1. Štandard a jeho rozsah: Čo označuje ASME SB348 a ako doň zapadajú GR1, GR2, CP2 a CP4?
ASME SB348 je označenie Americkej spoločnosti strojných inžinierov (ASME) pre štandardnú špecifikáciu „Titanové a titánové zliatinové tyče a predvalky“. Je funkčne identický s ASTM B348, ale je špecificky prijatý na použitie v ASME kóde kotlov a tlakových nádob (BPVC). Toto prijatie je rozhodujúce, pretože znamená, že materiály spĺňajúce SB348 sú schválené na použitie pri navrhovaní a konštrukcii tlakových zariadení, ako sú nádoby, výmenníky tepla a potrubné systémy.
Všetky predmetné druhy sú komerčne čistý (CP) titán, ktorý sa líši silou, ktorá je riadená obsahom kyslíka a železa.
GR1 (trieda 1): Najťažnejšia a najmäkšia trieda CP. Ponúka najvyššiu tvárnosť a rázovú húževnatosť, ale najnižšiu pevnosť.
GR2 (2. stupeň): Štandardná a najpoužívanejšia trieda CP. Poskytuje optimálnu rovnováhu pevnosti, ťažnosti a odolnosti proti korózii. Je ťažným koňom chemického spracovateľského priemyslu.
CP2: Toto je staršie, staršie označenie, ktoré je v podstate ekvivalentné modernému GR2. "GR2" zvyčajne nájdete na súčasných testovacích správach mlynov.
CP4 / GR4 (stupeň 4): Najsilnejšia z nelegovaných tried CP. Používa sa, keď sa vyžaduje odolnosť čistého titánu proti korózii, ale konštrukcia vyžaduje vyššiu pevnosť, ako môže poskytnúť GR2.
Tvar „okrúhlej tyče“ je základným polotovarom{0}}, ktorý sa používa na opracovanie komponentov, ako sú príruby, drieky ventilov, hriadele čerpadiel a spojovacie prvky pre tlakové systémy.
2. Voľba dizajnéra tlakovej nádoby: Ako si dizajnér vyberá medzi GR1, GR2 a GR4 pre nádobu s kódom ASME?
Výber je klasickým technickým kompromisom- medzi odolnosťou proti korózii, pevnosťou a spracovateľnosťou, všetko v rámci kódexu ASME.
Vyberte ASME SB348 GR1, keď:
Maximálna odolnosť proti korózii je prvoradá: Jeho vynikajúca ťažnosť sa často premieta do lepšej odolnosti v určitých agresívnych médiách a väčšej rezervy pre operácie tvárnenia.
Vyžaduje sa extrémna tvarovateľnosť: Pre komponenty vyžadujúce ťažké tvarovanie za studena, ako sú napríklad hlboko ťahané hlavy alebo zložité U- ohyby v rúrkach výmenníka tepla, je ideálna nízka pevnosť a vysoká ťažnosť GR1.
Aplikácia nie je veľmi namáhaná: Je vhodná na obloženie, usmerňovače alebo hadičky v nízkotlakových-službách.
Vyberte ASME SB348 GR2, keď:
Potrebujete štandardného „najlepšieho-výkonného“: Toto je predvolená voľba pre veľkú väčšinu aplikácií. Ponúka vynikajúcu kombináciu:
Primeraná pevnosť pre väčšinu dizajnov-zadržiavajúcich tlak.
Vynikajúca odolnosť proti korózii.
Dobrá zvárateľnosť a tvarovateľnosť.
Typické aplikácie: Potrubia pre chemické procesy, plášte a rúrkovnice výmenníkov tepla, plášte nádob a dýzy v službách zahŕňajúcich chloridy, morskú vodu a oxidačné kyseliny.
Vyberte ASME SB348 GR4, keď:
Je potrebná vyššia pevnosť, ale zliatina nie je opodstatnená: Ak komponent navrhnutý v GR2 vedie k veľmi hrubej a ťažkej stene, prechod na GR4 umožňuje zníženie hrúbky steny a hmotnosti pri zachovaní vynikajúceho korózneho profilu čistého titánu.
