وصف تفصيلي للمنتج
التطبيق والامتثال
تُستخدم شفة ASTM A182 F321H WNRF و BLRF للتوصيلات على المبادلات الحرارية ذات الأنابيب والغلاف، وأنابيب المبادلات الحرارية، وأوعية الضغط ذات درجات الحرارة العالية، وأنابيب البخار حيث تقع درجة حرارة التشغيل ضمن أو فوق نطاق ترسيب كربيد الكروم من 427 درجة مئوية إلى 816 درجة مئوية (800 درجة فهرنهايت إلى 1500 درجة فهرنهايت). في سخانات المصافي وأنابيب مخرج المُصلح، تربط شفة F321H الأنابيب والمجمعات التي تعمل بشكل مستمر فوق 537 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت)، حيث ستتعرض شفة 304/304L أو 316/316L القياسية للحساسية عند حدود الحبيبات وتعاني من التآكل بين الحبيبات. في توصيلات قنوات ومبيت المبادلات الحرارية، توفر شفة WNRF انتقال لحام بالدفع من الأنبوب إلى الشفة، مما يسمح بالفحص الإشعاعي الكامل لمفصل حدود الضغط. في خدمة العزل والإغلاق، تغلق شفة BLRF الفوهات وفتحات الوصول وفتحات الاختبار على غلاف المبادلة الحرارية أو القناة دون فرض مسار تدفق.
المشكلة التي تم حلها
تعالج شفة F321H مشكلة الحساسية وتدهور القوة في درجات الحرارة العالية التي تحد من شفة الأوستنيتي القياسية. عند تعرض الدرجات غير المثبتة مثل 304 أو 316 لدرجات حرارة في نطاق 427 درجة مئوية إلى 816 درجة مئوية أثناء اللحام أو التشكيل الساخن أو الخدمة، تترسب كربيدات الكروم عند حدود الحبيبات، مما يستنزف المصفوفة المجاورة من الكروم ويتركها عرضة للتآكل بين الحبيبات.
تحتوي F321H على التيتانيوم بنسبة لا تقل عن أربعة أضعاف محتوى الكربون بالإضافة إلى النيتروجين (Ti ≥ 4 * (C + N))، والذي يتحد بشكل تفضيلي مع الكربون لتشكيل كربيدات التيتانيوم، مما يحافظ على الكروم في المحلول الصلب ويحافظ على مقاومة التآكل بين الحبيبات عبر نطاق الحساسية وما بعده. يوفر نطاق الكربون المتحكم فيه من 0.04-0.10٪ في F321H، وهو أعلى من الحد الأقصى 0.08٪ لـ F321، قوة تحمل الزحف اللازمة للخدمة المستمرة فوق 537 درجة مئوية (1000 درجة فهرنهايت)، حيث ستتشوه الدرجة ذات الكربون المنخفض تحت الحمل الثابت. بالنسبة لتكوين BLRF، يلغي التصميم الأعمى أي فتحة مرور، مما يسمح للشفة بإغلاق فتحة وعاء دون إدخال مسار تسرب محتمل عبر حدود الضغط.
مواصفات المواد – ASTM A182 F321H
ASTM A182 F321H هي درجة تشكيل من الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي المثبت بالتيتانيوم. يشير الرمز "H" إلى محتوى كربون أعلى متحكم فيه للقوة في درجات الحرارة المرتفعة، مما يميزها عن الدرجة F321 القياسية (UNS S32100). تم تعيين F321H على UNS S32109 و EN 1.4878.
التركيب الكيميائي (وفقًا لـ ASTM A182 / ASME SA182 F321H)
| العنصر | المتطلب (%) |
|---|---|
| الكربون (C) | 0.04 – 0.10 |
| المنغنيز (Mn) | 2.00 كحد أقصى |
| الفوسفور (P) | 0.045 كحد أقصى |
| الكبريت (S) | 0.030 كحد أقصى |
| السيليكون (Si) | 1.00 كحد أقصى |
| الكروم (Cr) | 17.0 – 19.0 |
| النيكل (Ni) | 9.0 – 12.0 |
| التيتانيوم (Ti) | 4 * (C + N) كحد أدنى، 0.70 كحد أقصى |
| الحديد (Fe) | متوازن |
الخصائص الميكانيكية (وفقًا لـ ASTM A182 / ASME SA182 F321H، مُلدن بالحرارة)
| الخاصية | المتطلب (كحد أدنى) |
|---|---|
| مقاومة الشد | 515 ميجا باسكال (75 ksi) |
| مقاومة الخضوع (إزاحة 0.2%) | 205 ميجا باسكال (30 ksi) |
| الاستطالة في 50 مم | 40% |
| الصلابة، روكويل B | 95 HRB كحد أقصى |
| الصلابة، برينل | 217 HBW كحد أقصى |
المعالجة الحرارية
يتم توريد تشكيلات F321H في حالة مُلدنة بالحرارة. يتم إجراء التلدين بالحرارة عند درجة حرارة كافية لإذابة كربيدات التيتانيوم وأي كربيدات كروم قد تكونت، يليها تبريد سريع للاحتفاظ بالكربون والتيتانيوم في المحلول. هذه المعالجة تستعيد مقاومة التآكل للمصفوفة وتنتج بنية الأوستنيت المنتظمة المطلوبة للخدمة في درجات الحرارة العالية واللحام اللاحق. يضمن تثبيت التيتانيوم أن السبيكة لا تعتمد على التبريد السريع وحده لمنع الحساسية: حتى بعد التبريد البطيء عبر نطاق 427-816 درجة مئوية، يشكل التيتانيوم كربيدات بشكل تفضيلي، مما يترك الكروم متاحًا للطبقة الواقية.
