ASTM A516 GR. 70 +ASTM B171 C71500 الفولاذ الكربوني
لمحة عامة رأس بيضاوي مطلي كجزء إغلاق وعاء الضغط
A clad elliptical head is a formed pressure vessel end closure consisting of a carbon steel or alloy steel base plate with a corrosion-resistant alloy (CRA) layer metallurgically bonded to the process-facing surfaceالشكل شبه البنفسجي 2: 1 هو التكوين الأكثر شيوعًا للرأس التوريسفيري / البنفسجي في مبادلات الحرارة في الغلاف والأنابيب وأوعية الضغط والمفاعلات وخزانات التخزين ،توفير التوازن الأمثل بين كفاءة احتواء الضغط وتكلفة التشكيل.
توفر طبقة التغطية مقاومة التآكل لسائل العملية ، بينما توفر المواد الأساسية قوة هيكلية وسلامة الضغط.تم تصميم هذا المنتج وتصنيعه وفقًا لقسم ASME القسم الثامن القسم 1 أو القسم 2، و GB/T 25198 (رؤوس الأوعية الضغطية) للتطبيقات المحلية.
التعريف الهندسي: 2:1 رأس بيضاوي
الرأس شبه المهبلي 2: 1 لديه عمق داخلي (في الوسط) يساوي ربع قطر الداخل (ID) للقشرة التي يتم ربطها بها:
المحور الرئيسي (D) = Shell ID
المحور الصغير (h) = D/4 (عمق الداخل من خط اللمس إلى مركز التاج)
نصف قطر المفاصل (r) ≈ 0.17 × D (منطقة الانتقال بين التاج والشريط المستقيم)
نصف قطر التاج (R) ≈ 0.90 × D (الجزء المركزي الكروي)
| هوية القشرة (ملم) | عمق الداخل h (ملم) | نصف قطر المفاصل (ملم) | نصف قطر التاج (ملم) |
|---|---|---|---|
| 500 | 125 | 85 | 450 |
| 800 | 200 | 136 | 720 |
| 1000 | 250 | 170 | 900 |
| 1200 | 300 | 204 | 1080 |
| 1500 | 375 | 255 | 1350 |
| 2000 | 500 | 340 | 1800 |
| 2500 | 625 | 425 | 2250 |
| 3000 | 750 | 510 | 2700 |
مادة التغطية ومكونات المواد الأساسية
يتم تصنيع الرأس الإهليلجي المطلي عن طريق تطبيق طبقة من سبيكة مقاومة للتآكل على صفيحة قاعدة من الفولاذ الكربوني أو الصلب الأسلي من خلال إحدى الطرق التالية:
صفيحة مطلية مقاومة للانفجار: تفجير شحنة متفجرة خاضعة للسيطرة يخلق رابطة معدنية بين CRA والمواد الأساسية (وفقا لـ ASME SA-263 / SA-264 / SA-265)
لوحات مغلفة ملفوفة: يتم طلاء المواد المعدنية والمواد الأساسية معاً تحت الضغط لتشكيل رابطة معدنية
غطاء لحام (طلاء الشريط): يتم إيداع مواد CRA على سطح الصفيحة الأساسية في شرائط متداخلة (حسب ASME IX)
خيارات المواد الأساسية
| المواد الأساسية | المواصفات | نطاق الحرارة | التطبيق |
|---|---|---|---|
| الصلب الكربوني SA-516 Gr.70 | الصينية A516 | -20°C إلى +425°C | الخدمة العامة لأوعية الضغط |
| الصلب الكربوني SA-516 Gr.65 / 60 | الصينية A516 | -20°C إلى +425°C | أقسام أقل قوة وأكثر سمكاً |
| الصلب الكربوني 16MnR / Q345R | GB 713 | -20°C إلى +400°C | المعادلة القياسية المحلية |
| السبائك المنخفضة SA-387 Gr.11 / 22 | أيه إس تي إم إيه 387 | -20°C إلى +540°C | خدمة درجة حرارة مرتفعة (الهيدروكراكينج، المعالجة المائية) |
| السبائك المنخفضة SA-387 Gr.5 | أيه إس تي إم إيه 387 | -20°C إلى +550°C | خدمة الهيدروجين عالية الحرارة |
