نازل خود تقویت شده کلاس 2 ASME SA182 F11 برای مبدل حرارتی پوسته و لوله و مخزن تحت فشار
نازل خود تقویت شده کلاس 2 ASME SA182 F11 یک قطعه اتصال فولاد آلیاژی کروم-مولیبدن آهنگری است که به عنوان رابط ورودی یا خروجی در مخازن تحت فشار، مبدل های حرارتی پوسته و لوله، راکتورها و سیستم های دیگ بخار که در خدمات با دمای بالا و فشار بالا کار می کنند طراحی شده است. طراحی خود تقویت شده، منطقه تقویت مورد نیاز را مستقیماً از طریق یک توپی ضخیم شده و منطقه انتقال یکپارچه در فورج نازل ادغام می کند و نیاز به پدهای تقویت کننده خارجی معمولی را از بین می برد.
مشخصات مواد - ASME SA182 F11 کلاس 2
ASME SA182 F11 کلاس 2 یک فولاد آلیاژی آهنگری 1-1/4 کروم، 1/2 مولیبدن (1.25Cr-0.5Mo) برای قطعات تحت فشار در سرویس های با دمای بالا است. محتوای کروم مقاومت در برابر اکسیداسیون و مقاومت در برابر سولفید شدن را فراهم می کند، در حالی که محتوای مولیبدن استحکام گسیختگی خزش را افزایش می دهد و خدمات قابل اعتماد را تا 565 درجه سانتی گراد (1050 درجه فارنهایت) افزایش می دهد. F11 کلاس 2 درجه استاندارد برای اکثر کاربردهای لوله کشی و مخازن تحت فشار است که ترکیبی متعادل از استحکام کششی، استحکام تسلیم و سختی را ارائه می دهد.
ترکیب شیمیایی (در ASME SA182 / ASTM A182 درجه F11 کلاس 2)
| عنصر | ترکیب (%) |
|---|---|
| کربن (C) | 0.10 - 0.20 |
| منگنز (Mn) | 0.30 - 0.80 |
| فسفر (P) | حداکثر 0.040 |
| گوگرد (S) | حداکثر 0.040 |
| سیلیکون (Si) | 0.50 - 1.00 |
| کروم (کروم) | 1.00 - 1.50 |
| مولیبدن (Mo) | 0.44 - 0.65 |
نام UNS: K11572. ترکیب شیمیایی بر اساس مشخصات ASME SA182 / ASTM A182.
خواص مکانیکی (به ازای ASME SA182 / ASTM A182 درجه F11 کلاس 2)
| اموال | مورد نیاز |
|---|---|
| مقاومت کششی، حداقل | 485 مگاپاسکال (70 ksi) |
| قدرت تسلیم (0.2٪ جبران)، حداقل | 275 مگاپاسکال (40 ksi) |
| کشیدگی در 50 میلی متر، حداقل | 20% |
| کاهش مساحت، حداقل | 30% |
| سختی (HBW)، حداکثر | 197 |
خواص مکانیکی بر اساس مشخصات ASME SA182 / ASTM A182 برای کلاس 2.
عملیات حرارتی
| مورد نیاز | جزئیات |
|---|---|
| خنک کردن قبل از درمان | پس از کار گرم، آهنگرها باید قبل از عملیات حرارتی تا دمای زیر 538 درجه سانتیگراد (1000 درجه فارنهایت) خنک شوند. |
| عادی سازی | حداقل 900 درجه سانتیگراد (1650 درجه فارنهایت)، هوا خنک. |
| معتدل کردن | حداقل 620 درجه سانتیگراد (1150 درجه فارنهایت). |
| جایگزین | در صورت توافق خریدار، خاموش کردن مایع و به دنبال آن تمپر مجاز است. |
| علامت گذاری | قطعاتی که به صورت مایع خاموش و تمپر شده اند باید با علامت "QT" مشخص شوند. |
طراحی نازل خود تقویت شده
نازل خود تقویت شده، همچنین به عنوان نازل تقویت شده یکپارچه یا SRN شناخته می شود، یک جزء آهنگری است که در آن منطقه تقویت مورد نیاز بخش VIII ASME BPVC بخش 1 UG-37 در خود نازل یکپارچه شده است. این امر از طریق یک مقطع ضخیم شده در پایه به دست می آید، که معمولاً دارای یک مخروطی یا توپی تدریجی است که در آن نازل به دیواره عروق می رسد. برخلاف نازل‌های معمولی که نیاز به یک پد تقویت‌کننده خارجی (پد) جوش داده شده در اطراف دهانه دارند، طراحی خودتقویت‌شده دو درز جوش احتمالی را که می‌توانند محل خوردگی و نشتی باشند حذف می‌کند و یک اتصال جوش قوی‌تر باقی می‌ماند. روش جایگزینی مساحت در هر UG-37 مستلزم آن است که ناحیه فلزی که توسط دهانه برداشته شده است با ناحیه ای معادل در پوسته مجاور، نازل، جوش ها یا تقویت کننده اضافه شده جایگزین شود. نازل خودتقویت شده این نیاز را با فراهم کردن ناحیه تقویتی لازم در خود فورج نازل، توزیع موثرتر تنش در محل اتصال و بهبود مقاومت در برابر خستگی در شرایط بارگذاری چرخه ای برآورده می کند.
