ASTM A516 GR. 70 +ASTM B171 C71500 ΚΑΡΒΟΝΙΚΟ ΣΤΕΛΟ ΚΑΛΑΔΙΚΟΣ ΣΦΕΡΙΚΟΣ ΚΕΦΑΛΟΣ ΠΑΡΑΓΜΑΤΟΥ
Επισκόπηση ∆ Ελλειπτική κεφαλή με επικάλυψη ως στοιχείο κλεισίματος δοχείου πίεσης
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 surfaceΤο 2: 1 ημιελλειπτικό σχήμα είναι η πιο κοινή τορισσφαιρική / ελλειπσοειδής διαμόρφωση κεφαλιού σε ανταλλακτές θερμότητας, δοχεία πίεσης, αντιδραστήρες και δεξαμενές αποθήκευσης,παρέχοντας τη βέλτιστη ισορροπία μεταξύ της απόδοσης περιορισμού πίεσης και του κόστους σχηματισμού.
Το στρώμα επικάλυψης παρέχει αντοχή στη διάβρωση του υγρού της διαδικασίας, ενώ το βασικό υλικό παρέχει δομική αντοχή και ακεραιότητα πίεσης.Το προϊόν αυτό έχει σχεδιαστεί και κατασκευαστεί σύμφωνα με την ASME τμήμα VIII τμήμα 1 ή τμήμα 2, και GB/T 25198 (Κεφαλές δοχείων υπό πίεση) για οικιακές εφαρμογές.
Γεωμετρικός ορισμός: 2:1 Ελλειπτική κεφαλή
Η ημιελλυπτική κεφαλή 2: 1 έχει εσωτερικό βάθος (στο κέντρο) ίσο με το ένα τέταρτο της εσωτερικής διάμετρου (ID) του κελύφους στο οποίο είναι προσαρτημένη:
Σημαντικός άξονας (D) = Shell ID
Μικρός άξονας (h) = D/4 (εσωτερικό βάθος από την άκρη της αρτηριακής γραμμής μέχρι το κέντρο του στεφάνου)
Ράδιο των αρθρώσεων (r) ≈ 0,17 × D (περιοχή μετάβασης μεταξύ στέμματος και ευθείας φλέβας)
Ράδιο στέμματος (R) ≈ 0,90 × D (σφαιρικό κεντρικό τμήμα)
| Δοκιμαστικό σήμα | Εσωτερικό βάθος h (mm) | Περίπου, ακτίνα των αρθρώσεων (mm) | Σχετική ακτίνα στέμματος (mm) |
|---|---|---|---|
| 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 |
Συνδυασμοί υλικού επικάλυψης και βασικού υλικού
Η επικάλυψη της ελλειπτικής κεφαλής κατασκευάζεται με την εφαρμογή ενός στρώματος ανθεκτικού στη διάβρωση κράματος (CRA) σε πλακέτα βάσης από άνθρακα ή κράμα από κράμα χάλυβα με μία από τις ακόλουθες μεθόδους:
Πλάκα επικάλυψης με ανθεκτικό σε έκρηξη: Η έκρηξη ελεγχόμενου εκρηκτικού φορτίου δημιουργεί μεταλλουργικό δεσμό μεταξύ CRA και βασικού υλικού (σύμφωνα με ASME SA-263 / SA-264 / SA-265)
Πλάκες επένδυσης με συσσωρευτές: Η CRA και το βασικό υλικό κυλίζονται θερμά υπό πίεση για να σχηματίσουν μεταλλουργικό δεσμό
Επικάλυψη συγκόλλησης (επεξεργασία λωρίδας): Το υλικό CRA αποθηκεύεται με συγκόλληση στην επιφάνεια της πλάκας βάσης σε επικαλυπτόμενες λωρίδες (σύμφωνα με την ASME IX)
Επιλογές βασικού υλικού