خيارات مواد التغطية
| مادة التغطية | المواصفات | حد الحرارة | تحمل الكلور | التطبيق |
|---|---|---|---|---|
| المقاوم للصدأ 304L | أيه إس تي إم إيه 240 | ≤ 400 درجة مئوية | ≤ 200ppm | بخار نظيف، نوع غذائي |
| المقاوم للصدأ 316L | أيه إس تي إم إيه 240 | ≤ 425 درجة مئوية | ≤ 200ppm | الأحماض العضوية، محلولات الملح، الأحماض الضعيفة |
| مزدوج 2205 | أيه إس تي إم إيه 240 | ≤ 280 درجة مئوية | ≤ 300ppm عند 80 درجة مئوية | الهيدروكربونات التي تحتوي على الكلوريد، البحرية |
| التيتانيوم Gr.1 / Gr.2 | طراز ASTM B265 | ≤ 230 درجة مئوية | ما يصل إلى 20000 جزء في الساعة | مياه البحر، المالح، خدمة عالية الكلور |
| سبيكة 625 (Inconel) | الصيغة ASTM B443 | ≤ 540 درجة مئوية | ما يصل إلى 500 جزء في المئة | الغازات الحمضية، والمتآكلات عالية درجة الحرارة، وحدات الأمين |
| سبيكة C276 (Hastelloy) | طراز ASTM B575 | ≤ 400 درجة مئوية | ما يصل إلى 1000 جزء في الساعة | خدمة الحمض والكلوريد الشديد |
سمك الغطاء (طبقة CRA)
سمك الغطاء القياسي: 2 ملم 6 ملم (عادة 3 ملم كحد أدنى لكل ASME VIII-1 UW-13)
مساحة التسامح لسمك الغلاف: + 0.5mm / -0.0mm (لا تحت المساحة المسموح بها)
نسبة الغطاء: سمك الغطاء كنسبة مئوية من السماكة الإجمالية (غطاء + قاعدة). بالنسبة للخدمة التآكلية ، يتم اختيار سمك الغطاء بناءً على الإعفاء المطلوب من التآكل.
سمك الاسمي الكلي
سمك القاعدة: 6 ملم ️ 80 ملم (تم اختياره وفقًا لـ ASME VIII-1 UG-27 / UG-32 لاحتواء الضغط)
سمك إجمالي = سمك القاعدة + سمك الغطاء (غطاء مدرج في حساب الضغط فقط إذا تم ربطه بالمعادن ؛ وفقًا لمادة ASME VIII-1 الملحق AA)
الحد الأدنى لسمك الشكل بعد الشكل: ≥ 90% من سمك الاسمية (في GB/T 25198 / ASME VIII-1 UG-79)
عملية التشكيل التشكيل بالحر أو البارد
يتم تشكيل رؤوس بيضاوية مغلفة من لوحة مغلفة باستخدام إحدى الطرق التالية. يعتمد اختيار العملية على مادة الغطاء والسمك الإجمالي والدقة المطلوبة.
تشكيل الساخن
درجة حرارة التشكيل: 900 درجة مئوية 1،050 درجة مئوية (لأسس الفولاذ الكربوني + المقاوم للصدأ)
حماية الجانب المغطى: الغلاف الجوي المأكسدة التي يتم التحكم فيها لمنع التقليط المفرط؛ إزالة الغازات الخاملة أو الطلاء الوقائي المطبق على السطح المغطى
معدل التسخين: ≤ 150 درجة مئوية / ساعة لمنع الصدمة الحرارية وتحليل طبقة الغطاء
إطفاء / تبريد: تبريد الهواء أو تبريد الفرن المسيطر عليه (للمواد الأساسية للسبائك التي تتطلب PWHT)
التشكيل البارد
درجة حرارة التشكيل: المحيطية (20 درجة مئوية 40 درجة مئوية)
معدات التشكيل: ضغط الفرامل أو ضغط الصفائح مع الصفائح المتطابقة
تعويض العجلة: أبعاد القوالب التي تم تعديلها للعجلة المشكلة باردة (عادة 0.5٪ 1.5% من نصف قطر التاج لكل قطر الرأس وقوة الخصب المادية)
الحد الأقصى للجهد في التشكيل البارد: محدود لمنع التشطيبات والشقوق في المواد الأساسية.الإجهاد التشكيلي الموصى به ≤ 15% (وفقًا لإجراءات التشكيل الخاصة بالصانع).
