หัวฉีดเสริมแรงในตัว ASME SA182 F11 Class 2 สำหรับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ และภาชนะรับแรงดัน
หัวฉีดเสริมแรงในตัว ASME SA182 F11 Class 2 เป็นส่วนประกอบข้อต่อเหล็กกล้าอัลลอยด์โครเมียม-โมลิบดีนัมแบบตีขึ้นรูป ซึ่งออกแบบมาเพื่อเป็นจุดเชื่อมต่อขาเข้าหรือขาออกบนภาชนะรับแรงดัน เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อ เครื่องปฏิกรณ์ และระบบหม้อไอน้ำที่ทำงานภายใต้สภาวะอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง การออกแบบเสริมแรงในตัวจะรวมพื้นที่เสริมแรงที่จำเป็นเข้ากับการตีขึ้นรูปหัวฉีดโดยตรงผ่านดุมที่หนาขึ้นและโซนเปลี่ยนผ่านในตัว ซึ่งช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้แผ่นเสริมแรงภายนอกแบบทั่วไป
ข้อกำหนดวัสดุ – ASME SA182 F11 Class 2
ASME SA182 F11 Class 2 เป็นข้อกำหนดเหล็กกล้าอัลลอยด์ตีขึ้นรูป 1-1/4 โครเมียม, 1/2 โมลิบดีนัม (1.25Cr-0.5Mo) สำหรับชิ้นส่วนรับแรงดันที่ใช้งานที่อุณหภูมิสูง ปริมาณโครเมียมให้ความต้านทานการเกิดออกซิเดชันและการเกิดซัลไฟด์ ในขณะที่ปริมาณโมลิบดีนัมเพิ่มความแข็งแรงต่อการคืบ ทำให้สามารถใช้งานได้อย่างน่าเชื่อถือถึง 565°C (1050°F) F11 Class 2 เป็นเกรดมาตรฐานสำหรับการใช้งานท่อและภาชนะรับแรงดันส่วนใหญ่ โดยให้การผสมผสานที่สมดุลระหว่างความแข็งแรงดึง ความแข็งแรงคราก และความแข็ง
องค์ประกอบทางเคมี (ตาม ASME SA182 / ASTM A182 Grade F11 Class 2)
| องค์ประกอบ | องค์ประกอบ (%) |
|---|---|
| คาร์บอน (C) | 0.10 – 0.20 |
| แมงกานีส (Mn) | 0.30 – 0.80 |
| ฟอสฟอรัส (P) | สูงสุด 0.040 |
| กำมะถัน (S) | สูงสุด 0.040 |
| ซิลิคอน (Si) | 0.50 – 1.00 |
| โครเมียม (Cr) | 1.00 – 1.50 |
| โมลิบดีนัม (Mo) | 0.44 – 0.65 |
การระบุ UNS: K11572 องค์ประกอบทางเคมีตามข้อกำหนด ASME SA182 / ASTM A182
คุณสมบัติทางกล (ตาม ASME SA182 / ASTM A182 Grade F11 Class 2)
| คุณสมบัติ | ข้อกำหนด |
|---|---|
| ความแข็งแรงดึง, ต่ำสุด | 485 MPa (70 ksi) |
| ความแข็งแรงคราก (การเยื้องศูนย์ 0.2%), ต่ำสุด | 275 MPa (40 ksi) |
| การยืดตัวใน 50 มม., ต่ำสุด | 20% |
| การลดพื้นที่หน้าตัด, ต่ำสุด | 30% |
| ความแข็ง (HBW), สูงสุด | 197 |
คุณสมบัติทางกลตามข้อกำหนด ASME SA182 / ASTM A182 สำหรับ Class 2
การอบชุบด้วยความร้อน
| ข้อกำหนด | รายละเอียด |
|---|---|
| การทำให้เย็นก่อนการอบชุบ | หลังจากการทำงานร้อน การตีขึ้นรูปจะต้องเย็นลงต่ำกว่า 538°C (1000°F) ก่อนการอบชุบด้วยความร้อน |
| การทำให้เป็นปกติ | อย่างน้อย 900°C (1650°F), ทำให้เย็นด้วยอากาศ |
| การอบคืนตัว | อย่างน้อย 620°C (1150°F) |
| ทางเลือก | อนุญาตให้ทำการชุบแข็งด้วยของเหลวตามด้วยการอบคืนตัวได้เมื่อผู้ซื้อตกลง |
| การทำเครื่องหมาย | ชิ้นส่วนที่ผ่านการชุบแข็งด้วยของเหลวและอบคืนตัวจะต้องทำเครื่องหมาย "QT" |
การออกแบบหัวฉีดเสริมแรงในตัว