| Βασικό υλικό | Ειδικότητα | Περιοχή θερμοκρασίας | Εφαρμογή |
|---|---|---|---|
| Ατσάλι άνθρακα SA-516 Gr.70 | ΑΣTM A516 | -20°C έως +425°C | Γενική υπηρεσία δοχείων υπό πίεση |
| Ατσάλι άνθρακα SA-516 Gr.65 / 60 | ΑΣTM A516 | -20°C έως +425°C | Μικρότερης αντοχής, παχύτερα τμήματα |
| Χάλυβα άνθρακα 16MnR / Q345R | GB 713 | -20°C έως +400°C | Εθνικό ισοδύναμο προτύπου |
| Ελάχιστο κράμα SA-387 Gr.11 / 22 | ΑΣTM A387 | -20°C έως +540°C | Υπηρεσία υψηλής θερμοκρασίας (υδροκράκινγκ, υδροεπεξεργασία) |
| Καθαρό κράμα SA-387 Gr.5 | ΑΣTM A387 | -20°C έως +550°C | Υπηρεσία υδρογόνου υψηλής θερμοκρασίας |
Επιλογές υλικού επικάλυψης
| Υλικό επικάλυψης | Ειδικότητα | Περιορισμός θερμοκρασίας | Αντοχή σε χλωρίδια | Εφαρμογή |
|---|---|---|---|---|
| Άξονα 304L | ΑΣTM A240 | ≤ 400°C | ≤ 200 ppm | Ελαφρώς διαβρωτικός, καθαρός ατμός, τροφικός |
| Άξονα 316L | ΑΣTM A240 | ≤ 425°C | ≤ 200 ppm | Οργανικά οξέα, διαλύματα αλατιού, αδύναμα οξέα |
| Δυομελές 2205 | ΑΣTM A240 | ≤ 280°C | ≤ 300 ppm σε θερμοκρασία 80°C | Υδρογονάνθρακες που περιέχουν χλωρίδιο, υπεράκτια |
| Τιτάνιο Gr.1 / Gr.2 | ΑΣTM Β265 | ≤ 230°C | Μέχρι 20.000 ppm | Υπηρεσία θαλασσινού νερού, αλμυράς, υψηλής περιεκτικότητας σε χλωρίδιο |
| Σύνθετο 625 (Inconel) | ΑΣTM Β443 | ≤ 540°C | Μέχρι 500 ppm | Άξιες αέρια, διαβρωτικά υψηλής θερμοκρασίας, μονάδες αμινών |
| Σύνθετο C276 (Hastelloy) | ΑΣTM Β575 | ≤ 400°C | Μέχρι 1.000 ppm | Υπηρεσία σοβαρών οξέων και χλωριδίων |
Δυνατότητα εκτύπωσης
Τυποποιημένο πάχος επένδυσης: 2 mm ∼ 6 mm (συνήθως τουλάχιστον 3 mm ανά ASME VIII-1 UW-13)
Ανεπάρκεια πάχους επικάλυψης: +0,5 mm / -0,0 mm (όχι κάτω από την ανεπάρκεια)
Αναλογία επένδυσης: πάχος επένδυσης ως ποσοστό του συνολικού πάχους (πλέγμα + βάση).
Συνολικό ονομαστικό πάχος
Δάχος βάσης: 6 mm ∼ 80 mm (επιλέγεται σύμφωνα με την ASME VIII-1 UG-27 / UG-32 για τον περιορισμό της πίεσης)
Συνολικό πάχος = πάχος βάσης + πάχος επένδυσης (η επένδυση περιλαμβάνεται στον υπολογισμό της πίεσης μόνον εάν συνδεθεί μεταλλουργικά· σύμφωνα με το παράρτημα AA του ASME VIII-1)
Ελάχιστο πάχος σχηματισμού μετά το σχηματισμό: ≥ 90% του ονομαστικού πάχους (ανά GB/T 25198 / ASME VIII-1 UG-79)
Διαδικασία σχηματισμού Ζεστό ή κρύο σχηματισμό
Οι κεφαλές ελλειπτικής επικάλυψης σχηματίζονται από επικάλυψη πλάκας χρησιμοποιώντας μία από τις ακόλουθες μεθόδους.
