatura di esercizio t ≤ 320 ℃) o la sede in metallo, che è propriamente "alta" -valvola a sfera di temperatura”.

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