Valvola a sfera in acciaio al carbonio (WCB): limiti di pressione/temperatura

Risposta rapida：

WCB è il grado più comunemente specificato di acciaio al carbonio fuso Utilizzato nelle valvole a sfera industriali, che costituiscono la stragrande maggioranza delle applicazioni nel settore petrolifero/gas, del vapore, dell'energia e per uso generale, in un intervallo di temperatura compreso tra -29 e 425 gradi centigradi. Questo tipo di acciaio può sopportare pressioni da 150 a 2500 libbre secondo la norma ASME B16.34 e rappresenta un'alternativa economica agli acciai legati in qualsiasi applicazione che rientri in tali specifiche. ONERO produce valvole a sfera WCB nel proprio impianto di fonderia con una capacità di 3.000 tonnellate, dotate di test idrostatico su ogni valvola, conformi alle norme API 6D, API 607 e ISO 15848, con dimensioni che vanno da ½" a 48".

Che cos'è il WCB (acciaio al carbonio fuso ASTM A216)?

La norma ASTM A216 è lo standard ASME per l'acciaio al carbonio fuso adatto ad applicazioni ad alta temperatura. Il WCB (Weldable Cast B), acronimo di Weldable Cast Body (corpo fuso saldabile), è il grado più comune tra i tre tipi di ASTM A216. Gli altri due tipi sono WCA e WCC, che rappresentano rispettivamente gradi di resistenza inferiore e superiore.
La resistenza alla trazione minima del corpo valvola WCB in acciaio ASTM A216 è di 485 MPa e il carico di snervamento minimo è di 250 MPa. L'acciaio al carbonio WCB ha un contenuto massimo di carbonio pari a 0,30%, silicio pari a 0,60% e manganese pari a 1,00%. Ciò contribuisce a ottenere una saldabilità sufficiente senza la necessità di un trattamento termico post-saldatura nella maggior parte dei casi.
IL Corpo valvola a sfera WCB in acciaio al carbonio Viene realizzato utilizzando il processo di fusione in sabbia, che consente fusioni complesse per corpi valvola di grandi dimensioni che non potrebbero essere forgiati in modo economicamente vantaggioso.

Tabella di valutazione pressione-temperatura ASME B16.34

Norma ASME B16.34 La norma stabilisce i valori nominali di pressione e temperatura delle valvole realizzate con materiali del gruppo 1.1, che include l'A216 WCB. I valori nominali di pressione e temperatura per le valvole a sfera WCB diminuiscono all'aumentare della pressione.

Le specifiche di pressione e temperatura delle valvole a sfera WCB richiedono che l'acquirente verifichi la reale temperatura di esercizio per determinare la pressione nominale, anziché utilizzare la pressione di progetto in condizioni ambientali. La valvola di Classe 300, operante a 425 gradi centigradi, funziona a una pressione ammissibile molto inferiore rispetto alla pressione ambiente.

Qual è il suo limite di temperatura minima?

Piano standard WCB: -29 gradi Celsius

La ghisa di grado ASTM A216 WCB ha una temperatura minima di esercizio standard di -29 gradi Celsius o -20 gradi Fahrenheit. Qualsiasi temperatura inferiore a questo minimo non garantirà la tenacità all'impatto.
I progetti di costruzione in regioni fredde, i satelliti per il GNL o qualsiasi altro servizio criogenico che richieda una temperatura minima inferiore dovrebbero utilizzare un materiale diverso.
LCB (ASTM A352 Grado LCB) aumenta la temperatura minima a -46 gradi Celsius. LCC la aumenta a -73 gradi Celsius. Sotto i -73 gradi Celsius, Vengono utilizzati getti in acciaio inossidabile austenitico o in lega di nichel.

Verifica del test di impatto

Nelle situazioni in cui sono necessarie prestazioni a basse temperature in prossimità del pavimento WCB, ONERO esegue prove di impatto Charpy con intaglio a V alla temperatura minima di progetto. Queste prove sono incluse nella documentazione del materiale e contribuiscono a verificare la tenacità del lotto di fusione in base ai risultati del test e non solo alla conformità chimica.

Qual è il suo limite di temperatura massima?

