1. Standarts un tā darbības joma: ko apzīmē ASME SB348 un kā tajā iekļaujas GR1, GR2, CP2 un CP4?
ASME SB348 ir Amerikas Mašīnbūves inženieru biedrības (ASME) apzīmējums standarta specifikācijai "Titāna un titāna sakausējuma stieņi un sagataves". Tas ir funkcionāli identisks ASTM B348, bet ir īpaši pieņemts lietošanai ASME Boiler and Pressure Vessel Code (BPVC). Šī pieņemšana ir ļoti svarīga, jo tas nozīmē, ka materiāli, kas atbilst SB348, ir apstiprināti izmantošanai spiediena iekārtu, piemēram, tvertņu, siltummaiņu un cauruļvadu sistēmu, projektēšanā un būvniecībā.
Visas attiecīgās kategorijas ir komerciāli tīrs (CP) titāns, kas atšķiras pēc stiprības, ko kontrolē skābekļa un dzelzs saturs.
GR1 (1. klase): elastīgākā un mīkstākā CP klase. Piedāvā visaugstāko formējamību un triecienizturību, bet viszemāko izturību.
GR2 (2. pakāpe): standarta un visplašāk izmantotā CP pakāpe. Tas nodrošina optimālu līdzsvaru starp izturību, elastību un izturību pret koroziju. Tas ir ķīmisko procesu nozares darba zirgs.
CP2: šis ir vecāks, mantots apzīmējums, kas būtībā ir līdzvērtīgs mūsdienu GR2. Jūs parasti atradīsit "GR2" mūsdienu dzirnavu testu pārskatos.
CP4 / GR4 (4. klase): spēcīgākā no neleģētajām CP kategorijām. To izmanto, ja ir nepieciešama tīra titāna izturība pret koroziju, bet konstrukcijai ir nepieciešama lielāka izturība nekā GR2 spēj nodrošināt.
"Apaļais stienis" ir galvenais pus{0}}produkts, ko izmanto tādu komponentu apstrādei kā atloki, vārstu kāti, sūkņa vārpstas un spiediena sistēmu stiprinājumi.
2. Spiedientvertņu dizainera izvēle: kā dizainers izvēlas starp GR1, GR2 un GR4 ASME koda tvertnei?
Izvēle ir klasisks inženiertehniskais kompromiss- starp izturību pret koroziju, izturību un izgatavojamību, un tas viss atbilst ASME kodeksam.
Izvēlieties ASME SB348 GR1, ja:
Maksimālā izturība pret koroziju ir vissvarīgākā: tās izcilā elastība bieži vien nozīmē labāku izturību noteiktās agresīvās vidēs un lielāku rezervi formēšanas operācijām.
Nepieciešama ārkārtēja formējamība: komponentiem, kuriem nepieciešama spēcīga aukstā formēšana, piemēram, dziļi-izvilktām galviņām vai sarežģītiem U-izliekumiem siltummaiņa caurulēs, GR1 zemā izturība un augstais pagarinājums ir ideāli piemērots.
Pielietojums nav īpaši noslogots: tas ir piemērots oderēšanai, deflektoriem vai caurulēm zema-spiediena pakalpojumos.
Izvēlieties ASME SB348 GR2, ja:
Jums ir nepieciešams standarta "vislabākais{0}}vispārējais" izpildītājs: šī ir noklusējuma izvēle lielākajai daļai lietojumprogrammu. Tas piedāvā lielisku kombināciju:
Atbilstoša izturība lielākajai daļai spiedienu{0}}noturošu dizainu.
Lieliska izturība pret koroziju.
Laba metināmība un formējamība.
Tipiski pielietojumi: ķīmisko procesu cauruļvadi, siltummaiņu apvalki un cauruļu loksnes, trauku apvalki un sprauslas pakalpojumos, kas saistīti ar hlorīdiem, jūras ūdeni un oksidējošām skābēm.
Izvēlieties ASME SB348 GR4, ja:
Nepieciešama lielāka stiprība, bet sakausējums nav attaisnojams: ja GR2 konstruēta sastāvdaļa rada ļoti biezu, smagu sienu, pāreja uz GR4 ļauj samazināt sienas biezumu un svaru, vienlaikus saglabājot izcilu tīra titāna korozijas profilu.