بعد التشكيل البارد: المعالجة الحرارية الكاملة بعد الصف (PWHT) المطلوبة وفقًا لمعيار ASME VIII-1 UCS-56 إذا كان سمك المواد الأساسية > 38mm أو إذا كانت الخدمة تتطلب تخفيف الإجهاد.
مساحات التسامح في التشكيل (حسب ASME VIII-1 UG-81 / GB/T 25198)
| المعلم | التسامح |
|---|---|
| نصف قطر التاج (R) | ± 1.5% من نصف قطر التصميم |
| نصف قطر المفاصل (r) | ± 5٪ من نصف قطر التصميم |
| عمق الداخل (ح) | ± 1.0٪ من العمق المصمم |
| القطر الخارجي (OD) عند الخط الملامس | ± 0.5% من ID القشرة |
| غير مستديرة عند الخط الملامس | ≤ 1.0٪ من ID القذيفة (للتجهيز من القذيفة إلى الرأس) |
| موجة السطح | ≤ 2 ملم على امتداد 1 متر (السطح المغطى) |
سلامة الغطاء جودة السندات واختبارها
يجب التحقق من الربط المعدني بين المادة المطلية والمواد الأساسية وفقًا لمعايير ASME VIII-1 UW-13 وASME SA-263 / SA-264 / SA-265.
معايير نزاهة السندات
قوة القطع (الربط من الغطاء إلى القاعدة): ≥ 140 MPa (للوحة المرتبطة بالانفجار) لكل ASTM B898
مساحة الارتباط: ≥ 99٪ من إجمالي السطح المطلي (مساحة السطح المطلي التي يتم ربطها بالمعادن)
مساحة غير مقيدة: بقع فردية غير مقيدة ≤ 100mm2 ؛ مساحة إجمالية غير مقيدة ≤ 1٪ من السطح (على أساس ASME VIII-1)
الفحص غير المدمر (NDE) للأسطح المطلية
اختبار بالموجات فوق الصوتية (UT) ٪ 100 مسح واجهة الغطاء إلى القاعدة لعيوب الارتباط والتحطيم (وفقًا لمادة 5 من ASME V)
معايير القبول: لا توجد إشارات خطية > 20 ملم؛ لا توجد إشارات مجتمعة؛ لا توجد إشارات ذات نطاق ≥ 50% من مستوى الإشارة
عازل السائل (PT) ٪ 100 من السطح المطلي ومفاصل اللحام لشقوق السطح (حسب ASME V ، المادة 6)
القبول: لا شقوق، لا مسامية أكبر من 0.8mm، لا مسامية تجميع
التلحيم إلى القشرة التصميم والإعداد المشترك
يتم لحام الرأس الإهليلسي المصفوف إلى القشرة أو السترة في خط اللمس. يجب أن يحافظ المفصل على كل من السلامة الهيكلية ومقاومة التآكل عبر الواجهة المصفوفة.
