1. Standard i njegov opseg: Što označava ASME SB348 i kako se GR1, GR2, CP2 i CP4 uklapaju?
ASME SB348 je oznaka Američkog društva inženjera strojarstva (ASME) za standardnu specifikaciju za "šipke i gredice od titana i legura titana". Funkcionalno je identičan ASTM B348, ali je posebno usvojen za upotrebu u ASME Kodeksu za kotlove i tlačne posude (BPVC). Ovo usvajanje je kritično jer znači da su materijali koji zadovoljavaju SB348 odobreni za upotrebu u projektiranju i izradi opreme pod tlakom, kao što su posude, izmjenjivači topline i sustavi cjevovoda.
Svi predmetni stupnjevi su komercijalno čisti (CP) titan, koji se razlikuju po svojoj čvrstoći, koja je kontrolirana sadržajem kisika i željeza.
GR1 (razred 1): Najduktilniji i najmekši CP stupanj. Nudi najveću mogućnost oblikovanja i udarnu žilavost, ali najnižu čvrstoću.
GR2 (razred 2): Standardni i najčešće korišteni stupanj CP. Pruža optimalnu ravnotežu čvrstoće, duktilnosti i otpornosti na koroziju. To je radni konj kemijske procesne industrije.
CP2: Ovo je starija, naslijeđena oznaka koja je u biti ekvivalentna modernom GR2. Obično ćete pronaći "GR2" u suvremenim izvješćima o ispitivanju mlina.
CP4 / GR4 (razred 4): Najjači od nelegiranih CP razreda. Koristi se kada je potrebna otpornost na koroziju čistog titana, ali dizajn zahtijeva veću čvrstoću od one koju može pružiti GR2.
Oblik "Okrugla šipka" temeljni je polu{0}}proizvod koji se koristi za strojnu obradu komponenti kao što su prirubnice, stabljike ventila, osovine pumpi i pričvrsni elementi za tlačne sustave.
2. Izbor dizajnera tlačne posude: Kako dizajner bira između GR1, GR2 i GR4 za posudu s kodom ASME?
Odabir je klasični inženjerski kompromis-između otpornosti na koroziju, čvrstoće i mogućnosti izrade, a sve unutar okvira ASME kodeksa.
Odaberite ASME SB348 GR1 kada:
Najvažnija je maksimalna otpornost na koroziju: njegova vrhunska rastezljivost često se prevodi u bolju otpornost u određenim agresivnim medijima i veću marginu za operacije oblikovanja.
Potrebna je ekstremna sposobnost oblikovanja: Za komponente koje zahtijevaju ozbiljno hladno oblikovanje, kao što su duboko-vučene glave ili složeni U-zavoji u cijevima izmjenjivača topline, niska čvrstoća GR1 i veliko istezanje su idealni.
Primjena nije jako opterećena: Pogodan je za obloge, pregrade ili cijevi u uslugama niskog-tlaka.
Odaberite ASME SB348 GR2 kada:
Potreban vam je standardni "Najbolji sve-izvođač": ovo je zadani izbor za veliku većinu aplikacija. Nudi izvrsnu kombinaciju:
Odgovarajuća čvrstoća za većinu{0}}dizajna za zadržavanje pritiska.
Izvrsna otpornost na koroziju.
Dobra zavarljivost i sposobnost oblikovanja.
Tipične primjene: Cjevovodi za kemijske procese, školjke izmjenjivača topline i cijevne ploče, školjke posuda i mlaznice u uslugama koje uključuju kloride, morsku vodu i oksidirajuće kiseline.
Odaberite ASME SB348 GR4 kada:
Potrebna je veća čvrstoća, ali legura nije opravdana: Ako komponenta projektirana u GR2 rezultira vrlo debelom, teškom stijenkom, prelazak na GR4 omogućuje smanjenje debljine stijenke i težine uz zadržavanje izvrsnog profila korozije čistog titana.
