Vật liệu WCB là thép cacbon đúc theo ASTM A216 Grade WCB, còn CF8 và CF8M là thép không gỉ đúc theo ASTM A351, tương đương inox 304 và 316 ở dạng đúc. Ba ký hiệu này thường được đúc nổi trên thân van để cho biết vật liệu của thân và nắp. WCB là mác phổ biến nhất của vật liệu thép đúc cho van hơi, dầu và khí; CF8M được chọn khi môi chất có clorua hoặc hóa chất ăn mòn.
Mục lục
Vật liệu WCB, CF8, CF8M là gì?
Đây là các mác thép đúc dùng cho thân, nắp van chịu áp. Cách giải mã (diễn giải thông dụng, tham khảo):
- WCB: W là weldable (hàn được), C là casting (đúc), B là cấp B trong ba cấp WCA, WCB, WCC của ASTM A216.
- CF8: C là corrosion-resistant (chịu ăn mòn), F chỉ nhóm thành phần khoảng 19% Cr – 9% Ni, số 8 là cacbon tối đa 0,08%.
- CF8M: như CF8, thêm M là có molypden (Mo).
- CF3, CF3M: như CF8, CF8M nhưng C tối đa 0,03% (dạng “L” của đúc).
Quy ước đặt tên này do Hiệp hội Đúc hợp kim (ACI) đặt ra, và được ASTM A351 sử dụng.
Vật liệu WCB: thép đúc ASTM A216
WCB là thép cacbon đúc dùng cho chi tiết chịu áp ở nhiệt độ thường và nhiệt độ cao. Thành phần theo ASTM A216 (% khối lượng):
| Chỉ tiêu | Giá trị |
|---|---|
| Cacbon (C) | Tối đa 0,30 |
| Mangan (Mn) | Tối đa 1,00 |
| Silic (Si) | Tối đa 0,60 |
| Phốt pho (P) | Tối đa 0,04 |
| Lưu huỳnh (S) | Tối đa 0,045 |
| Nguyên tố dư (Cu, Ni, Cr, Mo, V) | Cu ≤0,30; Ni ≤0,50; Cr ≤0,50; Mo ≤0,20; V ≤0,03; tổng ≤1,00 |
| Bền kéo Rm | 485–655 MPa |
| Giới hạn chảy Rp0,2 | Tối thiểu 250 MPa |
| Độ giãn dài A | Tối thiểu 22% |
Theo ASME B16.34, vật liệu nhóm 1.1 như WCB dùng được trong khoảng −29°C đến 425°C. Giới hạn dưới do thép cacbon có nền ferit lập phương tâm khối: ở nhiệt độ thấp, thép chuyển từ dai sang giòn, nên dưới −29°C cần mác kiểm tra va đập như LCB (ASTM A352, đến khoảng −46°C). Giới hạn trên do dùng lâu trên 425°C, cementit phân hủy thành graphit làm vật liệu mất độ bền và độ dai; ở nhiệt độ cao hơn dùng thép hợp kim chịu nhiệt như WC6 (ASTM A217).
Dải nhiệt độ thực tế của cả van thường thấp hơn vì gioăng và seat (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng). WCB dùng cho hơi, dầu, khí, nước nóng; thép cacbon không chống ăn mòn, nên thân phải được sơn bên ngoài và không phù hợp với axit, nước biển.
Inox đúc CF8, CF8M, CF3, CF3M (ASTM A351)
CF8
CF8 là bản đúc của thép không gỉ austenit tương đương inox 304 (SUS304) (Cr khoảng 18–20%, Ni khoảng 8–10%). Thành phần theo ASTM A351 (tham khảo): C tối đa 0,08; Mn tối đa 1,50; Si tối đa 2,00; Cr 18,0–21,0; Ni 8,0–11,0. CF8 dùng cho nước, khí, thực phẩm và hóa chất nhẹ. Thông tin thêm về nhóm vật liệu inox có tại Stainless steel (Wikipedia).