التحضير المشترك (حسب ASME VIII-1 UW-13)
زاوية الحاجز: 30° ∼ 37.5° (V واحد أو V مزدوج)
فجوة الجذر: 2 ملم 4 ملم
الدرجة الخلفية للطبقة المطلية:يتم قطع مادة التغليف مرة أخرى حوالي 2mm 3mm من حافة خندق اللحام للسماح للممر الأول (اللحام المواد الأساسية) أن يتم إيداعه دون ذوبان الطبقة المطلية في اللحام
لحام الانتقال: يتم إيداع طبقة زبدة من مادة التغطية على سطح خندق الحام (إذا لزم الأمر) لتحقيق سطح لحام مقاوم للتآكل
تسلسل اللحام (الموصى به)
الصلب الأساسي (صلب الكربون / سبيكة) ️ تم إيداعه أولاً ، 100٪ RT أو UT حسب ASME VIII-1 UW-52
الصفحات الجانبية (غير المقاومة للصدأ أو CRA) ، يتم إيداعها بعد الانتهاء من الصفحات الأساسية وتفتيشها
طبقة مغلفة على سطح اللحام طبقة نهائية من مادة CRA تم إيداعها لاستعادة مقاومة التآكل عبر المفصل
فحص PT النهائي للسطح المصفوف وطبقة اللحام
PWHT (معالجة الحرارة بعد الصف)
مطلوب بموجب ASME VIII-1 UCS-56 عندما:
سمك المادة الأساسية > 38 ملم
تحتوي الخدمة على H2S الرطب (NACE MR0175 / ISO 15156)
المواد الأساسية هي الفولاذ منخفض السبائك (SA-387) التي تتطلب التشديد
درجة حرارة PWHT: 620 °C ± 15 °C للفولاذ الكربوني ؛ 680 °C 760 °C للفولاذ ذو السبائك المنخفضة (في الجداول UCS-56)
مدة الاحتفاظ: ساعة واحدة لكل 25 ملم من سمك القاعدة ؛ ساعة واحدة على الأقل
معدل التبريد: ≤ 50 درجة مئوية في الساعة إلى 400 درجة مئوية (للفولاذ الكربوني) لمنع هطول الكربيد أو تشقق الضغط
حماية الغطاء أثناء PWHT: تم تطبيق غاز غير فعال (أرجون) على السطح المغطى لمنع الأكسدة ؛ يتم تثبيت دروع حرارية إذا لزم الأمر لتقليل تقليص السطح المغطى
التفتيش والاختبار لكل رأس
فحص الأبعاد
نصف قطر التاج: يقاس باستخدام القوالب أو المسح ثلاثي الأبعاد
عمق الداخل (ح): يقاس من خط اللمس إلى مركز التاج ٪ ± 1.0٪
مطابقة Shell ID عند الخط الملامس: غير مستديرة ≤ 1.0٪ من Shell ID
طول اللحاف المستقيم: عادةً 25mm ️ 100mm (حسب التصميم) ؛ التسامح ±2mm
سمك الغطاء: مقياس سمك بالموجات فوق الصوتية عند 10٪ من مساحة السطح
الفحص غير المدمر (NDE)
| الفحص | طريقة | النطاق | القبول (حسب ASME VIII-1) |
|---|---|---|---|
| سلامة السندات | UT (الموجات فوق الصوتية) | 100٪ من السطح المطلي | لا توجد تقطيعات > 20 ملم؛ لا توجد علامات تجميعية |
| الشقوق السطحية | (PT) (المرور السائل) | 100% من السطح المطلي + طبقة لحام | لا توجد شقوق؛ مسامية < 0.8mm |
| المواد الأساسية | UT (ضوء مستقيم) | 100٪ من مساحة القاعدة (فراغ الرأس) | الصفائح ≤ 20mm2 في المجموع لكل 100cm2 |
| الحام (من الرأس إلى القشرة إذا كان محامياً مسبقاً) | RT أو UT (موجة القطع) | 100% من خيط أو بقعة لحام حسب المواصفات | حسب ASME VIII-1 UW-51 (كامل) أو UW-52 (نقطة) |
اختبار الضغط (عندما يتم لحامها على الوعاء)