تصميم وأبعاد الشفة – WNRF و BLRF وفقًا لـ ASME B16.5
تتميز شفة WNRF (رقبة ملحومة بوجه مرتفع) بمحور مدبب طويل ينتقل بسلاسة من سمك جدار الأنبوب إلى حلقة الشفة. هذه الهندسة تقلل من تركيز الإجهاد عند اتصال الغلاف أو القناة وتسمح بفحص اللحام بالدفع بين الأنبوب والشفة بشكل كامل إشعاعيًا، مما يجعل WNRF الخيار المفضل لفوهات المبادلات الحرارية، وتوصيلات الغلاف عالية الضغط، والخدمة الدورية التي تعتمد فيها دورة الحياة على تقليل نقاط تركيز الإجهاد. يتم مطابقة التجويف مع جدول الأنابيب المحدد بحيث يكون الانتقال الداخلي سلسًا. شفة BLRF (مغلقة بوجه مرتفع) هي قرص صلب بدون تجويف، تُستخدم لإغلاق الفوهات وفتحات الوصول وفتحات الفحص على غلاف المبادلة الحرارية أو القناة أو جانب أنبوب الغلاف. يوفر الوجه المرتفع سطحًا محددًا لجلوس الحشية؛ يلغي التصميم الأعمى فتحة المرور كمسار تسرب محتمل.
تتبع الأبعاد ASME B16.5 للأحجام الاسمية من 1/2 بوصة إلى 24 بوصة. يبلغ ارتفاع الوجه المرتفع 1.5 مم حتى الفئة 300 و 6.4 مم من الفئة 400 وما فوق؛ تبلغ سماحية قطر الوجه المرتفع ±0.8 مم للوجه المرتفع 1.6 مم و ±0.5 مم للوجه المرتفع 6.4 مم. قطر الشفة الخارجي، السمك، دائرة المسامير، قطر ثقب المسمار، وعدد المسامير وفقًا لجداول ASME B16.5 لكل حجم وفئة. تتوفر أحجام تصل إلى 48 بوصة وفئات تتجاوز نطاق B16.5 وفقًا لـ ASME B16.47 عند الطلب.
نطاق الحجم وفئات الضغط
تتوفر شفة WNRF و BLRF من NPS 1/2 بوصة إلى 24 بوصة وفقًا لـ ASME B16.5، مع أحجام أكبر وفقًا لـ ASME B16.47. تشمل فئات الضغط 150، 300، 400، 600، 900، 1500، و 2500. تشمل خيارات الوجه الوجه المرتفع (RF)، والوجه المسطح (FF)، ووصلة الحلقة (RTJ). تتوفر مطابقة التجويف المخصصة، والوجوه الخاصة، والحفر غير القياسي وفقًا للرسومات المعتمدة.
عملية التصنيع
تشمل سلسلة التصنيع لشفة F321H اختيار البليت والتحقق منه، التشكيل الساخن أو الدرفلة إلى شكل قريب من الشكل النهائي، التلدين بالحرارة، تشغيل الوجه المرتفع، دائرة المسامير، التجويف (لـ WNRF)، وحافة اللحام، يليها الفحص النهائي للأبعاد، ووضع العلامات، وحماية السطح. يتم إجراء المعالجة الحرارية قبل التشغيل النهائي لتجنب التشوه ولضمان أن الصلابة والخصائص الميكانيكية المسلمة تعكس الحالة الملدنة بالحرارة.
الاختبار ومراقبة الجودة
يخضع كل دفعة لتحليل التركيب الكيميائي للتحقق من محتويات الكربون والكروم والنيكل والتيتانيوم؛ اختبار الشد لمقاومة الشد، مقاومة الخضوع، والاستطالة؛ اختبار الصلابة للتأكد من الحد الأقصى 95 HRB / 217 HBW؛ وتحديد المواد الإيجابي (PMI) للتحقق من الدرجة. يشمل الفحص غير الإتلافي اختبار الموجات فوق الصوتية (UT) للسلامة الداخلية على تشكيلات WNRF، واختبار الجسيمات المغناطيسية (MT) أو اختبار السائل المخترق (PT) على الأسطح المشغلة، والفحص الإشعاعي لحافة اللحام عند تحديده. يتحقق الفحص البعدي من قطر الشفة الخارجي، السمك، دائرة المسامير، حجم وعدد ثقوب المسامير، قطر وارتفاع الوجه المرتفع، التجويف (WNRF)، وهندسة حافة اللحام وفقًا لـ ASME B16.5. يتم إجراء اختبار الضغط الهيدروستاتيكي عند تحديده في أمر الشراء.
الوثائق
يتم توريد كل شحنة مع شهادات اختبار المطحنة (EN 10204 النوع 3.1 أو 3.2)، وسجلات المعالجة الحرارية (مخططات التلدين بالحرارة)، وتقارير الاختبار الميكانيكي، وتقارير اختبار الصلابة، وتقارير الفحص غير الإتلافي (UT، MT/PT، PMI)، وتقارير الفحص البعدي، وسجلات تتبع المواد.
للحصول على عرض أسعار سريع لشفة ASTM A182 F321H WNRF أو BLRF، يرجى تقديم المعلومات التالية:
الكمية (عدد القطع) ونوع الشفة (WNRF أو BLRF)
الحجم الاسمي للأنبوب (NPS) وفئة الضغط
نوع الوجه (RF، FF، أو RTJ)
مطابقة التجويف لجدول الأنابيب (لـ WNRF)
متطلبات الأبعاد الخاصة (إن وجدت)
متطلب NACE (إن وجد)
فترة التسليم المطلوبة