Χρησιμοποίηση σε θερμότητα
Θερμοκρασία σχηματισμού: 900°C ∼ 1,050°C (για βάση από άνθρακα + ανοξείδωτο καλώδιο)
Προστασία από την πλευρά της επένδυσης: Οξειδωτική ατμόσφαιρα ελεγχόμενη για την αποτροπή της υπερβολικής αποστράγγισης· καθαρισμός αδρανών αερίων ή προστατευτική επίστρωση που εφαρμόζεται στην επένδυση
Ταχύτητα θέρμανσης: ≤ 150°C/ώρα για την πρόληψη θερμικού σοκ και αποστρώματος της επικάλυψης
Εξατμισμός / ψύξη: ψύξη με αέρα ή ψύξη με ελεγχόμενο φούρνο (για βασικά υλικά κράματος που απαιτούν PWHT)
Σχηματισμός με κρύο
Θερμοκρασία σχηματισμού: περιβάλλοντος (20°C ∼ 40°C)
Εξοπλισμός σχηματισμού: Τεχνικός φρένο ή πίνακας με ταιριασμένες μορφές
Αντιστάθμιση του στρογγυλοειδούς: Διάμετρος διαστάσεων προσαρμοσμένη για το στρογγυλοειδές στρογγυλοειδές που σχηματίζεται εν ψυχρώ (συνήθως 0,5% ∼ 1,5% της ακτίνας του στέμματος ανά διάμετρο κεφαλιού και αντοχή υλικού)
Μέγιστη τάση κατεργασίας σε κρύο: περιορισμένη για την αποτροπή της αποστρωματοποίησης και της ρωγμάτωσης του υλικού βάσης.συνιστώμενη τάση σχηματισμού ≤ 15% (ανά διαδικασία σχηματισμού του κατασκευαστή).
Μετά την κατεργασία με κρύο: απαιτείται πλήρης θερμική επεξεργασία μετά την συγκόλληση (PWHT) σύμφωνα με το πρότυπο ASME VIII-1 UCS-56 εάν το πάχος του βασικού υλικού είναι > 38 mm ή εάν η λειτουργία απαιτεί ελάφρυνση των πιέσεων.
Ανεπάρκειες σχηματισμού (ανάλογα με την ASME VIII-1 UG-81 / GB/T 25198)
| Παράμετρος | Ανεκτικότητα |
|---|---|
| Ράδιο στέμματος (R) | ±1,5% της σχεδιαζόμενης ακτίνας |
| Ράδιο των αρθρώσεων (r) | ± 5% της σχεδιαζόμενης ακτίνας |
| Εσωτερικό βάθος (h) | ±1,0% του σχεδιαζόμενου βάθους |
| Εξωτερική διάμετρος (OD) στην αγγειογραμμή | ±0,5% του αναγνωριστικού του κέλυφου |
| Εκτός στρογγυλότητας στην αγγειογραμμή | ≤ 1,0% της διακριτικής ικανότητας του κέλυφου (για τοποθέτηση κέλυφου προς το κεφάλι) |
| Κύκλωμα επιφάνειας | ≤ 2 mm σε διάστημα 1 m (επιφάνεια επένδυσης) |
Ακεραιότητα της επικάλυψης ̇ Ποιότητα και δοκιμή των ομολόγων
Ο μεταλλουργικός δεσμός μεταξύ της επικάλυψης και του βασικού υλικού πρέπει να επαληθεύεται σύμφωνα με τις προδιαγραφές ASME VIII-1 UW-13 και ASME SA-263 / SA-264 / SA-265.