الاختبار الهيدروستاتيكي: 1.3 × ضغط التصميم × (S عند درجة حرارة الاختبار / S عند درجة حرارة التصميم) حسب ASME VIII-1 UG-99
وقت الإحتفاظ: 30 دقيقة على الأقل
القبول: صفر انخفاض في الضغط؛ لا وجود لتسرب مرئي في مفاصل اللحام أو الواجهة المطلية
السطح المطلي بعد الاختبار المائي: الفحص البصري للكشف عن وجود بثور أو تحليل الحجابات لا يسمح بظهور بثور
الوثائق لكل شحنة
شهادات اختبار المواد (EN 10204 3.1 أو 3.2)
تقرير تصنيع الصفائح المطلية (الربط المتفجرة أو الربط المتدحرج) ، بما في ذلك نتائج اختبار قوة قشر الربط
تقرير بيانات ASME U-stamp (إن وجدت)
ورقة بيانات GB/T 25198 (إذا كان هناك معيار محلي)
تقرير التفتيش الأبعاد (قطر التاج، العمق، السماكة، غير المستديرة)
تقارير NDE scan مسح ربط UT ، مسح سطح PT ، مسح لحام RT / UT (إذا كان محامياً)
تسجيل مخطط PWHT (منحنى درجة الحرارة في الوقت)
مواصفات إجراءات التشكيل (FPS) وتقرير التشكيل (سجلات التشكيل الساخن / البارد)
تقرير قياس سمك الغلاف (سجلات مقياس سمك الموجات فوق الصوتية)
قائمة التحقق من الاختيار
هوية القشرة (القطر الداخلي) يحدد حجم الرأس
ضغط التصميم يحدد سمك القاعدة حسب ASME VIII-1 UG-32
درجة حرارة التصميم يحدد درجة المواد الأساسية ومتطلبات PWHT
تآكل سائل العملية يحدد مادة الغطاء والسمك الأدنى للغطاء
مادة التغطية المطلوبة 304L / 316L / Duplex / Ti / سبيكة 625 / سبيكة C276
سمك الغلاف المطلوب بناءً على معدل التآكل (عادة 3 ملم كحد أدنى)
المواد الأساسية المطلوبة CS SA-516 Gr.70 / Q345R / SA-387 Gr.11/22
طريقة التشكيل المفضلة التشكيل الساخن أو التشكيل البارد
متطلبات PWHT على أساس سمك القاعدة والخدمة
متطلبات الـ NDE لكل معيار ASME VIII-1 أو لكل مواصفات المشروع (على سبيل المثال، مسح 100٪ UT bond، 100٪ PT)
إرفاقات اللحاء أو الفوهة إذا كانت قد لحنت بالفعل إلى الرأس ، قدم تفاصيل مفاصل لحام
مواصفات الطلاء / الطلاء للوجه الخارجي (قاعدة فولاذ الكربون) إذا لم تكن معزولة
بيان تقييد التصميم رأس بيضوي مغلف
الرأس الإهليلسي المعبأ لا ينطبق على:
الخدمات التي تتسبب فيها درجة حرارة التشغيل في تحطيم الغطاء بسبب عدم التطابق في التوسع الحراري (المواد المغطاة والمواد الأساسية لها معامل توسع حراري مختلف).وفقًا لمادة ASME VIII-1 الملحق AA، يجب إدراج الإجهاد الحراري بين الغطاء والقاعدة في حسابات التصميم.
دورة حرارية شديدة (> 1000 دورة في السنة) حيث قد تتعب الرابطة من القاعدة إلى القاعدة. يجب إعادة تقييم سمك الرابطة وسلامة الرابطة حسب تحليل التعب وفقًا لمعيار ASME VIII-2.
درجة حرارة عالية جداً (> 540 درجة مئوية) حيث تخسر مواد التغطية مقاومة التآكل أو تخضع لتحويل المراحل. يوصى بتصنيف 625 أو سبيكة 800 لهذه الخدمة.
الخدمات ذات الدورة الضغطية السريعة (الخدمة النبضية) قد تكون خاضعة لجهد القشرة؛ استشر الشركة المصنعة لاختبار الصلة الإضافي.
