1. Standard ja selle ulatus: mida tähistab ASME SB348 ja kuidas sobivad GR1, GR2, CP2 ja CP4?
ASME SB348 on Ameerika Mehaanikainseneride Ühingu (ASME) tähistus standardsete spetsifikatsioonide jaoks "titaanist ja titaanisulamist vardad ja kangid". See on funktsionaalselt identne ASTM B348-ga, kuid on spetsiaalselt vastu võetud kasutamiseks ASME boilerite ja surveanumate koodis (BPVC). See kasutuselevõtt on kriitilise tähtsusega, kuna see tähendab, et SB348-le vastavad materjalid on heaks kiidetud kasutamiseks survestatud seadmete (nt mahutid, soojusvahetid ja torustikud) projekteerimisel ja ehitamisel.
Kõik kõnealused klassid on kaubanduslikult puhas (CP) titaan, mida eristab nende tugevus, mida kontrollib nende hapniku- ja rauasisaldus.
GR1 (1. klass): kõige plastilisem ja pehmem CP klass. Pakub kõrgeimat vormitavust ja löögikindlust, kuid madalaimat tugevust.
GR2 (2. klass): standardne ja kõige laialdasemalt kasutatav CP klass. See tagab tugevuse, elastsuse ja korrosioonikindluse optimaalse tasakaalu. See on keemiatööstuse tööhobune.
CP2: see on vanem pärandnimetus, mis on sisuliselt samaväärne kaasaegse GR2-ga. Tavaliselt leiate tänapäevastest veskikatsetuste aruannetest "GR2".
CP4 / GR4 (4. klass): legeerimata CP klassidest tugevaim. Seda kasutatakse juhul, kui on vaja puhta titaani korrosioonikindlust, kuid disain nõuab suuremat tugevust, kui GR2 suudab pakkuda.
Vorm "Round Bar" on põhiline pool{0}}toode, mida kasutatakse selliste komponentide nagu äärikud, klapivarred, pumbavõllid ja survesüsteemide kinnitusdetailid.
2. Surveanuma projekteerija valik: kuidas projekteerija valib ASME koodianuma jaoks GR1, GR2 ja GR4 vahel?
Valik on klassikaline tehniline kompromiss{0}}korrosioonikindluse, tugevuse ja valmistatavuse vahel, kõik ASME koodeksi raames.
Valige ASME SB348 GR1, kui:
Maksimaalne korrosioonikindlus on esmatähtis: selle suurepärane elastsus tähendab sageli paremat vastupidavust teatud agressiivsetes meediumites ja suuremat varu vormimistoiminguteks.
Nõutav on äärmuslik vormitavus: tugevat külmvormimist nõudvate komponentide jaoks, nagu näiteks sügavtõmbepead või soojusvaheti torude keerulised U-painded, on GR1 madal tugevus ja suur venivus ideaalsed.
Rakendus ei ole väga pingeline: see sobib vooderdamiseks, deflektoriteks või torudeks madala rõhu all{0}}.
Valige ASME SB348 GR2, kui:
Vajate standardset "Kõige{0}}parimat" esitajat: see on enamiku rakenduste vaikevalik. See pakub suurepärast kombinatsiooni:
Piisav tugevus enamiku survet{0}}hoidvate kujunduste jaoks.
Suurepärane korrosioonikindlus.
Hea keevitatavus ja vormitavus.
Tüüpilised kasutusalad: Keemilise protsessi torustik, soojusvaheti kestad ja torulehed, anuma kestad ja düüsid teenustes, mis hõlmavad kloriide, merevett ja oksüdeerivaid happeid.
Valige ASME SB348 GR4, kui:
Vaja on suuremat tugevust, kuid sulam ei ole õigustatud: kui GR2-s kavandatud komponendi tulemuseks on väga paks ja raske sein, võimaldab GR4-le üleminek vähendada seina paksust ja kaalu, säilitades samal ajal puhta titaani suurepärase korrosiooniprofiili.