Kako bi se izbjegla upotreba-skuplje legure: služi kao troškovno{1}}učinkovito rješenje za premošćivanje jaza između GR2 i skupljih legura titana kao što je Gr5 (Ti-6Al-4V).
Primjene: posude s višim-tlakom, reaktori-debelih stijenki i pričvršćivači gdje je čvrstoća GR2 nedovoljna.
Konačni dizajn reguliran je ASME Odjeljkom II (svojstva materijala) i Odjeljkom VIII (pravila projektiranja), koji daju dopuštene vrijednosti naprezanja za svaki stupanj pri različitim temperaturama.
3. Otpornost na koroziju u industrijskim uvjetima: razlikuju li se svojstva korozije ovih CP stupnjeva i kako to utječe na odabir?
Sve komercijalno čiste vrste titana (GR1, GR2, GR4) svoju otpornost na koroziju dobivaju iz istog mehanizma: stabilnog, prianjajućeg i samo{3}}zacjeljujućeg površinskog oksidnog sloja (prvenstveno TiO₂). Stoga je njihova opća otpornost na koroziju u većini okruženja vrlo slična.
Kritične razlike ne proizlaze iz promjene inherentne stabilnosti oksidnog sloja, već iz reakcije materijala na mehaničke i proizvodne čimbenike na koje utječu njegova čvrstoća i duktilnost.
Otpornost na eroziju-Koroziju: u-uslugama s velikim-brzinama (npr. impeleri pumpe, ulazne mlaznice), tvrđi i jači GR4 može ponuditi neznatno bolju otpornost na eroziju-koroziju u usporedbi s mekšim GR1 i GR2.
Otpornost na koroziju u pukotinama: U uskim pukotinama (ispod brtvila, naslaga) u vrućim otopinama klorida, svi CP stupnjevi mogu biti osjetljivi. Međutim, superiorna duktilnost GR1 ponekad može pružiti malu prednost dopuštajući materijalu da se deformira i smanji nepropusnost pukotine. Za teške primjene korozije u pukotinama, često je potreban stupanj poboljšanja-paladija poput GR7.
Izrada-inducirana ranjivost: tijekom zavarivanja i oblikovanja mogu se uvesti zaostala naprezanja. U visokonapregnutom stanju, materijal može biti osjetljiviji na određene oblike korozije, poput pucanja od korozije naprezanja (SCC), iako je titan vrlo otporan. Veća čvrstoća GR4 rezultira višim zaostalim naprezanjima za istu deformaciju, što je važno u agresivnim okruženjima.
Uvid u odabir: Za većinu standardnih kemijskih usluga (morska voda, klorati, nitrati), učinak korozije GR1, GR2 i GR4 je zapravo identičan. Izbor je stoga vođen zahtjevima mehaničkog dizajna, a ne značajnom razlikom u kemijskoj otpornosti.
4. Izrada za usklađenost s kodeksom: Koja su ključna razmatranja zavarivanja i oblikovanja za SB348 CP titanijske šipke u ASME projektima?
Izrada CP titana za projekte pečata ASME zahtijeva strogo pridržavanje postupaka za održavanje otpornosti materijala na koroziju i mehaničkih svojstava.
Zavarivanje (GTAW/TIG je standard):
Izvrsna zavarljivost: Svi CP stupnjevi (GR1, GR2, GR4) smatraju se izvrsnim za zavarivanje. Nisu skloni pucanju nakon -zavarivanja.
Apsolutni zahtjev: zaštita. Najkritičniji pojedinačni čimbenik je zaštita rastaljene lopatice za zavarivanje i vruće zone pod utjecajem topline (HAZ) od atmosferske kontaminacije zrakom (kisikom i dušikom). Ovo zahtijeva:
Primarna zaštita: argon ili helij visoke-čistoće iz TIG plamenika.
