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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