Kõrgema -kulu sulami kasutamise vältimiseks: see toimib kulutõhusa-lahendusena, et ületada lõhe GR2 ja kallimate titaanisulamite, nagu Gr5 (Ti-6Al-4V) vahel.
Kasutusalad: kõrgem{0}}surveanumad, paksuseinalised-reaktorid ja kinnitusdetailid, kus GR2 tugevus on ebapiisav.
Lõplikku konstruktsiooni reguleerivad ASME II jaotis (materjali omadused) ja VIII jaotis (disainireeglid), mis pakuvad iga klassi jaoks lubatud pingeväärtusi erinevatel temperatuuridel.
3. Korrosioonikindlus tööstuslikul kasutamisel: kas nende CP-klasside korrosiooniomadused on erinevad ja kuidas see valikut mõjutab?
Kõik kaubanduslikult puhtad titaaniklassid (GR1, GR2, GR4) tulenevad oma korrosioonikindlusest samast mehhanismist: stabiilsest, kleepuvast ja iseparanevast pinnaoksiidikihist (peamiselt TiO₂). Seetõttu on nende üldine korrosioonikindlus enamikus keskkondades väga sarnane.
Kriitilised erinevused ei tulene mitte oksiidikihi omase stabiilsuse muutumisest, vaid materjali reaktsioonist mehaanilistele ja tootmisteguritele, mida mõjutavad selle tugevus ja elastsus.
Vastupidavus erosioonile-Korrosioonile: suure kiirusega teenustes (nt pumba tiivikud, sisselaskeotsikud) võib kõvem ja tugevam GR4 pakkuda pisut paremat vastupidavust erosiooni-korrosioonile võrreldes pehmemate GR1 ja GR2-ga.
Vastupidavus pragude korrosioonile: kuumades kloriidilahustes olevates kitsastes pragudes (tihendite all, setete all) võivad kõik CP-klassid olla vastuvõtlikud. GR1 parem elastsus võib aga mõnikord anda väikese eelise, võimaldades materjalil deformeeruda ja vähendada prao tihedust. Tõsiste pragude korrosiooniga seotud rakenduste korral on sageli vaja pallaadiumi-tugevdamist, nagu GR7.
Valmistamine-Põhjustatud haavatavus: keevitamise ja vormimise ajal võivad tekkida jääkpinged. Tugevas pinges olekus võib materjal olla vastuvõtlikum teatud korrosioonivormidele, nagu pingekorrosioonipragunemine (SCC), kuigi titaan on väga vastupidav. GR4 suurem tugevus põhjustab sama tüve puhul suuremaid jääkpingeid, mida agressiivses keskkonnas tuleb arvestada.
Valikuülevaade: enamiku standardsete keemiateenuste (merevesi, kloraadid, nitraadid) puhul on GR1, GR2 ja GR4 korrosioonikindlus tegelikult identne. Seetõttu on valiku põhjuseks pigem mehaaniline konstruktsiooninõuded kui oluline erinevus keemilises vastupidavuses.
4. Valmistamine koodide järgimiseks: millised on ASME projektides SB348 CP titaanvarraste peamised keevitamise ja vormimise kaalutlused?
CP-titaani valmistamine ASME templiprojektide jaoks nõuab materjali korrosioonikindluse ja mehaaniliste omaduste säilitamiseks vajalike protseduuride ranget järgimist.
Keevitamine (GTAW/TIG on standardne):
Suurepärane keevitatavus: kõiki CP klasse (GR1, GR2, GR4) peetakse keevitamiseks suurepäraseks. Need ei ole altid-keevisõmbluse pragunemisele.
Absoluutne nõue: varjestus. Kõige kriitilisem tegur on sula keevisõmbluse ja kuuma kuum{1}}mõjutatud tsooni (HAZ) kaitsmine atmosfääri saastumise eest õhuga (hapnik ja lämmastik). Selleks on vaja:
Esmane varjestus: kõrge{0}}puhtusastmega argoon või heelium TIG-põletist.