Lai izvairītos no augstākas{0}}maksas sakausējuma izmantošanas: tas kalpo kā izmaksu{1}}efektīvs risinājums, lai pārvarētu plaisu starp GR2 un dārgākiem titāna sakausējumiem, piemēram, Gr5 (Ti-6Al-4V).
Pielietojums: augstāka-spiediena tvertnes, biezu-sienu reaktori un stiprinājumi, kur GR2 izturība nav pietiekama.
Galīgo dizainu regulē ASME II sadaļa (materiāla īpašības) un VIII sadaļa (projektēšanas noteikumi), kas nodrošina katras klases pieļaujamās sprieguma vērtības dažādās temperatūrās.
3. Izturība pret koroziju rūpnieciskos nolūkos: vai šo CP pakāpju korozijas īpašības atšķiras, un kā tas ietekmē izvēli?
Visām komerciāli tīrā titāna kategorijām (GR1, GR2, GR4) izturība pret koroziju ir viena un tā pati mehānisma: stabila, lipīga un paš{3}}dziedinoša virsmas oksīda slānis (galvenokārt TiO₂). Tāpēc to vispārējā izturība pret koroziju lielākajā daļā vidi ir ļoti līdzīga.
Kritiskās atšķirības rodas nevis no oksīda slāņa raksturīgās stabilitātes izmaiņām, bet gan no materiāla reakcijas uz mehāniskiem un ražošanas faktoriem, ko ietekmē tā izturība un elastība.
Izturība pret eroziju{0}}koroziju: liela ātruma{1}}pakalpojumos (piem., sūkņa lāpstiņritenis, ieplūdes sprauslas) cietāks un spēcīgāks GR4 var nodrošināt nedaudz labāku izturību pret erozijas-koroziju, salīdzinot ar mīkstākiem GR1 un GR2.
Izturība pret spraugu koroziju: ciešās plaisās (zem blīvēm, nosēdumiem) karstos hlorīda šķīdumos visas CP kategorijas var būt jutīgas. Tomēr GR1 izcilā elastība dažkārt var sniegt nelielu priekšrocību, ļaujot materiālam deformēties un samazināt spraugas necaurlaidību. Smagas plaisu korozijas gadījumos bieži ir nepieciešama pallādija{3}}uzlabota klase, piemēram, GR7.
Izgatavošana{0}}Izraisīta ievainojamība: metināšanas un formēšanas laikā var rasties atlikušais spriegums. Ļoti noslogotā stāvoklī materiāls var būt jutīgāks pret noteiktiem korozijas veidiem, piemēram, stresa korozijas plaisāšanu (SCC), lai gan titāns ir ļoti izturīgs. Lielāka GR4 izturība rada lielāku atlikušo spriegumu vienam un tam pašam deformācijai, kas ir jāņem vērā agresīvā vidē.
Atlases ieskats: lielākajai daļai standarta ķīmisko pakalpojumu (jūras ūdens, hlorāti, nitrāti) GR1, GR2 un GR4 izturība pret koroziju ir faktiski identiska. Tāpēc izvēli nosaka mehāniskās konstrukcijas prasības, nevis būtiska atšķirība ķīmiskajā pretestībā.
4. Izgatavošana, lai nodrošinātu atbilstību kodeksam: kādi ir galvenie apsvērumi saistībā ar SB348 CP titāna stieņu metināšanu un formēšanu ASME projektos?
CP titāna ražošanai ASME zīmogu projektiem ir stingri jāievēro procedūras, lai saglabātu materiāla izturību pret koroziju un mehāniskās īpašības.
Metināšana (GTAW/TIG ir standarta):
Lieliska metināmība: Visas CP kategorijas (GR1, GR2, GR4) tiek uzskatītas par izcilām metināšanai. Tie nav pakļauti-metinājuma plaisāšanai.
Absolūtā prasība: ekranēšana. Vissvarīgākais faktors ir izkausētās metināšanas peļķes un karstās karstuma{1}}ietekmētās zonas (HAZ) aizsardzība pret atmosfēras piesārņojumu ar gaisu (skābekli un slāpekli). Tas prasa:
Primārais ekranējums: augstas{0}}tīrības pakāpes argons vai hēlijs no TIG degļa.