Il limite massimo di temperatura praticabile per ASTM A216 WCB è di 425 gradi Celsius. Al di sopra di questa temperatura, La grafitizzazione della microstruttura dell'acciaio al carbonio diventa un problema, riducendo progressivamente la resistenza allo scorrimento viscoso e la tenacità del materiale. Non si tratta di una modalità di guasto improvvisa, bensì di un degrado a lungo termine che compromette l'integrità della valvola per tutta la sua vita utile.
Per temperature di esercizio superiori a 425 gradi Celsius, l'acciaio WC6 (acciaio al cromo-molibdeno secondo ASTM A217) estende il limite massimo fino a circa 595 gradi Celsius. Il WC9 copre intervalli di temperatura simili con una diversa composizione della lega. Oltre i limiti del WC6 e del WC9, sono necessarie leghe di acciaio inossidabile austenitico o leghe a base di nichel.

WCB contro Forged A105: quale scegliere?

ASTM A105 è il acciaio al carbonio forgiato Equivalente utilizzato per corpi valvola flangiati e di diametro inferiore. Il corpo valvola WCB ASTM A216 è fuso; l'A105 è forgiato. Entrambi coprono intervalli di temperatura e pressione simili secondo la norma ASME B16.34 Gruppo 1.1.
La logica di selezione si basa su dimensioni e complessità. L'acciaio forgiato A105 è adatto a corpi valvola con diametro inferiore a DN100 (4 pollici) dove la forgiatura è economica e produce una struttura granulare più densa e uniforme. L'acciaio fuso WCB è adatto a corpi valvola di dimensioni maggiori dove le dimensioni e la complessità geometrica rendono la forgiatura impraticabile o antieconomica. Al di sopra di DN100, il WCB è la specifica standard per la maggior parte delle applicazioni di valvole a sfera in acciaio al carbonio.
Le proprietà meccaniche sono comparabili tra i due materiali. L'A105 ha una resistenza alla trazione minima leggermente superiore, pari a 485 MPa, rispetto ai 485 MPa del WCB, mentre il carico di snervamento dell'A105 è di 250 MPa, valore praticamente equivalente per entrambi i materiali. La scelta dipende dal metodo di produzione e dall'economicità, non dalle prestazioni meccaniche.

Applicazioni tipiche

Le principali applicazioni delle valvole a sfera WCB includono la distribuzione del vapore, l'isolamento delle condotte petrolifere, la gestione delle acque di produzione, i sistemi ausiliari delle centrali elettriche e la lavorazione generale degli idrocarburi. Il loro utilizzo è limitato a fluidi non corrosivi o leggermente corrosivi all'interno dell'intervallo di temperatura specificato. Per ambienti acidi, clorurati o ad alta umidità, le valvole WCB vengono sostituite con acciai inossidabili.
ONERO ha fornito valvole a sfera WCB per sistemi di vapore ausiliari di centrali elettriche nel Sud-est asiatico che richiedevano una classificazione di classe 600 a temperature di esercizio continuo di 380 gradi Celsius, e per progetti di oleodotti in Medio Oriente che richiedevano valvole di classe da 300 a 900 per un ordine di 400 unità.

Perché scegliere le valvole a sfera WCB ONERO?

L'impianto di fusione WCB di ONERO ha una capacità di 3.000 tonnellate e offre un controllo completo del processo di fusione, dal modello al corpo finito. Ogni corpo valvola a sfera WCB in acciaio al carbonio viene sottoposto a esame radiografico o a ultrasuoni secondo le normative applicabili prima della lavorazione.

Valvola a sfera galleggiante

Design flottante semplice per una tenuta stagna. Conveniente, bassa coppia. 2″–42″, Classe 150-2500 libbre.

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Il collaudo a pressione idrostatica viene eseguito su ogni singolo pezzo finito, non a campione. La documentazione comprende i rapporti di prova dei materiali con le proprietà chimiche e meccaniche, i verbali di esame della fusione e i certificati di collaudo a pressione.
ONERO's qualità L'azienda possiede la certificazione API 607 per le valvole a sfera WCB, con conformità NACE MR0175 disponibile per l'acciaio al carbonio laddove sia specificato l'utilizzo in fluidi corrosivi. È disponibile l'intera gamma di dimensioni, da 1/2 pollice a 48 pollici, e le classi da 150 a 2500, con tempi di consegna standard da 4 a 6 settimane per le configurazioni a magazzino. Contatto il nostro team tecnico oggi.