प्रेशर वेसल क्लोजर कंपोनेंट के रूप में स्टेनलेस स्टील हेड
स्टेनलेस स्टील हेड प्रेशर वेसल, हीट एक्सचेंजर, रिएक्टर, कॉलम और स्टोरेज टैंक के लिए एक फॉर्मड एंड क्लोजर है। स्टेनलेस स्टील ग्रेड विभिन्न प्रकार के प्रोसेस मीडिया में संक्षारण प्रतिरोध प्रदान करते हैं, जिनमें एसिड, क्षार, क्लोराइड (ग्रेड सीमाओं के भीतर), कार्बनिक यौगिक और उच्च-शुद्धता वाले तरल पदार्थ शामिल हैं।
हेड को स्टेनलेस स्टील प्लेट या शीट से हॉट या कोल्ड प्रेसिंग, स्पिनिंग या डिशिंग द्वारा बनाया जाता है। यह उत्पाद ASME सेक्शन VIII डिवीजन 1 या डिवीजन 2, और GB/T 25198 (प्रेशर वेसल हेड्स) के अनुसार डिजाइन और निर्मित किया गया है। हेड्स को फॉर्मड ब्लैंक्स के रूप में, वेल्डिंग के लिए एज तैयारी के साथ, या वेल्डेड फ्लैंज, नोजल और निरीक्षण ओपनिंग के साथ पूरी तरह से फैब्रिकेटेड के रूप में आपूर्ति की जा सकती है।
हेड प्रकार - ज्यामितीय वर्गीकरण
2:1 इलिप्टिकल हेड (सेमी-इलिप्सॉइडल)
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सबसे आम प्रेशर वेसल हेड प्रकार
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आंतरिक गहराई (h) = ID / 4
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नकल रेडियस (r) ≈ 0.17 × ID
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क्राउन रेडियस (R) ≈ 0.90 × ID
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अनुप्रयोग: सामान्य प्रेशर वेसल, हीट एक्सचेंजर चैनल, रिएक्टर बॉटम, स्टोरेज टैंक
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लाभ: कुशल दबाव वितरण; मानक व्यास के लिए कम बनाने की लागत
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सीमा: नकल क्षेत्र में उच्च बनाने का तनाव; मोटाई बढ़ाने के बिना बहुत उच्च दबाव के लिए उपयुक्त नहीं
टोरिस्फेरिकल हेड (फ्लैंज्ड और डिशेड)
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क्राउन रेडियस (R): 0.80 × ID से 1.00 × ID (आमतौर पर R = ID)
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नकल रेडियस (r): ID का 6% से 10% (ASME VIII-1 प्रति न्यूनतम 3%)
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अनुप्रयोग: निम्न-दबाव वाले वेसल, वायुमंडलीय टैंक, मैनवे कवर
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लाभ: उथली गहराई (कम हेड ऊंचाई); इलिप्टिकल हेड्स की तुलना में कम बनाने की लागत
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सीमा: नकल पर उच्च तनाव; इलिप्टिकल की तुलना में समान दबाव के लिए मोटी सामग्री की आवश्यकता होती है
हेमिसफेरिकल हेड
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रेडियस = ID / 2 (सच्चा गोला)
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आंतरिक गहराई (h) = ID / 2
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अनुप्रयोग: उच्च-दबाव वाले वेसल (10 MPa से ऊपर), क्रायोजेनिक स्टोरेज, परमाणु वेसल
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लाभ: दिए गए दबाव और व्यास के लिए न्यूनतम मोटाई; सर्वोत्तम दबाव प्रतिधारण दक्षता
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सीमा: बड़े व्यास > 1,500 मिमी के लिए दो-टुकड़ा बनाने की आवश्यकता (दो आधे वेल्डेड); उच्च विनिर्माण लागत
कोनिकल हेड
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कोन एपैक्स कोण: 30° से 120° (प्रेशर वेसल के लिए आमतौर पर 60°)
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अनुप्रयोग: हॉपर बॉटम, स्लरी टैंक, सेटलिंग वेसल, कैटेलिस्ट विथड्रॉल जोन