Trailing Shield: põleti külge kinnitatud seade, mis ujutab jahutuskeevitustera üle inertse gaasiga.
Tagapoolne puhastamine: keevisõmbluse juurekülg tuleb puhastada argooniga, et vältida alaosa oksüdeerumist.
Täitemetall: täitemetall sobib tavaliselt mitteväärismetalli klassiga (nt ERTi-2 keevitamiseks GR2). Siiski on tavaline ja vastuvõetav kasutada ühe klassi võrra väiksema tugevusega täitemetalli (nt ERTi-2 GR4 keevitamiseks), et maksimeerida keevisõmbluse elastsust. See tuleb täpsustada keevitusprotseduuri spetsifikatsioonis (WPS).
Vormimine ja painutamine:
Külmvormimine: kõik CP-klassid on kergesti külmvormitavad{0}}. GR1 on oma kõrgeima elastsusega parim raskete vormimisoperatsioonide jaoks. GR2 sobib enamikuks painutamiseks ja vormimiseks. GR4, olles tugevaim, nõuab suuremaid vormimisjõude ja sellel on rohkem tagasitõmbeid.
Kuumvormimine: keerukamate kujundite puhul teostatakse kuumvormimine vahemikus 425 kraadi - 650 kraadi (800 kraadi F - 1200 kraadi F). Seda tuleb teha kergelt oksüdeeriva või inertse atmosfääriga ahjus, et vältida vesiniku kogunemist, mis võib titaani habrastada.
Kõik valmistamistoimingud, eriti keevitamine, tuleb läbi viia vastavalt ASME IX jaotisele kvalifitseeritud WPS-ile.
5. Materjali kontrollimine ja sertifitseerimine: millist dokumentatsiooni ja testimist on vaja ASME SB348 titaanriba jaoks, et seda saaks kasutada koodi{2}}templiga anumas?
Mis tahes materjali kasutamine ASME koodi{0}}tembeldatud anumas nõuab ranget kontrolli, et tagada selle vastavus kindlaksmääratud standardile. Selle annab materjali tootja/tarnija konkreetse dokumentatsiooni vormis.
1. Vastavussertifikaat (C/C): tarnija dokument, mis kinnitab, et materjal vastab ASME SB348 nõuetele ja määratud klassile. See on sertifitseerimise miinimumtase.
2. Veski katsearuanne (MTR) / vastavussertifikaat: see on ülioluline ja tavaliselt nõutav dokument. MTR ei ole lihtne sertifikaat; see on üksikasjalik aruanne, mis sisaldab tegelikke katsetulemusi materjalipartiist (soojusest), millest latt valmistati. See peab sisaldama:
Kuumuse number: kordumatu identifikaator, mis tagab täieliku jälgitavuse kuni algse sulamiseni.
Keemiline analüüs: tegelikud tulemused kõigi SB348-s klassi jaoks määratletud elementide kohta (nt Ti, O, Fe, N, C, H).
Mehaanilised omadused: tegelikud tulemused pingetestidest (tõmbetugevus, tõmbetugevus, pikenemine), mis on läbi viidud sama kuumuse ja tingimustega proovidega.
Täiendavad testid: kui ostutellimuses on täpsustatud, võidakse lisada täiendavate testide, näiteks lamestamiskatsete (torude jaoks) või kõvaduse testide tulemused.
3. Materjali identifitseerimine: füüsiline riba ise peab olema märgistatud asjakohase teabega, kasutades tavaliselt madalat-pingutust või silte, sealhulgas:
Tootja nimi või logo
Spetsifikatsioon (nt ASME SB348)
Hinne (nt GR2)
Kuumuse number
Suurus
Anuma tootja vastutab MTR-i läbivaatamise eest, et kontrollida vastavust enne materjali kasutamist ehituses. U- või UM-templi omanikku esindav inspektor auditeerib neid dokumente oma järelevalve raames. See range dokumentatsiooni ja jälgitavuse ahel on ASME surveseadmete ohutuse ja töökindluse jaoks ülioluline.
