1. Standard in njegov obseg: kaj označuje ASME SB348 in kako se GR1, GR2, CP2 in CP4 prilegajo?
ASME SB348 je oznaka Ameriškega združenja strojnih inženirjev (ASME) za standardno specifikacijo za "palice in gredice iz titana in titanovih zlitin". Funkcionalno je enak ASTM B348, vendar je posebej sprejet za uporabo v kodeksu ASME za bojlerje in tlačne posode (BPVC). Ta sprejem je ključnega pomena, ker pomeni, da so materiali, ki ustrezajo SB348, odobreni za uporabo pri načrtovanju in izdelavi opreme pod tlakom, kot so posode, toplotni izmenjevalniki in cevni sistemi.
Vsi zadevni razredi so komercialno čist (CP) titan, ki se razlikujejo po trdnosti, ki je nadzorovana z vsebnostjo kisika in železa.
GR1 (razred 1): Najbolj duktilen in najmehkejši razred CP. Ponuja najvišjo sposobnost oblikovanja in udarno žilavost, vendar najnižjo trdnost.
GR2 (Razred 2): Standardni in najpogosteje uporabljeni razred CP. Zagotavlja optimalno razmerje med trdnostjo, duktilnostjo in odpornostjo proti koroziji. Je delovni konj kemijske procesne industrije.
CP2: To je starejša, podedovana oznaka, ki je v bistvu enakovredna sodobnemu GR2. V poročilih o preskusih sodobnih mlinov običajno najdete "GR2".
CP4 / GR4 (Razred 4): Najmočnejši med nelegiranimi razredi CP. Uporablja se, kadar je zahtevana odpornost proti koroziji čistega titana, vendar konstrukcija zahteva večjo trdnost, kot jo lahko zagotovi GR2.
Oblika »okrogla palica« je temeljni poli-izdelek, ki se uporablja za obdelavo komponent, kot so prirobnice, stebla ventilov, gredi črpalk in pritrdilni elementi za tlačne sisteme.
2. Izbira oblikovalca tlačne posode: Kako oblikovalec izbere med GR1, GR2 in GR4 za posodo s kodo ASME?
Izbira je klasičen inženirski kompromis-med odpornostjo proti koroziji, trdnostjo in možnostjo izdelave, vse v okviru kodeksa ASME.
Izberite ASME SB348 GR1, ko:
Najvišja odpornost proti koroziji je najpomembnejša: njegova vrhunska duktilnost pogosto pomeni boljšo odpornost v določenih agresivnih medijih in večjo rezervo za operacije oblikovanja.
Zahtevana je izredna sposobnost oblikovanja: Za komponente, ki zahtevajo močno hladno oblikovanje, kot so globoko-vlečene glave ali zapleteni U-loki v ceveh izmenjevalnika toplote, sta nizka trdnost in velik raztezek GR1 idealna.
Uporaba ni zelo obremenjena: Primeren je za obloge, pregrade ali cevi v nizkotlačnih-storitvah.
Izberite ASME SB348 GR2, ko:
Potrebujete standardni »Best All{0}}Around« Performer: To je privzeta izbira za veliko večino aplikacij. Ponuja odlično kombinacijo:
Ustrezna trdnost za večino{0}}zasnov, ki zadržujejo pritisk.
Odlična odpornost proti koroziji.
Dobra varivost in sposobnost oblikovanja.
Tipične uporabe: Cevovodi za kemične procese, lupine toplotnih izmenjevalcev in cevne plošče, lupine posod in šobe v storitvah, ki vključujejo kloride, morsko vodo in oksidativne kisline.
Izberite ASME SB348 GR4, ko:
Potrebna je višja trdnost, vendar zlitina ni upravičena: Če komponenta, zasnovana v GR2, povzroči zelo debelo in težko steno, prehod na GR4 omogoča zmanjšanje debeline stene in teže ob ohranjanju odličnega korozijskega profila čistega titana.
Da bi se izognili uporabi dražje-cenovne zlitine: služi kot stroškovno{1}}učinkovita rešitev za premostitev vrzeli med GR2 in dražjimi titanovimi zlitinami, kot je Gr5 (Ti-6Al-4V).
Uporaba: višje{0}}tlačne posode, debelo{1}}stenski reaktorji in pritrdilni elementi, kjer je trdnost GR2 nezadostna.
Končno zasnovo urejata oddelek II (lastnosti materiala) in oddelek VIII (pravila za načrtovanje) ASME, ki zagotavljata dovoljene vrednosti napetosti za vsak razred pri različnih temperaturah.
3. Odpornost proti koroziji v industrijskih pogojih: Ali se korozijske lastnosti teh razredov CP razlikujejo in kako to vpliva na izbiro?
Vsi komercialno čisti titanovi razredi (GR1, GR2, GR4) pridobivajo odpornost proti koroziji iz istega mehanizma: stabilne, oprijemljive in samo{3}}zdravilne površinske oksidne plasti (predvsem TiO₂). Zato je njihova splošna odpornost proti koroziji v večini okolij zelo podobna.
Kritične razlike ne izhajajo iz spremembe inherentne stabilnosti oksidne plasti, ampak iz odziva materiala na mehanske in proizvodne dejavnike, na katere vplivata njegova trdnost in duktilnost.
Odpornost proti eroziji-Koroziji: Pri visoko-hitrostnih napravah (npr. tekači črpalk, dovodne šobe) lahko trši in močnejši GR4 nudi nekoliko boljšo odpornost proti eroziji-koroziji v primerjavi z mehkejšima GR1 in GR2.