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लाभ: ठोस या स्लरी के लिए सुचारू प्रवाह संक्रमण प्रदान करता है
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सीमा: कोन-टू-सिलेंडर जंक्शन पर उच्च तनाव; रीइन्फोर्सिंग रिंग या नकल ट्रांज़िशन की आवश्यकता होती है
फ्लैट हेड (सर्कुलर प्लेट)
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मोटाई ASME VIII-1 UG-34 के अनुसार गणना की जाती है
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अनुप्रयोग: निम्न-दबाव वाले वेसल, निरीक्षण कवर, मैनवे कवर, हीट एक्सचेंजर चैनल कवर
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लाभ: सरल निर्माण; छोटे व्यास के लिए सबसे कम लागत
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सीमा: दबाव के लिए मोटी सामग्री की आवश्यकता होती है; किनारे पर उच्च तनाव एकाग्रता
स्टेनलेस स्टील सामग्री ग्रेड - सेवा के अनुसार चयन
ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स
डुप्लेक्स स्टेनलेस स्टील्स
प्रेसिपीटेशन-हार्डनिंग स्टेनलेस स्टील
फॉर्मिंग विधियाँ - प्रक्रिया चयन
कोल्ड फॉर्मिंग
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तापमान: परिवेश (20°C - 40°C)
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उपकरण: प्रेस ब्रेक, डिशिंग प्रेस, या मिलान किए गए डाई के साथ हाइड्रोलिक प्रेस
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विशिष्ट मोटाई: 2 मिमी - 20 मिमी (कोल्ड फॉर्मेबल)
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स्प्रिंगबैक मुआवजा: डाई आयामों को सामग्री यील्ड स्ट्रेंथ प्रति क्राउन रेडियस के 0.5% - 2.0% द्वारा समायोजित किया जाता है
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अधिकतम बनाने का तनाव: ऑस्टेनिटिक SS के लिए ≤ 15%; डुप्लेक्स SS के लिए ≤ 10% (क्रैकिंग को रोकने के लिए)
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फेराइट माप (कोल्ड फॉर्मिंग के बाद डुप्लेक्स): फेराइट सामग्री को ASTM E562 प्रति 35% - 65% के बीच रहना चाहिए। कोल्ड फॉर्मिंग फेराइट को > 65% तक बढ़ा सकती है - सॉल्यूशन एनीलिंग की आवश्यकता होती है।
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कोल्ड फॉर्मिंग के बाद: ऑस्टेनिटिक SS के लिए सॉल्यूशन एनील (1,040°C - 1,100°C तक गर्म करें, पानी से बुझाएं) यदि बनाने का तनाव > 10% है या यदि सेवा अधिकतम संक्षारण प्रतिरोध की मांग करती है (ASME VIII-1 UG-79 के अनुसार)
हॉट फॉर्मिंग
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तापमान: 900°C - 1,100°C (ऑस्टेनिटिक SS); 1,000°C - 1,150°C (डुप्लेक्स SS)
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हीटिंग दर: ≤ 150°C/घंटा (अनाज वृद्धि को रोकने के लिए)
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फॉर्मिंग वातावरण: ऑक्सीकरण और स्केलिंग को रोकने के लिए निष्क्रिय गैस पर्ज या सुरक्षात्मक कोटिंग
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हॉट फॉर्मिंग के बाद:
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ऑस्टेनिटिक SS: सॉल्यूशन एनील 1,040°C - 1,060°C पर, बुझाएं या तेजी से हवा से ठंडा करें
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डुप्लेक्स SS: सॉल्यूशन एनील 1,040°C - 1,080°C पर, पानी से बुझाएं (फेराइट/ऑस्टेनाइट संतुलन बहाल करने के लिए)
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20 मिमी से अधिक मोटाई के लिए: कार्बाइड वर्षा और सिग्मा चरण गठन (डुप्लेक्स) को रोकने के लिए बुझाना आवश्यक है
स्पिनिंग (फ्लो फॉर्मिंग)