CF8M
CF8M là bản đúc của inox 316 (SUS316): C tối đa 0,08; Cr 18,0–21,0; Ni 9,0–12,0; Mo 2,0–3,0. Molypden làm màng thụ động Cr₂O₃ bền hơn và tái tạo nhanh hơn khi bị phá hủy cục bộ, nên chống ăn mòn rỗ do ion Cl⁻ tốt hơn CF8. Chỉ số PREN = %Cr + 3,3 × %Mo + 16 × %N phản ánh điều này: với Cr 18% và Mo 2%, PREN khoảng 24,6 (bỏ qua N), còn CF8 không có Mo chỉ khoảng 18.
CF3 và CF3M
CF3 và CF3M có C tối đa 0,03%, tương đương 304L và 316L. Cacbon thấp nên không đủ để tạo cacbit crom Cr₂₃C₆ ở biên hạt trong vùng 425–815°C, tránh ăn mòn liên hạt ở vùng ảnh hưởng nhiệt sau hàn. Khi thân van cần hàn vào đường ống, nên chọn CF3 hoặc CF3M thay vì CF8, CF8M.
| Mác | C | Cr | Ni | Mo | Rm / Rp0,2 / A tối thiểu |
|---|---|---|---|---|---|
| CF8 | ≤0,08 | 18,0–21,0 | 8,0–11,0 | Không | 485 MPa / 205 MPa / 35% |
| CF8M | ≤0,08 | 18,0–21,0 | 9,0–12,0 | 2,0–3,0 | 485 MPa / 205 MPa / 30% |
| CF3M | ≤0,03 | Tương tự CF8M | Tương tự CF8M | 2,0–3,0 | Theo ASTM A351 |
Thép đúc austenit thường chứa 5–20% ferit delta (tham khảo) để chống nứt nóng khi đông đặc. Ferit delta có từ tính, nên van CF8, CF8M hút nam châm nhẹ là bình thường, không phải dấu hiệu hàng giả.
WCB khác A105 thế nào
Thép rèn A105 và WCB đều là thép cacbon, cơ tính tối thiểu gần nhau (485 MPa và 250 MPa). Điểm khác là công nghệ chế tạo: WCB đúc cho thân van hình dạng phức tạp, cỡ lớn; A105 rèn cho mặt bích và van rèn cỡ nhỏ (thường đến DN50), có tổ chức đặc chắc hơn do không có rỗ co khi đúc.
| Vật liệu rèn (ASTM) | Vật liệu đúc (ASTM) | Nhóm |
|---|---|---|
| A105 | A216 WCB | Thép cacbon |
| A182 F304 | A351 CF8 | Inox 304 |
| A182 F304L | A351 CF3 | Inox 304L |
| A182 F316 | A351 CF8M | Inox 316 |
| A182 F316L | A351 CF3M | Inox 316L |
So với thân van gang
Vật liệu WCB dẻo, hàn được, chịu nhiệt độ và va đập cao hơn gang. Đổi lại giá cao hơn và nặng hơn. So sánh giới hạn áp suất, nhiệt độ của gang cầu với WCB: gang cầu thường dừng ở PN16 đến PN25 và dưới 350°C, còn WCB dùng đến class 600 trở lên và 425°C (tham khảo, đối chiếu catalogue của hãng).
| Tiêu chí | Gang xám GJL-250 | Gang cầu GJS-400-15 | WCB | CF8M |
|---|---|---|---|---|
| Bền kéo tối thiểu | 250 MPa | 400 MPa | 485 MPa | 485 MPa |
| Giãn dài | Dưới 1% | Từ 15% | Từ 22% | Từ 30% |
| Nhiệt độ làm việc điển hình | −10…300°C | −10…350°C | −29…425°C | Rộng, theo gioăng |
| Hàn được | Không | Khó | Có | Có |
| Chống ăn mòn | Cần sơn | Cần sơn | Cần sơn | Tốt; chịu clorua ở mức của inox 316 |
| Dùng chính | Nước áp thấp | Nước, PCCC | Hơi, dầu, khí | Hóa chất, thực phẩm |
Đọc ký hiệu trên thân van
Cách đọc ký hiệu trên thân van đúc là xem hàng ký tự đúc nổi: mác vật liệu, class hoặc PN, cỡ danh nghĩa, số lô nấu. Ví dụ “WCB 150 2in” nghĩa là thân thép đúc WCB, class 150, cỡ 2 inch. Ví dụ “CF8M PN40 DN50” là thân inox đúc 316, áp suất danh nghĩa PN40, cỡ DN50.