Trailing Shield: Uređaj pričvršćen na gorionik za preplavljivanje rashladnog zavara inertnim plinom.
Povratno pročišćavanje: korijenska strana zavara mora se pročistiti argonom kako bi se spriječila oksidacija donje strane.
Dodatni metal: Dodatni metal obično odgovara stupnju osnovnog metala (npr. ERTi-2 za zavarivanje GR2). Međutim, uobičajeno je i prihvatljivo koristiti dodatni metal jedan stupanj niže čvrstoće (npr. ERTi-2 za zavarivanje GR4) kako bi se maksimizirala duktilnost zavara. Ovo mora biti specificirano u specifikaciji postupka zavarivanja (WPS).
Oblikovanje i savijanje:
Hladno oblikovanje: sve vrste CP lako se hladno{0}}oblikuju. GR1, sa svojom najvećom duktilnošću, najbolji je za teške operacije oblikovanja. GR2 je pogodan za većinu savijanja i oblikovanja. GR4, budući da je najjači, zahtijeva veće sile oblikovanja i ima više opruge.
Vruće oblikovanje: Za složenije oblike, vruće oblikovanje se izvodi između 425 stupnjeva - 650 stupnjeva (800 stupnjeva F - 1200 stupnjeva F). To se mora učiniti u peći s blago oksidirajućom ili inertnom atmosferom kako bi se spriječilo nakupljanje vodika, što može učiniti titan krhkim.
Sve proizvodne aktivnosti, posebice zavarivanje, moraju se izvoditi prema kvalificiranom WPS-u prema ASME Odjeljku IX.
5. Provjera materijala i certifikacija: Koja dokumentacija i testiranje su potrebni da bi se titanska šipka ASME SB348 koristila u posudi s oznakom-?
Korištenje bilo kojeg materijala u posudi s-žigom ASME koda zahtijeva rigoroznu provjeru kako bi se osiguralo da je u skladu s navedenim standardom. To osigurava proizvođač/dobavljač materijala u obliku posebne dokumentacije.
1. Potvrda o sukladnosti (C od C): Dokument dobavljača koji navodi da je materijal u skladu sa zahtjevima ASME SB348 i navedenom ocjenom. Ovo je minimalna razina certifikacije.
2. Izvješće o ispitivanju mlina (MTR) / Potvrda o sukladnosti: Ovo je ključni i obično potreban dokument. MTR nije jednostavna potvrda; to je detaljno izvješće koje sadrži stvarne rezultate ispitivanja šarže materijala (toplina) od koje je poluga proizvedena. Mora uključivati:
Heat Number: Jedinstveni identifikator koji omogućuje potpunu sljedivost do izvorne taline.
Kemijska analiza: Stvarni rezultati za sve elemente navedene u SB348 za stupanj (npr. Ti, O, Fe, N, C, H).
Mehanička svojstva: Stvarni rezultati testova zatezanja (vlačna čvrstoća, čvrstoća tečenja, istezanje) provedenih na uzorcima iz iste topline i uvjeta.
Dodatni testovi: Ako je navedeno u narudžbenici, rezultati za dodatna ispitivanja kao što su testovi izravnavanja (za cijevi) ili testovi tvrdoće mogu biti uključeni.
3. Identifikacija materijala: Sama fizička šipka mora biti označena relevantnim informacijama, obično upotrebom nisko-žigova ili oznaka, uključujući:
Naziv ili logotip proizvođača
Specifikacija (npr. ASME SB348)
Razred (npr. GR2)
Heat Number
Veličina
Proizvođač plovila odgovoran je za pregled MTR-a kako bi potvrdio sukladnost prije nego što se materijal koristi u konstrukciji. Inspektor koji predstavlja nositelja pečata "U" ili "UM" revidirati će te zapise kao dio svog nadzora. Ovaj rigorozan lanac dokumentacije i sljedivosti temeljni su za sigurnost i pouzdanost ASME tlačne opreme.