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प्रक्रिया: हेड कंटूर बनाने के लिए प्लेट को घुमाया जाता है और मैंड्रेल पर दबाया जाता है
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तापमान: कोल्ड या हॉट (डुप्लेक्स के लिए 200°C - 400°C पर वार्म स्पिनिंग)
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विशिष्ट मोटाई: 2 मिमी - 12 मिमी
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अनुप्रयोग: स्टोरेज टैंक, निम्न-दबाव वाले वेसल, बड़े व्यास के लिए पतली-दीवार वाले हेड
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लाभ: कम डाई लागत; 2,000 मिमी से अधिक व्यास के लिए उपयुक्त
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सीमा: क्राउन क्षेत्र में मोटाई में कमी (आमतौर पर 5% - 10% दीवार पतली होना); खाली डिजाइन में मोटाई को मापा और मुआवजा दिया जाना चाहिए
मोटाई डिजाइन - न्यूनतम आवश्यक मोटाई
प्रत्येक हेड प्रकार के लिए न्यूनतम आवश्यक मोटाई ASME VIII-1 के अनुसार गणना की जाती है:
2:1 इलिप्टिकल हेड (UG-32(d) के अनुसार)
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सूत्र: t = (P × D) / (2 × S × E - 0.2 × P) × सुधार कारक
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जहां: P = डिजाइन दबाव, D = आंतरिक व्यास, S = स्वीकार्य तनाव, E = संयुक्त दक्षता
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2:1 इलिप्टिकल के लिए सुधार कारक: 1.0 (D/2h = 2.0 के लिए मानक कारक लागू)
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D/2h ≠ 2.0 के लिए: परिशिष्ट 1-4 के अनुसार तनाव सूचकांक गणना लागू करें
टोरिस्फेरिकल हेड (UG-32(e) के अनुसार)
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सूत्र: t = (0.885 × P × L) / (S × E - 0.1 × P)
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जहां L = क्राउन रेडियस (मानक टोरिस्फेरिकल हेड्स के लिए आमतौर पर L = D)
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नकल रेडियस D के 6% से ≥ होना चाहिए (ASME VIII-1 प्रति न्यूनतम 3%)
हेमिसफेरिकल हेड (UG-32(f) के अनुसार)
फ्लैट हेड (UG-34 के अनुसार)
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सूत्र: t = d × sqrt(C × P / S × E)
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जहां: d = व्यास, C = एज कंस्ट्रेंट फैक्टर (0.33 - 0.50)
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C मान एज अटैचमेंट विधि (वेल्डेड, बोल्टेड, या इंटीग्रल) पर निर्भर करता है
मोटाई सहनशीलता (फॉर्म किया गया हेड)
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फॉर्मिंग के बाद न्यूनतम फॉर्मड मोटाई: ASME VIII-1 UG-79 के अनुसार नाममात्र मोटाई का ≥ 90%
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खाली प्लेट मोटाई चयन में पतली होने की अनुमति शामिल होनी चाहिए
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मोटाई माप: सतह क्षेत्र का 10% (न्यूनतम 5 बिंदु) - अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज
आयाम सहनशीलता (ASME VIII-1 UG-81 / GB/T 25198 के अनुसार)
वेल्डिंग और फैब्रिकेशन - वेल्ड तैयारी
हेड-टू-शेल वेल्ड जॉइंट
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बेवल कोण: 30° - 37.5° (सिंगल V या डबल V)
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रूट गैप: 2 मिमी - 4 मिमी
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रूट फेस: 1 मिमी - 2 मिमी
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फिलर मेटल:
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304L - ER308L