Κριτήρια ακεραιότητας των ομολόγων
Δυνατότητα κοπής (σύνδεση επικάλυψης με βάση): ≥ 140 MPa (για πλάκες με σύνδεση έκρηξης) ανά ASTM B898
Περιοχή δέσμευσης: ≥ 99% της συνολικής επιφάνειας επικάλυψης (περιοχή επικάλυψης που έχει συνδεθεί μεταλλουργικά)
Επιτρεπόμενη επιφάνεια μη συνδεδεμένης επιφάνειας: μεμονωμένες μη συνδεδεμένες επιφάνειες ≤ 100 mm2; συνολική μη συνδεδεμένη επιφάνεια ≤ 1% της επιφάνειας (ανά ASME VIII-1)
Μη καταστροφική εξέταση (NDE) της επικάλυψης επιφάνειας
Υπερηχητική δοκιμή (UT) ️ 100% ανίχνευση της διεπαφής επικάλυψης-βάσης για ελαττώματα σύνδεσης και αποστρωματισμό (σύμφωνα με το άρθρο 5 του ASME V)
Κριτήρια αποδοχής: Καμία γραμμική ένδειξη > 20 mm· καμιά συσσωματωμένη ένδειξη· καμιά ένδειξη με πλάτος ≥ 50% του επιπέδου αναφοράς
Υγρά διαπερατικά (PT) 100% επικάλυψης επιφάνειας και συγκόλλησης συγκόλλησης για ρωγμές επιφάνειας (σύμφωνα με το άρθρο 6 του ASME V)
Αποδοχή: Δεν υπάρχουν ρωγμές, δεν υπάρχει πορώς μεγαλύτερος από 0,8 mm, δεν υπάρχει ομάδες πορώσεων
Ζύγιση σε όστρακα ∆ Συνεργατικό σχεδιασμό και προετοιμασία
Η ελλειπτική κεφαλή με επικάλυψη συγκολλείται στο κέλυφος ή τη φλάντσα στην αγγειογραμμή.
Συνδυασμένη παρασκευή (ανά ASME VIII-1 UW-13)
Γωνία καμπύλης: 30° ∼ 37,5° (μονό V ή διπλό V)
Διαχωρισμός ριζών: 2 mm 4 mm
Επιστροφή του στρώματος επένδυσης:Το υλικό επένδυσης κόβεται περίπου 2 mm ∼ 3 mm από την άκρη του αυλαίου συγκόλλησης για να επιτραπεί η πρώτη διέλευση (η συγκόλληση βασικού υλικού) να αποθηκευτεί χωρίς να λιώνει το στρώμα επένδυσης στη συγκόλληση
Μεταβατική συγκόλληση: Τοποθετείται ένα στρώμα βουτύρου από υλικό επικάλυψης στην επιφάνεια του αυλαίου συγκόλλησης (εάν απαιτείται) για να επιτευχθεί μια ανθεκτική στη διάβρωση επιφάνεια συγκόλλησης
Η σειρά συγκόλλησης (υποστηρίζεται)
Βασικό υλικό συγκόλληση (χάλυβας άνθρακα / κράμα)
Η ζύμωση με την επικάλυψη (ατσάλινη ή CRA) ️ αποθηκεύεται μετά την ολοκλήρωση και τον έλεγχο της ζύμωσης βάσης
Πλαστική επικάλυψη στην επιφάνεια συγκόλλησης. Τελικό στρώμα υλικού CRA που αποθηκεύεται για την αποκατάσταση της αντοχής στη διάβρωση σε όλη τη σύνδεση.
Τελική ΠΕ επιθεώρηση της επικάλυψης επιφάνειας και της επικάλυψης συγκόλλησης
ΠΡΥΤ (θερμική επεξεργασία μετά την συγκόλληση)
Απαιτείται σύμφωνα με την ASME VIII-1 UCS-56 όταν:
Δάχος βασικού υλικού > 38 mm
Η συσκευή περιέχει υγρό H2S (NACE MR0175 / ISO 15156)
Η βασική ύλη είναι χαμηλής κράσεως χάλυβας (SA-387), η οποία απαιτεί θέρμανση
Θερμοκρασία PWHT: 620°C ± 15°C για το χάλυβα άνθρακα· 680°C ∼ 760°C για το χαμηλό κράμα χάλυβα (ανά πίνακα UCS-56)
Χρόνος διατήρησης: 1 ώρα ανά 25 mm πάχους βάσης· τουλάχιστον 1 ώρα
Ταχύτητα ψύξης: ≤ 50 °C/ώρα έως 400 °C (για χάλυβα άνθρακα) για την πρόληψη της βροχής καρβιδίων ή της ρωγμάτωσης υπό πίεση
Προστασία της επικάλυψης κατά τη διάρκεια της PWHT: Καθαρισμός αδρανών αερίων (αργκόνιο) που εφαρμόζεται στην επικάλυψη επιφάνειας για την αποτροπή της οξείδωσης· εγκαθίστανται θερμικές ασπίδες εάν απαιτείται για την ελαχιστοποίηση της κλίμακας της επικάλυψης επιφάνειας.