ویژگی ها و مزایای طراحی
| ویژگی | توضیحات |
|---|---|
| حذف مسیرهای نشت بالقوه | طراحی متداول repad دو درز جوش ایجاد می کند که محل های بالقوه برای خوردگی و نشتی هستند. یک نازل خود تقویت شده دارای یک اتصال جوش منفرد و قوی تر است. |
| ساخت ساده شده | اجزای کمتر و کاهش نیازهای جوشکاری فرآیند تولید را ساده می کند. |
| مقاومت در برابر خستگی افزایش یافته است | تقویت یکپارچه توزیع تنش صاف را فراهم می کند و عملکرد را در شرایط فشار بالا، دمای بالا و بارگذاری چرخه ای بهبود می بخشد. |
| کاهش الزامات بازرسی | با اتصالات جوش کمتری برای بررسی، آزمایش غیر مخرب ساده شده است. |
| طراحی فشرده | تقویت یکپارچه اجازه می دهد تا یک پروفیل ساده تر، در کاربردهای مبدل حرارتی محدود و مخازن تحت فشار مفید باشد. |
| انطباق | مطابق با استانداردهای ASME Section VIII Division 1 و ASME B16.5 برای مخازن تحت فشار و فلنج ها. |
انواع نازل برای مخازن تحت فشار
| نوع نازل | توضیحات | برنامه |
|---|---|---|
| نازل خود تقویت شده | طراحی یکپارچه نازل با تقویتی که در خود نازل تعبیه شده است که نیاز به پدهای خارجی را از بین می برد. | در کاربردهای فشار بالا و دمای بالا برای کاهش غلظت تنش استفاده می شود. |
| نازل گردن جوش | طراحی شده با یک توپی مخروطی بلند که به بدنه مخزن تحت فشار جوش داده شده است. | رایج در خطوط لوله و مخازن برای انتقال سیالات تحت فشار. |
| نازل لغزنده | نازلی که روی لوله قرار می گیرد و برای تقویت هم در داخل و هم در خارج جوش داده می شود. | مناسب برای کاربردهای کم فشار که در آن استرس حداقل است. |
| نازل رزوه دار | دارای رزوه هایی برای اتصالات پیچی است که نیاز به جوشکاری را از بین می برد. | در مخازن کوچکتر و سیستم های کم فشار استفاده می شود. |
| نازل یکپارچه | به عنوان بخشی از دیواره یا سر رگ ماشینکاری شده و یکپارچگی یکپارچه را فراهم می کند. | نقاط ضعف را در رگ ها کاهش می دهد و در کاربردهای حیاتی استفاده می شود. |
| نازل گردن جوش بلند | شبیه به یک گردن جوش اما با یک هاب توسعه یافته برای توزیع بهتر تنش. | رایج در سیستم های فشار و دمای بالا، به ویژه در نیروگاه های حرارتی. |
ابعاد و تحمل ها
| پارامتر | محدوده معمولی | تحمل | یادداشت ها |
|---|---|---|---|