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316L - ER316L
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321 - ER321
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347H - ER347
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डुप्लेक्स 2205 - ER2209
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वेल्ड प्रक्रिया: GTAW (TIG) या SMAW (स्टिक) या SAW (सबमर्ज्ड आर्क) - ASME सेक्शन IX के अनुसार
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बैकिंग गैस: ऑस्टेनिटिक और डुप्लेक्स SS पर रूट पास के लिए आर्गन पर्ज
नोजल अटैचमेंट और रीइन्फोर्सिंग पैड
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नोजल: हेड क्राउन या नकल क्षेत्र में वेल्डेड - यदि ओपनिंग स्वीकार्य आकार से अधिक हो तो ASME VIII-1 UG-37 के अनुसार रीइन्फोर्समेंट पैड आवश्यक है
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नोजल सेंटर और हेड टैंजेंट लाइन के बीच न्यूनतम दूरी: ≥ 0.5 × नोजल OD (नकल क्षेत्र के वेल्ड ओवरले को रोकने के लिए)
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सभी अटैचमेंट: अंतिम वेल्ड सतह पर 100% PT
स्टेनलेस स्टील हेड्स के लिए PWHT
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ऑस्टेनिटिक SS (304L/316L): PWHT आमतौर पर आवश्यक नहीं है; हालांकि, हॉट फॉर्मिंग के बाद या मोटी सेक्शन (20 मिमी से अधिक) की वेल्डिंग के बाद संक्षारण प्रतिरोध को बहाल करने के लिए 1,040°C - 1,100°C पर सॉल्यूशन एनीलिंग पानी से बुझाने के साथ अनुशंसित है।
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डुप्लेक्स SS: किसी भी हॉट फॉर्मिंग या मोटी सेक्शन की वेल्डिंग के बाद फेराइट/ऑस्टेनाइट संतुलन को बहाल करने और सिग्मा चरण को रोकने के लिए 1,040°C - 1,080°C पर सॉल्यूशन एनील पानी से बुझाने के साथ
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321/347H: यदि सेंसिटाइजेशन एक चिंता का विषय है तो हॉट फॉर्मिंग या वेल्डिंग के बाद 1,040°C - 1,060°C पर सॉल्यूशन एनील
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17-4PH के लिए वेल्डिंग के बाद स्ट्रेस रिलीफ (400°C - 450°C) - निर्माता की सिफारिश के अनुसार
सतह फिनिश और पैसिवेशन
आंतरिक और बाहरी सतह
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मिल फिनिश (एज-फॉर्मड): मानक फॉर्मिंग सतह, Ra 3.2μm - 6.3μm
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पिकल्ड फिनिश: स्केल और ऑक्साइड परत को हटाने के लिए एसिड बाथ (HF/HNO&sub3;) - संक्षारण प्रतिरोध को बहाल करता है
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पैसविटेड फिनिश: लोहे के संदूषण को हटाने और पैसिव परत को फिर से बनाने के लिए नाइट्रिक एसिड या साइट्रिक एसिड उपचार - फार्मास्युटिकल, खाद्य और संक्षारक सेवा के लिए आवश्यक
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इलेक्ट्रोपॉलिशड फिनिश: Ra ≤ 0.4μm - फार्मास्युटिकल, बायोटेक, अल्ट्रा-प्योर वॉटर सेवा के लिए
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मैकेनिकल पॉलिशड फिनिश: Ra 0.8μm - 1.6μm (ग्रिट 180 - 320) - खाद्य, डेयरी, कॉस्मेटिक सेवा के लिए
पिकलिंग और पैसिवेशन प्रक्रिया
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पिकलिंग सॉल्यूशन (ऑस्टेनिटिक SS के लिए): 10% - 20% HNO&sub3; + 1% - 3% HF, तापमान 20°C - 50°C, विसर्जन समय 10 - 60 मिनट
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पैसिवेशन सॉल्यूशन (ऑस्टेनिटिक SS के लिए): 20% - 40% HNO&sub3;, तापमान 40°C - 50°C, विसर्जन समय 30 - 60 मिनट
