阀门材料之WB36材料压力温度额定值计算

阀门材料之WB36材料压力温度额定值计算

    WB36为德国蒂森刚厂的牌号，在EN 10216-2-2002标准中牌号为15NiCuMoNb5-6-4，在GB5310-2008标准中的牌号为15Ni1MnMoNbCu，在ASME锅炉及压力容器规范第II卷A篇标准中相当于F36、T36或者P36，属于Ni-Mo-Cu型的低合金高强度钢，允许最大工作温度为450℃。
     为了减轻管道的重量，有利于加工和安装，近年来具有高强度的WB36材料被广泛应用在火力发电机组的锅炉给水、集水箱等系统中。而ASME B16.34标准中没有F36、T36或者P36的压力温度额定值，导致无法按照ASME B16.34标准中来设计此材料的阀门。因此，为了解决此材料的压力温度额定值问题，依照ASME B16.34-2013附录B中的公式进行计算WB36材料的压力温度额定值。  

    WB36与ASME B16.34标准中第1组材料相近，因此，选择ASME B16.34-2013 附录B中B-2、 B-3、B-4公式是比较合理的。在ASME 第Ⅱ卷D部分和其他标准中未能查到WB36材料的蠕变温度、温度T时的抗拉强度和许用应力。在不影响计算结果的情况下，将ASME B16.34-2013 附录B中的相应公式中的选择条件和部分要求进行了删除，具体见2.1、2.2及2.3节。   

        （1）

    其中：C₁=10，S1使用MPa单位,；

    S₁=选用应力，T时屈服强度的60%，MPa；

    b.，T为工作温度，℃，C₂=21.41，C₃=0.03724。

        （2）

    其中：C₁=10，,S1使用MPa单位；

    S₂=选用应力，温度T时屈服强度的62.5%，单位 MPa

       参照EN 10216-2-2002标准中牌号为15NiCuMoNb5-6-4及GB5310-2008标准中的牌号为15Ni1MnMoNbCu材料中的高温屈服强度参数，得出表-1。

表-1  WB36高温屈服强度

   
    ASME B16.34-2013 附录B表3-M中规定了不同磅级所允许的最大工作压力值，而没有规定常用的中间磅级值，根据表3-M中的数值，利用插值法得到表-2和表-3。

表-2 标准磅级最大允许压力Pca（BAR）

表-3 特殊磅级最大允许压力Pcb（BAR）

根据2.1、2.2和2.3节中的公式计算出来在指定温度时的标准磅级和特殊磅级的工作压力，数值见表-4和表5。

表-4 温度T时标准磅级的承载压力（BAR）

表-5 温度T时特殊磅级的承载压力（BAR）

第2.1、2.2和2.3节中的公式计算值应小于等于相应的最大允许压力值。则根据表-2和表-4得表-6，根据表-3和表5可得表-7。

表-6 标准磅级压力温度额定值Pst（BAR） 

表-7 WB36特殊磅级压力温度额定值Psp（BAR）

经过以上计算，我们可以看出在温度T时的计算压力值是选用压力值的两倍左右，说明按照ASME B16.34的标准选用压力值有2倍的安全系数。另外，有了WB36材料的压力温度额定值，就可以根据工况的压力和温度确定阀门的磅级，然后根据流道直径选择阀门壁厚。从而使得WB36材料阀门按照ASME B16.34标准设计时，同其他材料一样查表即可。  

本文由温州哲成自控阀门有限公司销售部编辑，本公司主要生产调节阀、控制阀等各类通用阀门。