Trailing Shield: ierīce, kas pievienota deglim, lai pārpludinātu dzesēšanas metinājuma lodītes ar inertu gāzi.
Muguras attīrīšana: Metināšanas šuves saknes puse ir jāiztīra ar argonu, lai novērstu apakšpuses oksidēšanos.
Pildmetāls: pildmetāls parasti atbilst parastā metāla klasei (piemēram, ERTi-2 metināšanai GR2). Tomēr, lai palielinātu metināšanas elastību, ir ierasts un pieņemams izmantot par vienu stiprības pakāpi zemāku pildmetālu (piemēram, ERTi-2 metināšanai GR4). Tam jābūt norādītam metināšanas procedūras specifikācijā (WPS).
Formēšana un locīšana:
Aukstā formēšana: visas CP kategorijas ir viegli-aukstās formēšanas. GR1 ar savu augstāko elastību ir vislabākais smagām formēšanas operācijām. GR2 ir piemērots lielākajai daļai locīšanas un formēšanas. GR4, būdams spēcīgākais, prasa lielākus formēšanas spēkus un tam ir vairāk atsperes.
Karstā formēšana: sarežģītākām formām karsto formēšanu veic no 425 grādiem - 650 grādiem (800 grādi F - 1200 grādi F). Tas ir jādara krāsnī ar viegli oksidējošu vai inertu atmosfēru, lai novērstu ūdeņraža uzsūkšanos, kas var trauslēt titānu.
Visas ražošanas darbības, īpaši metināšana, ir jāveic saskaņā ar kvalificētu WPS atbilstoši ASME IX sadaļai.
5. Materiālu verifikācija un sertifikācija: kāda dokumentācija un pārbaude ir nepieciešama, lai ASME SB348 titāna stieni varētu izmantot koda -apzīmogotā traukā?
Jebkura materiāla izmantošanai ASME Code{0}}apzīmogotā traukā ir nepieciešama stingra pārbaude, lai nodrošinātu tā atbilstību norādītajam standartam. To nodrošina materiāla ražotājs/piegādātājs īpašas dokumentācijas veidā.
1. Atbilstības sertifikāts (C of C): dokuments no piegādātāja, kas apliecina, ka materiāls atbilst ASME SB348 prasībām un norādītajai klasei. Tas ir minimālais sertifikācijas līmenis.
2. Dzirnavu pārbaudes ziņojums (MTR) / atbilstības sertifikāts: šis ir būtisks un parasti nepieciešamais dokuments. MTR nav vienkāršs sertifikāts; tas ir detalizēts ziņojums, kas satur faktiskos testu rezultātus no materiāla partijas (siltuma), no kuras tika ražots stienis. Tajā jāiekļauj:
Siltuma numurs: unikāls identifikators, kas nodrošina pilnīgu sākotnējā kausējuma izsekojamību.
Ķīmiskā analīze: faktiskie rezultāti visiem elementiem, kas norādīti kategorijā SB348 (piemēram, Ti, O, Fe, N, C, H).
Mehāniskās īpašības: faktiskie rezultāti no spriegojuma pārbaudēm (stiepe, stiepes izturība, pagarinājums), kas veiktas paraugiem no tāda paša siltuma un stāvokļa.
Papildu testi: ja tas norādīts pirkuma pasūtījumā, var iekļaut papildu testu rezultātus, piemēram, saplacināšanas testus (caurulēm) vai cietības testus.
3. Materiāla identifikācija: uz pašas fiziskās joslas ir jābūt marķētai ar attiecīgo informāciju, parasti izmantojot zemu-nospiedumu vai tagus, tostarp:
Ražotāja nosaukums vai logotips
Specifikācija (piemēram, ASME SB348)
Novērtējums (piemēram, GR2)
Siltuma numurs
Izmērs
Tvertnes ražotājs ir atbildīgs par MTR pārskatīšanu, lai pārbaudītu atbilstību, pirms materiāls tiek izmantots būvniecībā. Inspektors, kas pārstāv "U" vai "UM" zīmoga turētāju, pārbaudīs šos ierakstus savas uzraudzības ietvaros. Šī stingrā dokumentācijas un izsekojamības ķēde ir būtiska ASME spiediena iekārtu drošībai un uzticamībai.