Επιθεώρηση και δοκιμή ανά κεφαλή
Επιθεώρηση διαστάσεων
Ράδιο στέμματος: Μετρώνται με πρότυπα ή 3D σάρωση ∙ ανοχή ±1,5%
Εσωτερικό βάθος (h): Μετρούμενο από την άμμο της αγγίστριας προς το κέντρο του στεφανίου ∙ ανοχή ±1,0%
Αντιστοιχία Shell ID στην αγγειογραμμή: Εκτός στρογγυλότητας ≤ 1,0% του Shell ID
Διάρκεια ευθείας φλάντζης: συνήθως 25 mm· 100 mm (ανά σχεδιασμό) · ανοχή ±2 mm
Δάχος επικάλυψης: υπερηχητικό μετρητή πάχους στο 10% της επιφάνειας
Μη καταστροφική εξέταση (NDE)
| Έλεγχος | Μέθοδος | Πεδίο εφαρμογής | Αποδοχή (ανάλογα με την ASME VIII-1) |
|---|---|---|---|
| Ακεραιότητα των καλυμμένων ομολόγων | ΔΕ (υπερήχθη) | 100% της επικάλυψης | Καμία αποστρώση > 20 mm· καμμία ενδεικτική συσσωμάτωση |
| Πλαστικές ρωγμές στην επιφάνεια | PT (πνευστικό διαπερατικό) | 100% επιφάνειας επικάλυψης + επικάλυψη συγκόλλησης | Χωρίς ρωγμές· πορώστια < 0,8 mm |
| Λεματισμοί βασικών υλικών | UT (ευθεία δέσμη) | 100% της επιφάνειας βάσης (καθαρό κεφάλι) | Λεματισμοί ≤ 20 mm2 συνολικά ανά 100 cm2 |
| Ζυγισμός (από κεφαλή σε κέλυφος εάν έχει προζυγισθεί) | RT ή UT (κύμα κοπής) | 100% της συγκόλλησης ή του σημείου συγκόλλησης ανά προδιαγραφή | Σύμφωνα με το πρότυπο ASME VIII-1 UW-51 (πλήρης) ή UW-52 (επί τόπου) |
Δοκιμή πίεσης (όταν συγκολληθεί σε δοχείο)
Υδροστατική δοκιμή: 1,3 × πίεση σχεδιασμού × (S στη θερμοκρασία δοκιμής / S στη θερμοκρασία σχεδιασμού) σύμφωνα με το πρότυπο ASME VIII-1 UG-99
Χρόνος αναμονής: 30 λεπτά τουλάχιστον
Αποδοχή: μηδενική πτώση πίεσης, χωρίς ορατή διαρροή στις συγκόλλησεις συγκόλλησης ή στην επικάλυψη
Επιφάνεια επένδυσης μετά την υδροδοκιμή: οπτική επιθεώρηση για φουσκώματα ή αποστρωματισμό
Έγγραφα ανά αποστολή
Πιστοποιητικά δοκιμής υλικών (EN 10204 3.1 ή 3.2) ̇ πλάκα βάσης και υλικό επένδυσης
Έκθεση κατασκευής επικάλυψης πλάκας (εξοπλισμός εκρήξεως ή κυλίνδρου)
Έκθεση δεδομένων ASME με σφραγίδα U (εάν ισχύει)
GB/T 25198 δελτίο δεδομένων (εάν είναι εθνικό πρότυπο)
Έκθεση επιθεώρησης διαστάσεων (αστέρας, βάθος, πάχος, μη στρογγυλοποίηση)
Αναφορές NDE ∆ύναμη σάρωσης UT, σάρωση επιφάνειας PT, σάρωση συγκόλλησης RT/UT (εάν συγκολληθεί)
Καταγραφή χάρτη PWHT (καμπύλη χρόνου-θερμοκρασίας)
