Wie wählt man Ventilmaterialien für Hochtemperaturbedingungen aus?
Die Hochtemperatur-Arbeitsbedingungen umfassen hauptsächlich Untertemperatur, Hochtemperaturklasse I, Hochtemperaturklasse II, Hochtemperaturklasse III, Hochtemperaturklasse IV und Hochtemperaturklasse V, die im Folgenden separat vorgestellt werden.
1. Unterhohe Temperatur
Unter hoher Temperatur liegt die Betriebstemperatur des Ventils im Bereich von 325 bis 425 °C. Wenn das Medium Wasser und Dampf ist, werden hauptsächlich WCB, WCC, A105, WC6 und WC9 verwendet. Wenn das Medium schwefelhaltiges Öl ist, werden hauptsächlich C5, CF8, CF3, CF8M, CF3M usw. verwendet, die gegen Sulfidkorrosion beständig sind. Sie werden hauptsächlich in atmosphärischen und Vakuumgeräten sowie in Delayed-Coking-Geräten in Ölraffinerien verwendet..
Derzeit werden Ventile aus CF8, CF8M, CF3 und CF3M nicht für Korrosion durch Säurelösungen verwendet, sondern für schwefelhaltige Ölprodukte sowie Öl- und Gaspipelines. Unter diesen Betriebsbedingungen beträgt die maximale Betriebstemperatur von CF8, CF8M, CF3 und CF3M 450 °C.
Für Dampfleitungsschieber von Kraftwerken, Zeco-Design mit Schieber mit Pressdichtung, Anwendungstemperatur 450 °C.
2. Hochtemperaturklasse I
Wenn die Betriebstemperatur des Ventils 425 bis 550 °C beträgt, handelt es sich um Hochtemperaturklasse I (als PI-Klasse bezeichnet). Das Hauptmaterial des PI-Ventils ist CF8 im ASTMA351-Standard, was „hochtemperaturbeständiger Stahl der Klasse I mit mittlerem Kohlenstoffgehalt aus Chrom-Nickel-Seltenerd-Titan und hoher Qualität“ ist. Da die PI-Klasse eine spezifische Bezeichnung ist, ist das Konzept des Hochtemperatur-Edelstahls (P) hier enthalten. Wenn das Betriebsmedium Wasser oder Dampf ist, kann daher auch Hochtemperaturstahl WC6 (t ≤ 540 °C) oder WC9 (t ≤ 570 °C) verwendet werden, obwohl Hochtemperaturstahl C5 (ZG1Cr5Mo) auch für schwefelhaltiges Öl verwendet werden kann. Sie können hier nicht als PI-Klassen bezeichnet werden.
3. Hochtemperaturklasse Ⅱ
Die Arbeitstemperatur des Ventils beträgt 550 ~ 650 ℃, was als Hochtemperatur eingestellt ist Klasse II (kurz P-Klasse II genannt). Das Hochtemperaturventil PⅡ wird hauptsächlich in Schweröl-Katalyse-Crackanlagen von Ölraffinerien verwendet. Es enthält verschleißfeste Schieberventile mit Hochtemperaturauskleidung, die in der Dreifach-Rotationsdüse und anderen Teilen verwendet werden. Das Hauptmaterial des Ventils PⅡ ist CF8 im ASTMA351-Standard basierend auf „Hochtemperatur Ⅱ mittelkohlenstoffhaltiger, mit Chrom, Nickel und Seltenen Erden verstärkter, hitzebeständiger Stahl der Güteklasse Titan/Tantal“.
4. Hohe Temperatur Ⅲ
Die Betriebstemperatur des Ventils beträgt 650 bis 730 °C und ist auf Hochtemperatur Ⅲ (bezeichnet als P Ⅲ) eingestellt. PⅢ-Hochtemperaturventile werden hauptsächlich in großen Schweröl-Katalyse-Crackanlagen in Raffinerien eingesetzt. Das Hauptkörpermaterial des Hochtemperaturventils der Klasse PⅢ ist CF8M, basierend auf dem ASTMA351-Standard „Hochtemperatur-Klasse III, mittlerer Kohlenstoff, Chrom, Nickel, Molybdän, seltene Erden, Titan, Tantal, verstärkte Wärme
widerstandsfähiger Stahl“.
5. Hohe Temperatur Ⅳ
Die Betriebstemperatur des Ventils beträgt 730 bis 816 °C und ist auf die Hochtemperaturstufe Ⅳ (kurz als P Ⅳ-Stufe bezeichnet) eingestellt. Die Obergrenze der Betriebstemperatur des PIV-Ventils beträgt 816 °C, da die maximale Temperatur, die in der Druck-Temperatur-Bewertung des Ventildesigns gemäß ASMEB16134 vorgesehen ist, 816 °C (1500υ) beträgt. Darüber hinaus ist der Stahl, wenn die Betriebstemperatur 816 °C überschreitet, kurz davor, in die Schmiedetemperaturzone einzutreten. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Metall in der Zone der plastischen Verformung, das Metall hat eine gute Plastizität und es ist schwierig, hohem Betriebsdruck und Aufprallkraft standzuhalten, ohne verformt zu bleiben. Das Hauptmaterial des PⅣ-Ventils ist CF8M gemäß ASTMA351-Standard, ein Grundtyp „hochtemperaturbeständiger Stahl der Güteklasse IV mit mittlerem Kohlenstoffgehalt, Chrom, Nickel, Molybdän, seltenen Erden, Titan und Tantal“. Hitzebeständige rostfreie Stähle wie F310 (C-Gehalt ≥01050%) und F310H in den Standards CK-20 und ASTMA182.
6. Hohe Temperatur Ⅴ Stufe
Die Betriebstemperatur des Ventils liegt über 816 °C. Es wird als Klasse P2 bezeichnet. Hochtemperaturventile der Klasse P2 (die als Absperrventile und nicht als Regelklappenventile verwendet werden) müssen spezielle Konstruktionsmethoden verwenden, wie z. B. Isolierung der Auskleidung oder Wasser- oder Gaskühlung usw., um den normalen Betrieb des Ventils sicherzustellen. Daher ist die Obergrenze der Betriebstemperatur des Hochtemperaturventils P2 nicht spezifiziert, da die Betriebstemperatur des Regelventils nicht nur durch Materialien, sondern durch spezielle Konstruktionsmittel gelöst wird und die Grundprinzipien der Konstruktionsmittel dieselben sind. Für Hochtemperaturventile der Klasse P2 können geeignete Materialien ausgewählt werden, die dem Ventil entsprechend seinem Betriebsmedium und Betriebsdruck sowie der verwendeten speziellen Konstruktionsmethode gerecht werden. Bei Hochtemperaturventilen der Klasse P2 werden für die Rauchrohr- oder Drosselklappeneinsätze oder Drosselklappenplatten häufig Hochtemperaturlegierungen HK-30 oder HK-40 gemäß ASTMA297-Standard verwendet. Sie sind oxidations- und korrosionsbeständig gegenüber reduzierenden Gasen unter 1150 °C, können jedoch Stößen und hohen Druckbelastungen nicht standhalten.
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