Ako sa vyhnúť použitiu zliatiny s vyššími{0}}nákladmi: Slúži ako nákladovo-efektívne riešenie na preklenutie priepasti medzi zliatinou GR2 a drahšími zliatinami titánu, ako je Gr5 (Ti-6Al-4V).
Aplikácie: Nádoby s vyšším{0}tlakom, hrubostenné-reaktory a spojovacie prvky, kde je pevnosť GR2 nedostatočná.
Konečný návrh sa riadi ASME sekciou II (vlastnosti materiálu) a sekciou VIII (konštrukčné pravidlá), ktoré poskytujú prípustné hodnoty napätia pre každú triedu pri rôznych teplotách.
3. Odolnosť proti korózii v priemyselnej prevádzke: Sú korózne vlastnosti týchto tried CP odlišné a ako to ovplyvňuje výber?
Všetky druhy komerčne čistého titánu (GR1, GR2, GR4) odvodzujú svoju odolnosť proti korózii od rovnakého mechanizmu: stabilná, priľnavá a samo{3}}opravujúca sa povrchová oxidová vrstva (predovšetkým TiO₂). Preto je ich všeobecná odolnosť proti korózii vo väčšine prostredí veľmi podobná.
Kritické rozdiely nevyplývajú zo zmeny vnútornej stability vrstvy oxidu, ale z odozvy materiálu na mechanické a výrobné faktory ovplyvnené jeho pevnosťou a ťažnosťou.
Odolnosť proti erózii-Korózii: Pri vysokorýchlostných službách (napr. obežné kolesá čerpadiel, vstupné dýzy) môže tvrdší a silnejší GR4 ponúkať o niečo lepšiu odolnosť voči erózii-v porovnaní s mäkšími GR1 a GR2.
Odolnosť proti štrbinovej korózii: V tesných štrbinách (pod tesneniami, usadeniny) v horúcich roztokoch chloridu môžu byť citlivé všetky druhy CP. Avšak vynikajúca ťažnosť GR1 môže niekedy poskytnúť miernu výhodu tým, že umožní deformácii materiálu a zníži tesnosť štrbiny. Pre aplikácie so silnou štrbinovou koróziou je často potrebný paládiom-kvalitný stupeň ako GR7.
Zraniteľnosť vyvolaná výrobou-: Počas zvárania a tvárnenia sa môžu zaviesť zvyškové napätia. Vo vysoko namáhanom stave môže byť materiál náchylnejší na určité formy korózie, ako je praskanie koróziou pri strese (SCC), hoci titán je vysoko odolný. Vyššia pevnosť GR4 má za následok vyššie zvyškové napätia pri rovnakom namáhaní, čo sa berie do úvahy v agresívnom prostredí.
Výber: Pre väčšinu štandardných chemických služieb (morská voda, chlorečnany, dusičnany) je korózny výkon GR1, GR2 a GR4 prakticky rovnaký. Voľba je preto riadená skôr požiadavkami na mechanickú konštrukciu než významným rozdielom v chemickej odolnosti.
4. Výroba pre súlad s kódexom: Aké sú kľúčové aspekty zvárania a tvarovania pre titánové tyče SB348 CP v projektoch ASME?
Výroba titánu CP pre projekty ASME pečiatok vyžaduje prísne dodržiavanie postupov na udržanie odolnosti materiálu proti korózii a mechanických vlastností.
Zváranie (GTAW/TIG je štandard):
Vynikajúca zvárateľnosť: Všetky triedy CP (GR1, GR2, GR4) sa považujú za vynikajúce na zváranie. Nie sú náchylné na praskanie-zvaru.
Absolútna požiadavka: tienenie. Jediným najdôležitejším faktorom je ochrana kaluže roztaveného zvaru a horúcej tepelne-ovplyvnenej zóny (HAZ) pred atmosférickou kontamináciou vzduchom (kyslíkom a dusíkom). To si vyžaduje:
Primárne tienenie:-vysoko čistý argón alebo hélium z horáka TIG.
Trailing Shield: Zariadenie pripojené k horáku na zaplavenie chladiacej húsenice zvaru inertným plynom.