| قطر بیرونی (OD) | 50 میلی متر - 1500 میلی متر | ± 1٪ برای OD ≤ 500 میلی متر، ± 2٪ برای OD > 500 میلی متر | OD برای تطبیق دیواره مخزن تحت فشار و اتصالات لوله بسیار مهم است. |
| ضخامت دیوار (WT) | 5 میلی متر - 50 میلی متر | 10% ضخامت اسمی | WT یکنواخت یکپارچگی ساختار و مقاومت فشار را تضمین می کند. |
| ارتفاع آرماتور | 10 میلی متر - 120 میلی متر | ± 0.5 میلی متر | قابل استفاده برای نازل های خود تقویت شده برای برآورده کردن الزامات ASME BPVC. |
| طول هاب | 50 میلی متر - 300 میلی متر | ± 1 میلی متر | جوشکاری و توزیع تنش مناسب را تضمین می کند. |
| طول کلی | 100 میلی متر - 2000 میلی متر | ± 5 میلی متر | طول بستگی به الزامات طراحی و نوع اتصال دارد. |
| زاویه اریب | 30 درجه - 37.5 درجه | ± 0.5 درجه | زاویه اریب آماده سازی مناسب جوش را تضمین می کند. |
مزایای مواد SA182 F11 کلاس 2
| مزیت | توضیحات |
|---|---|
| استحکام در دمای بالا | SA182 F11 Class 2 خواص مکانیکی خود را در دماهای بالا حفظ می کند و آن را برای کاربردهای با دمای بالا ایده آل می کند. |
| مقاومت در برابر خوردگی | این آلیاژ مقاومت خوبی در برابر اکسیداسیون و خوردگی دارد، به ویژه در محیط های دارای بخار، هیدروژن یا گوگرد. |
| مقاومت در برابر خزش | مقاومت عالی در برابر تغییر شکل خزشی در معرض گرما و استرس طولانی مدت. |
| قابلیت جوشکاری | جوش آسان با استفاده از روش های استاندارد، تضمین اتصالات قوی و بادوام. |
| طول عمر | دوام این ماده باعث کاهش هزینه های نگهداری و بهبود طول عمر مخازن تحت فشار می شود. |
| کاربرد گسترده | مناسب برای دیگهای بخار، راکتورها، مبدل های حرارتی و سایر تجهیزات فشار بالا. |
فرآیند تولید
نازل ها از فورجینگ های درجه یک تولید می شوند و مطابق با کدهای مخازن تحت فشار بخش VIII ASME طراحی شده اند. برای نازل های خود تقویت شده دامنه تپه یا جانبی با تراز خارج از مرکز و غیر شعاعی، از مدل سازی دیجیتال پیشرفته سه بعدی برای برنامه ریزی مراکز ماشینکاری چند محوره CNC برای فرزکاری با دقت بالا مخروطی های جوش زینی پیچیده و مناطق انتقال داخلی استفاده می شود. این یک شکاف برازش یکنواخت را در طول جوشکاری بعدی به سیلندر ظرف تضمین می‌کند و سنگ زنی دستی را به حداقل می‌رساند و خطر اعوجاج جوش را کاهش می‌دهد.