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उपचार के बाद: डिमिनरलाइज्ड पानी से धोएं, तेल-मुक्त हवा से सुखाएं
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पैसिवेशन सत्यापन: ASTM A380 के अनुसार फेरोक्सिल परीक्षण - कोई नीला रंग नहीं (मुक्त लोहे को हटाने का संकेत)
प्रति हेड निरीक्षण और परीक्षण
आयामी निरीक्षण
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क्राउन रेडियस: टेम्पलेट या 3D स्कैनिंग - ASME VIII-1 UG-81 के अनुसार सहनशीलता
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आंतरिक गहराई: डेप्थ गेज - सहनशीलता ±1.0%
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मोटाई: सतह क्षेत्र का 10% पर अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज - न्यूनतम मोटाई ≥ 90% नाममात्र
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आउट-ऑफ-राउंडनेस: टैंजेंट लाइन पर व्यास टेप - ≤ ID का 1.0%
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सीधी फ्लैंज लंबाई और राउंडनेस: कैलिपर और व्यास टेप - ड्राइंग के अनुसार सहनशीलता
गैर-विनाशकारी परीक्षा (NDE)
दबाव परीक्षण (जब वेसल से वेल्डेड हो या स्टैंडअलोन क्लोजर के रूप में परीक्षण किया गया हो)
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हाइड्रोस्टैटिक परीक्षण ASME VIII-1 UG-99 के अनुसार: परीक्षण दबाव = 1.3 × डिजाइन दबाव × (S परीक्षण तापमान पर / S डिजाइन तापमान पर)
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परीक्षण माध्यम: साफ पानी या डिमिनरलाइज्ड पानी (SS पर क्लोराइड स्ट्रेस संक्षारण से बचने के लिए)
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परीक्षण पानी में क्लोराइड सीमा: ≤ 50ppm (ऑस्टेनिटिक SS के लिए) SCC को रोकने के लिए; डुप्लेक्स के लिए ≤ 200ppm
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होल्ड समय: न्यूनतम 30 मिनट
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स्वीकृति: शून्य दबाव ड्रॉप; वेल्ड जोड़ों पर कोई दृश्य रिसाव नहीं
प्रति शिपमेंट प्रलेखन
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सामग्री परीक्षण प्रमाण पत्र (EN 10204 3.1 या 3.2) - प्लेट सामग्री और फिलर सामग्री
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ASME U-स्टैम्प डेटा रिपोर्ट (यदि लागू हो)
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GB/T 25198 डेटा शीट (यदि घरेलू मानक)
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आयामी निरीक्षण रिपोर्ट (क्राउन रेडियस, गहराई, मोटाई, आउट-ऑफ-राउंडनेस, सीधी फ्लैंज)
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NDE रिपोर्ट - PT सतह स्कैन, UT लैमिनेशन स्कैन, RT/UT वेल्ड स्कैन (यदि वेल्डेड)
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फॉर्मिंग प्रक्रिया विनिर्देश (FPS) और फॉर्मिंग रिकॉर्ड (तापमान, हीटिंग दर, कूलिंग दर)
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मोटाई माप रिपोर्ट (अल्ट्रासोनिक मोटाई गेज रिकॉर्ड)
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पिकलिंग/पैसिवेशन प्रमाण पत्र (यदि किया गया हो) - जिसमें बाथ एकाग्रता, तापमान और अवधि शामिल है
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पैसिवेशन सत्यापन परीक्षण (फेरोक्सिल परीक्षण) - यदि आवश्यक हो
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हीट ट्रीटमेंट चार्ट (सॉल्यूशन एनीलिंग समय-तापमान रिकॉर्ड) - यदि किया गया हो
चयन चेकलिस्ट - स्टेनलेस स्टील हेड