Odpornost proti koroziji v razpokah: V tesnih razpokah (pod tesnili, usedlinami) v vročih kloridnih raztopinah so lahko občutljivi vsi razredi CP. Vendar lahko vrhunska duktilnost GR1 včasih zagotovi rahlo prednost, saj omogoči deformacijo materiala in zmanjša tesnost špranje. Pri uporabi s hudo špranjo korozijo je pogosto potreben-paladij izboljšan razred, kot je GR7.
Izdelava-inducirana ranljivost: med varjenjem in oblikovanjem lahko pride do preostalih napetosti. V zelo obremenjenem stanju je lahko material bolj dovzeten za določene oblike korozije, kot je razpoke zaradi napetostne korozije (SCC), čeprav je titan zelo odporen. Večja trdnost GR4 ima za posledico višje preostale napetosti za enako deformacijo, kar je treba upoštevati v agresivnih okoljih.
Vpogled v izbiro: Za večino standardnih kemičnih storitev (morska voda, klorati, nitrati) je korozijska učinkovitost GR1, GR2 in GR4 dejansko enaka. Izbira je torej odvisna od mehanskih konstrukcijskih zahtev in ne zaradi pomembne razlike v kemični odpornosti.
4. Izdelava za skladnost s kodeksom: Kateri so ključni vidiki varjenja in oblikovanja titanovih palic SB348 CP v projektih ASME?
Izdelava CP titana za projekte žigov ASME zahteva strogo upoštevanje postopkov za ohranjanje odpornosti materiala proti koroziji in mehanskih lastnosti.
Varjenje (GTAW/TIG je standard):
Odlična varivost: vsi razredi CP (GR1, GR2, GR4) veljajo za odlične za varjenje. Niso nagnjeni k pokanju-po varjenju.
Absolutna zahteva: Zaščita. Edini najbolj kritičen dejavnik je zaščita staljene zvarne lokve in vročega toplotno{1}}prizadetega območja (HAZ) pred atmosfersko kontaminacijo z zrakom (kisikom in dušikom). To zahteva:
Primarna zaščita: visoko{0}}čist argon ali helij iz gorilnika TIG.
Trailing Shield: Naprava, pritrjena na gorilnik za preplavljanje hladilnega zvara z inertnim plinom.
Čiščenje nazaj: Korensko stran zvara je treba očistiti z argonom, da se prepreči oksidacija spodnje strani.
Dodatna kovina: Dodatna kovina se običajno ujema s kakovostjo osnovne kovine (npr. ERTi-2 za varjenje GR2). Vendar pa je običajna in sprejemljiva uporaba dodajne kovine za eno stopnjo nižje trdnosti (npr. ERTi-2 za varjenje GR4), da se poveča duktilnost zvara. To mora biti določeno v specifikaciji varilnega postopka (WPS).
Oblikovanje in upogibanje:
Hladno preoblikovanje: vse vrste CP se zlahka hladno{0}}oblikujejo. GR1 je s svojo najvišjo duktilnostjo najboljši za težke postopke oblikovanja. GR2 je primeren za večino krivljenja in oblikovanja. GR4, ki je najmočnejši, zahteva večje oblikovalne sile in ima večjo vzmetnost.
Vroče oblikovanje: Za bolj zapletene oblike se vroče oblikovanje izvaja med 425 stopinjami - 650 stopinjami (800 stopinjami F - 1200 stopinjami F). To je treba narediti v peči z rahlo oksidativno ali inertno atmosfero, da se prepreči prevzem vodika, ki lahko povzroči krhkost titana.
Vse dejavnosti izdelave, zlasti varjenje, je treba izvajati v skladu s kvalificiranim WPS v skladu z oddelkom IX ASME.
5. Preverjanje materiala in certificiranje: Kakšna dokumentacija in testiranje sta potrebna za uporabo titanove palice ASME SB348 v posodi s kodo-žigom?
Uporaba katerega koli materiala v posodi z-žigom ASME Code zahteva strogo preverjanje, da se zagotovi skladnost z navedenim standardom. To zagotovi proizvajalec/dobavitelj materiala v obliki posebne dokumentacije.
1. Potrdilo o skladnosti (C od C): Dokument dobavitelja, ki navaja, da je material v skladu z zahtevami ASME SB348 in navedenim razredom. To je najnižja raven certificiranja.
2. Poročilo o preskusu rezkarja (MTR) / Certifikat o skladnosti: To je ključen in običajno zahtevan dokument. MTR ni preprosto potrdilo; je podrobno poročilo, ki vsebuje dejanske rezultate testiranja serije materiala (toplote), iz katere je bila izdelana palica. Vsebovati mora:
Toplotna številka: edinstven identifikator, ki zagotavlja popolno sledljivost do prvotne taline.
Kemijska analiza: Dejanski rezultati za vse elemente, navedene v SB348 za stopnjo (npr. Ti, O, Fe, N, C, H).
Mehanske lastnosti: Dejanski rezultati nateznih preskusov (natezna trdnost, trdnost tečenja, raztezek), izvedenih na vzorcih pri enaki temperaturi in enakih pogojih.
Dodatni preskusi: Če je navedeno v naročilnici, so lahko vključeni rezultati za dodatne preskuse, kot so preskusi sploščenja (za cevi) ali preskusi trdote.
3. Identifikacija materiala: Sama fizična vrstica mora biti označena z ustreznimi informacijami, običajno z nizko-žigom ali oznakami, vključno z:
Ime ali logotip proizvajalca
Specifikacija (npr. ASME SB348)
Razred (npr. GR2)
Toplotno število
Velikost
Proizvajalec posode je odgovoren za pregled MTR, da preveri skladnost, preden se material uporabi pri gradnji. Inšpektor, ki zastopa imetnika žiga "U" ali "UM", bo te evidence revidiral kot del svojega nadzora. Ta stroga veriga dokumentacije in sledljivosti je bistvena za varnost in zanesljivost tlačne opreme ASME.