Class áp suất của van thép theo ASME B16.34 (150, 300, 600…) quyết định áp suất cho phép ở từng nhiệt độ, nên cùng là WCB nhưng van class 300 chịu được áp cao hơn class 150.
Ứng dụng
Vật liệu WCB và hai mác inox đúc có phạm vi dùng khác nhau:
- WCB: van hơi bão hòa và quá nhiệt vừa, van cầu và van cổng cho dầu khí, nước cấp nồi hơi, khí nén.
- LCB (ASTM A352): dùng ở nhiệt độ thấp đến khoảng −46°C. WC6 (ASTM A217): dùng ở nhiệt độ cao hơn WCB.
- CF8: nước, khí, thực phẩm, hóa chất nhẹ.
- CF8M: hóa chất chứa clorua, nước lợ có lưu thông; nước biển chỉ dùng có điều kiện (nước lạnh, chảy liên tục), tuổi thọ dài cần super duplex đúc (ASTM A995, PREN ≥40), đồng nhôm niken hoặc van lót.
Tiêu chuẩn liên quan
ASTM A216 và A351 quy định thành phần, cơ tính và xử lý nhiệt cho vật đúc. Kích thước, class áp suất và dải nhiệt độ của van thép tuân theo ASME B16.34; thiết kế van cổng thép mặt bích theo API 600 và van cổng, cầu, một chiều cỡ nhỏ theo API 602. Tổng quan các bộ chuẩn nằm trong bài tiêu chuẩn van công nghiệp.
Viva cung cấp van thân thép đúc WCB và inox đúc CF8, CF8M tại Số 20, Ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội; giao hàng toàn quốc. Liên hệ kỹ thuật để chọn đúng vật liệu theo môi chất, áp suất và nhiệt độ.
Địa chỉ: Số 20 ngõ 102 Hoàng Đạo Thành, P. Khương Đình, TP. Hà Nội
Phụ trách kinh doanh: Miss Hoa
Câu hỏi thường gặp
Van CF8M có hút nam châm không?
Có thể hút nhẹ. Thép đúc austenit CF8M chứa khoảng 5–20% ferit delta có từ tính, giữ lại để chống nứt nóng khi đúc. Vì vậy van CF8, CF8M hút nam châm yếu là bình thường. Muốn xác nhận mác, cần chứng chỉ vật liệu hoặc phân tích thành phần, không dùng nam châm.
Vật liệu WCB có dùng cho nước được không?
Vật liệu WCB dùng được cho nước ở nhiệt độ thường và nước không ăn mòn, nhưng thép cacbon sẽ gỉ nếu không có lớp sơn bên trong. Với nước sạch, nước uống, nên chuyển sang gang cầu phủ epoxy hoặc CF8, CF8M theo yêu cầu của dự án; nước biển cần vật liệu chuyên dụng như super duplex, đồng nhôm niken hoặc van lót.
CF8 khác inox 304 chỗ nào?
CF8 là dạng đúc của inox 304, còn 304 thường ở dạng tấm, ống, thanh cán hoặc rèn. Hai mác có thành phần chính tương đương nhưng CF8 cho phép Si cao hơn và chứa ferit delta, nên cơ tính và từ tính khác nhau đôi chút. Thân van đúc dùng CF8, không dùng mác 304 cán.
Xem thêm: van cầu thân thép, gang và inox.