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हेड प्रकार - 2:1 इलिप्टिकल / टोरिस्फेरिकल / हेमिसफेरिकल / कोनिकल / फ्लैट
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शेल आईडी (आंतरिक व्यास) - हेड आकार और गहराई निर्धारित करता है
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डिजाइन दबाव - ASME VIII-1 UG-32 के अनुसार न्यूनतम मोटाई निर्धारित करता है
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डिजाइन तापमान - स्वीकार्य तनाव (S) ASME II-D और सामग्री ग्रेड के अनुसार निर्धारित करता है
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प्रक्रिया द्रव - स्टेनलेस स्टील ग्रेड निर्धारित करता है (304L / 316L / 321 / 347H / डुप्लेक्स)
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क्लोराइड एकाग्रता - यदि > 200ppm, 316L (≤250ppm), डुप्लेक्स 2205 (≤300ppm), या सुपर डुप्लेक्स 2507 (>300ppm) का चयन करें
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फॉर्मिंग विधि वरीयता - हॉट फॉर्मिंग (मोटी > 20 मिमी) या कोल्ड फॉर्मिंग (पतली ≤ 20 मिमी)
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सतह फिनिश आवश्यकता - मिल / पिकल्ड / पैसविटेड / इलेक्ट्रोपॉलिशड / मैकेनिकल पॉलिशड
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नोजल अटैचमेंट आवश्यक - नोजल शेड्यूल प्रदान करें (आकार, रेटिंग, ओरिएंटेशन, प्रोजेक्शन)
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PWHT आवश्यकता - सामग्री, मोटाई और सेवा के आधार पर (आमतौर पर SS के लिए सॉल्यूशन एनील)
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NDE आवश्यकता - ASME VIII-1 या प्रोजेक्ट विनिर्देश के अनुसार
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वेल्ड तैयारी - एज बेवल प्रकार (सिंगल V / डबल V) और बेवल कोण (यदि वेल्ड prep के साथ आपूर्ति की गई हो)
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परीक्षण दबाव - UG-99 के अनुसार हाइड्रोटेस्ट के लिए (यदि प्री-टेस्टेड क्लोजर के रूप में आपूर्ति की गई हो)
डिजाइन सीमा कथन - स्टेनलेस स्टील हेड
एक स्टैंडअलोन उत्पाद के रूप में स्टेनलेस स्टील हेड निम्नलिखित सीमाओं के अधीन है:
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यह शेल या फ्लैंज से वेल्डेड होने तक आंतरिक दबाव के लिए रेटेड नहीं है; दबाव रेटिंग पूर्ण असेंबल किए गए वेसल से प्राप्त होती है
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उपयुक्त ग्रेड (316L ≤250ppm के लिए, डुप्लेक्स ≤300ppm के लिए, सुपर डुप्लेक्स उच्च सांद्रता के लिए) का चयन किए बिना 200ppm से अधिक क्लोराइड युक्त सेवा के लिए उपयुक्त नहीं है
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50ppm (ऑस्टेनिटिक SS के लिए) से अधिक क्लोराइड युक्त पानी के साथ हाइड्रोटेस्ट के लिए उपयुक्त नहीं है - क्लोराइड स्ट्रेस संक्षारण क्रैकिंग (SCC) का जोखिम
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600°C (ऑस्टेनिटिक SS) या 280°C (डुप्लेक्स SS) से ऊपर सेवा तापमान के लिए उपयुक्त नहीं है - इन सीमाओं से ऊपर सामग्री चरण परिवर्तन या क्रीप होगा
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थकान विश्लेषण ASME VIII-2 के अनुसार (1,000 से अधिक चक्र/वर्ष) के बिना गंभीर थर्मल साइकलिंग के लिए उपयुक्त नहीं है - कोल्ड फॉर्मिंग से अवशिष्ट तनाव थकान विफलता को तेज कर सकते हैं
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फॉर्मिंग के बाद सॉल्यूशन एनीलिंग की आवश्यकता वाले हेड्स के लिए, भाग को फिर से बुझाना होगा; कूलिंग दर अंतिम यांत्रिक गुणों को प्रभावित करती है