Προδιαγραφή διαδικασίας σχηματισμού (FPS) και έκθεση σχηματισμού (αρχεία σχηματισμού σε θερμό/κρύο)
Έκθεση μέτρησης πάχους επικάλυψης (ημερολόγια υπερηχητικού πάχους μετρητή)
Πίνακας ελέγχου επιλογής
Το αναγνωριστικό κελύφους (εσωτερική διάμετρος) καθορίζει το μέγεθος της κεφαλής
Η πίεση σχεδιασμού καθορίζει το πάχος της βάσης σύμφωνα με την ASME VIII-1 UG-32
Η θερμοκρασία σχεδιασμού καθορίζει την ποιότητα του βασικού υλικού και την απαίτηση PWHT
Η διαβρωτικότητα του ρευστικού της διεργασίας καθορίζει το υλικό επένδυσης και το ελάχιστο πάχος επένδυσης
Απαιτούμενο υλικό επικάλυψης 304L / 316L / Duplex / Ti / κράμα 625 / κράμα C276
Απαιτούμενο πάχος επένδυσης based based on corrosion allowance (typically 3mm minimum)
Απαιτούμενο βασικό υλικό CS SA-516 Gr.70 / Q345R / SA-387 Gr.11/22
Προτιμώμενη μέθοδος σχηματισμού ̇ σχηματισμός σε θερμό ή σε κρύο
Απαιτήσεις για PWHT ̇ βασισμένες στο πάχος βάσης και στη διάρκεια ζωής
Απαιτούμενη NDE ′′ ανά ASME VIII-1 ή ανά προδιαγραφή έργου (π.χ. 100% σάρωση ομολόγων UT, 100% PT)
Εγκαταστάσεις φλάντζης ή ακροφύλλου ∙ εάν έχουν ήδη συγκολληθεί στο κεφάλι, να παρέχονται λεπτομέρειες των αρθρώσεων συγκόλλησης
Προδιαγραφή χρώματος/επιχρίσματος ️ για την εξωτερική επιφάνεια (βάση από χάλυβα άνθρακα) εάν δεν είναι μονωμένη
Δήλωση περιορισμού σχεδιασμού ∆εκατεστημένη ελλειπτική κεφαλή
Η επικάλυψη της ελλειπτικής κεφαλής δεν ισχύει για:
Υπηρεσίες στις οποίες η θερμοκρασία λειτουργίας προκαλεί αποστρωματισμό της επένδυσης λόγω ασυμφωνίας θερμικής διαστολής (οι υλικά επένδυσης και οι βασικές ύλες έχουν διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής).Σύμφωνα με την ASME VIII-1, προσάρτημα AA, η θερμική πίεση μεταξύ επικάλυψης και βάσης πρέπει να λαμβάνεται υπόψη στους υπολογισμούς σχεδιασμού.
Σοβαρός θερμικός κύκλος (> 1.000 κύκλοι/έτος) όπου ο σύνδεσμος επικάλυψης με βάση μπορεί να εξαντληθεί.
Πολύ υψηλή θερμοκρασία (> 540 °C) όπου το υλικό επένδυσης χάνει την αντοχή στη διάβρωση ή υποβάλλεται σε μετασχηματισμό φάσης.
Υπηρεσίες με γρήγορο κύκλο πίεσης (απόδοση παλμών) ∆εξινοποιημένο σύνδεσμο μπορεί να υπόκειται σε πίεση απολέπισης· συμβουλευθείτε τον κατασκευαστή για πρόσθετες δοκιμές σύνδεσης.