Zadné preplachovanie: Koreňová strana zvaru musí byť prečistená argónom, aby sa zabránilo oxidácii spodnej strany.
Prídavný kov: Prídavný kov sa zvyčajne zhoduje s akosťou základného kovu (napr. ERTi-2 na zváranie GR2). Je však bežné a prijateľné použiť prídavný kov o jeden stupeň nižšej pevnosti (napr. ERTi-2 na zváranie GR4), aby sa maximalizovala ťažnosť zvaru. Toto musí byť špecifikované v špecifikácii postupu zvárania (WPS).
Tvarovanie a ohýbanie:
Tvarovanie za studena: Všetky druhy CP sú ľahko tvarovateľné-za studena. GR1 so svojou najvyššou ťažnosťou je najlepší pre ťažké tvárniace operácie. GR2 je vhodný na väčšinu ohýbania a tvarovania. GR4, ktorý je najsilnejší, vyžaduje väčšie tvárniace sily a má väčšiu spätnú väzbu.
Tvarovanie za tepla: Pri zložitejších tvaroch sa tvarovanie za tepla vykonáva v rozmedzí 425 stupňov - 650 stupňa (800 stupňov F - 1200 stupňa F). Toto sa musí robiť v peci s mierne oxidačnou alebo inertnou atmosférou, aby sa zabránilo zachytávaniu vodíka, ktoré môže skrehnúť titán.
Všetky výrobné činnosti, najmä zváranie, sa musia vykonávať podľa kvalifikovaného WPS podľa ASME, oddiel IX.
5. Overenie a certifikácia materiálu: Aká dokumentácia a testovanie sa vyžaduje na použitie titánovej tyče ASME SB348 v nádobe s vyrazeným kódom-?
Použitie akéhokoľvek materiálu v nádobe označenej kódom ASME-vyžaduje dôkladné overenie, aby sa zabezpečilo, že zodpovedá špecifikovanej norme. Toto zabezpečuje výrobca/dodávateľ materiálu vo forme špecifickej dokumentácie.
1. Osvedčenie o zhode (C alebo C): Dokument od dodávateľa, ktorý uvádza, že materiál vyhovuje požiadavkám ASME SB348 a špecifikovanej triede. Toto je minimálna úroveň certifikácie.
2. Správa o skúške mlyna (MTR) / Osvedčenie o zhode: Toto je kľúčový a zvyčajne požadovaný dokument. MTR nie je jednoduchý certifikát; ide o podrobnú správu obsahujúcu aktuálne výsledky skúšok z dávky materiálu (tepla), z ktorej bola tyč vyrobená. Musí obsahovať:
Heat Number: Jedinečný identifikátor poskytujúci plnú sledovateľnosť pôvodnej taveniny.
Chemická analýza: Aktuálne výsledky pre všetky prvky špecifikované v SB348 pre daný stupeň (napr. Ti, O, Fe, N, C, H).
Mechanické vlastnosti: Aktuálne výsledky skúšok ťahom (pevnosť v ťahu, medza klzu, predĺženie) vykonaných na vzorkách z rovnakého tepla a podmienok.
Dodatočné testy: Ak je to špecifikované v objednávke, môžu byť zahrnuté výsledky dodatočných testov, ako sú testy sploštenia (pre hadičky) alebo testy tvrdosti.
3. Identifikácia materiálu: Fyzická lišta samotná musí byť označená relevantnými informáciami, zvyčajne pomocou nízko{1}}výtlačkov alebo štítkov, vrátane:
Názov alebo logo výrobcu
Špecifikácia (napr. ASME SB348)
Stupeň (napr. GR2)
Číslo tepla
Veľkosť
Výrobca nádoby je zodpovedný za kontrolu MTR na overenie zhody pred použitím materiálu v konštrukcii. Inšpektor zastupujúci držiteľa známky „U“ alebo „UM“ vykoná audit týchto záznamov ako súčasť ich dohľadu. Tento prísny reťazec dokumentácie a sledovateľnosti je základom bezpečnosti a spoľahlivosti tlakových zariadení ASME.