کنترل کیفیت و تست
| تست کنید | توضیحات | هدف |
|---|---|---|
| تست اولتراسونیک (UT) | از امواج صوتی با فرکانس بالا برای تشخیص عیوب داخلی یا ناپیوستگی در مواد استفاده می کند. | اطمینان حاصل می کند که نازل عاری از ایراداتی مانند ترک یا فضای خالی است. |
| تست رادیوگرافی (RT) | اشعه ایکس یا گاما برای بررسی جوش و یکپارچگی مواد استفاده می شود. | عیوب داخلی را که می تواند یکپارچگی سازه را به خطر بیندازد، تشخیص می دهد. |
| تست ذرات مغناطیسی (MT) | میدان های مغناطیسی برای تشخیص عیوب سطحی و نزدیک به سطح اعمال می شود. | ترک ها یا آخال ها را روی سطح یا درست زیر آن شناسایی می کند. |
| تست نفوذ رنگ (PT) | یک رنگ بر روی سطح اعمال می شود تا ترک ها یا عیوب زیر نور ماوراء بنفش آشکار شود. | برای تشخیص عیوب سطح شکن استفاده می شود. |
| تست سختی | سختی سطح را با استفاده از روش هایی مانند برینل، ویکرز یا راکول اندازه گیری می کند. | بررسی می کند که مواد با مشخصات مکانیکی مورد نیاز مطابقت دارند. |
| تست هیدرواستاتیک | نازل تحت فشار داخلی با آب قرار می گیرد تا نشتی یا تغییر شکل آزمایش شود. | اطمینان حاصل می کند که نازل می تواند فشار طراحی را بدون شکست تحمل کند. |
| تست ضربه (چارپی) | چقرمگی مواد و توانایی جذب انرژی در دماهای پایین را آزمایش می کند. | اطمینان حاصل می کند که مواد برای کاربردهای با دمای پایین مناسب هستند. |
| تجزیه و تحلیل ترکیب شیمیایی | تجزیه و تحلیل شیمیایی طیف سنجی یا مرطوب برای تأیید ترکیب آلیاژ. | مطابقت با الزامات شیمیایی SA182 F11 کلاس 2 را تأیید می کند. |
| بازرسی ابعادی | ابعادی مانند OD، WT و طول را با استفاده از کولیس یا میکرومتر اندازه گیری می کند. | اطمینان حاصل می کند که نازل با مشخصات و تلورانس های طراحی مطابقت دارد. |
انطباق با استانداردها
| استاندارد | توضیحات |
|---|---|
| ASME BPVC بخش هشتم | بر طراحی، ساخت و بازرسی مخازن تحت فشار و اجزای آنها، از جمله نازل ها نظارت می کند. |
| ASTM A182 | الزامات شیمیایی و مکانیکی برای آهنگری فولاد آلیاژی مورد استفاده در مخازن تحت فشار را مشخص می کند. |
| EN 10222 | استاندارد اروپا برای آهنگری فولادی، از جمله مواد برای نازل مخازن تحت فشار. |
| NACE MR0175 | مناسب بودن مواد را برای استفاده در محیط های گاز ترش برای جلوگیری از شکنندگی هیدروژن تضمین می کند. |
| ISO 9001 | اطمینان حاصل می کند که سیستم های مدیریت کیفیت برای فرآیندهای تولید وجود دارد. |
برنامه های کاربردی
| برنامه | عملکرد نازل |
|---|---|
| مبدل های حرارتی | به عنوان ورودی/خروجی برای جریان سیال عمل می کند و از انتقال حرارت کارآمد بین رسانه ها اطمینان می دهد. |
| راکتورها | با حفظ یکپارچگی فشار و دما، امکان انتقال واکنش دهنده ها و محصولات را فراهم می کند. |
| دیگ بخار | به عنوان خروجی بخار، ورودی آب و درگاه های بازرسی عمل می کند. |
| مخازن ذخیره سازی | دسترسی برای پر کردن، تخلیه و تخلیه مایعات یا گازها را فراهم می کند. |
| پردازش شیمیایی | سیالات خورنده را تحت فشار کنترل می کند و از واکنش های شیمیایی ایمن و کارآمد اطمینان می دهد. |
مستندات
هر محموله با مستندات کاملی از جمله گواهی های آزمایش آسیاب (EN 10204 نوع 3.1 یا 3.2)، سوابق عملیات حرارتی (نمودارهای عادی سازی و تعدیل)، گزارش های بازرسی ابعادی، گزارش های NDE (UT، PT، RT، MT در صورت لزوم)، گزارش های آزمایش هیدرواستاتیک (در صورت وجود)، و سوابق ردیابی مواد ارائه می شود. بازرسی شخص ثالث (به عنوان مثال، BV، SGS، TÜV، DNV، LR، ABS) در صورت درخواست در دسترس است.
برای دریافت قیمت سریع در مورد نازل خود تقویت‌شده کلاس 2 ASME SA182 F11، لطفاً اطلاعات زیر را ارائه دهید:
تعداد (تعداد قطعه)
اندازه اسمی لوله (NPS) و زمانبندی / ضخامت دیوار
رتبه بندی فشار (کلاس یا PN)
نوع اتصال (گردنه جوشی، فلنجی یا رزوه ای)
ارتفاع آرماتور و طول توپی مورد نیاز
طول کلی و زاویه اریب
فشار و دما طراحی
جزئیات آماده سازی جوش
مدت زمان تحویل الزامی است