หัวฉีดเสริมแรงในตัว หรือที่เรียกว่าหัวฉีดเสริมแรงในตัว หรือ SRN เป็นส่วนประกอบที่ตีขึ้นรูปซึ่งพื้นที่เสริมแรงที่กำหนดโดย ASME BPVC Section VIII Division 1 UG-37 ถูกรวมเข้ากับหัวฉีดเอง สิ่งนี้ทำได้โดยการเพิ่มความหนาของหน้าตัดที่ฐาน โดยทั่วไปจะรวมการไล่ระดับแบบในตัวหรือดุมที่หัวฉีดเชื่อมต่อกับผนังภาชนะ แตกต่างจากหัวฉีดทั่วไปที่ต้องใช้แผ่นเสริมแรงภายนอก (repad) เชื่อมรอบช่องเปิด การออกแบบเสริมแรงในตัวจะช่วยขจัดรอยเชื่อมสองรอยที่อาจเป็นจุดที่เกิดการกัดกร่อนและการรั่วไหล ทำให้เหลือรอยเชื่อมเดียวที่แข็งแรงกว่า วิธีการแทนที่พื้นที่ตาม UG-37 กำหนดให้พื้นที่ของโลหะที่ถูกลบออกโดยช่องเปิดจะต้องถูกแทนที่ด้วยพื้นที่ที่เทียบเท่าในผนังภาชนะ หัวฉีด รอยเชื่อม หรือการเสริมแรงที่เพิ่มเข้ามา หัวฉีดเสริมแรงในตัวเป็นไปตามข้อกำหนดนี้โดยการจัดหาพื้นที่เสริมแรงที่จำเป็นภายในตัวการตีขึ้นรูปหัวฉีดเอง โดยกระจายความเค้นได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นที่จุดเชื่อมต่อและปรับปรุงความต้านทานความล้าภายใต้สภาวะการรับแรงเป็นรอบ
คุณสมบัติและการออกแบบที่เป็นประโยชน์
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
|---|---|
| การกำจัดเส้นทางการรั่วไหลที่อาจเกิดขึ้น | การออกแบบ repad แบบทั่วไปสร้างรอยเชื่อมสองรอยที่เป็นจุดที่อาจเกิดการกัดกร่อนและการรั่วไหล หัวฉีดเสริมแรงในตัวมีรอยเชื่อมเดียวที่แข็งแรงกว่า |
| การผลิตที่ง่ายขึ้น | ส่วนประกอบที่น้อยลงและความต้องการในการเชื่อมที่ลดลงช่วยปรับปรุงกระบวนการผลิตให้คล่องตัวขึ้น |
| ความต้านทานความล้าที่เพิ่มขึ้น | การเสริมแรงในตัวให้การกระจายความเค้นที่ราบรื่น ปรับปรุงประสิทธิภาพภายใต้สภาวะแรงดันสูง อุณหภูมิสูง และการรับแรงเป็นรอบ |
| ข้อกำหนดการตรวจสอบที่ลดลง | ด้วยรอยเชื่อมที่น้อยลงในการตรวจสอบ การทดสอบแบบไม่ทำลายจึงง่ายขึ้น |
| การออกแบบที่กะทัดรัด | การเสริมแรงในตัวช่วยให้มีรูปทรงที่คล่องตัวมากขึ้น ซึ่งเป็นประโยชน์ในการใช้งานเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและภาชนะรับแรงดันที่มีพื้นที่จำกัด |
| การปฏิบัติตามข้อกำหนด | เป็นไปตามมาตรฐาน ASME Section VIII Division 1 และ ASME B16.5 สำหรับภาชนะรับแรงดันและหน้าแปลน |
ประเภทหัวฉีดสำหรับภาชนะรับแรงดัน
| ประเภทหัวฉีด | คำอธิบาย | การใช้งาน |
|---|---|---|
| หัวฉีดเสริมแรงในตัว | การออกแบบหัวฉีดในตัวพร้อมการเสริมแรงที่สร้างขึ้นในตัวหัวฉีดเอง ช่วยขจัดความจำเป็นในการใช้แผ่นภายนอก | ใช้ในงานแรงดันสูงและอุณหภูมิสูงเพื่อลดความเข้มข้นของความเค้น |
| หัวฉีดคอเชื่อม | ออกแบบด้วยดุมไล่ระดับยาวที่เชื่อมติดกับตัวภาชนะรับแรงดัน | พบได้ทั่วไปในท่อส่งและภาชนะสำหรับส่งของเหลวภายใต้แรงดัน |
| หัวฉีดแบบสวมทับ | หัวฉีดที่สวมทับท่อและเชื่อมทั้งด้านในและด้านนอกเพื่อเสริมแรง | เหมาะสำหรับการใช้งานแรงดันต่ำที่ความเค้นน้อยที่สุด |
| หัวฉีดแบบเกลียว | มีเกลียวสำหรับการเชื่อมต่อแบบขันสกรู ช่วยขจัดความจำเป็นในการเชื่อม | ใช้ในภาชนะขนาดเล็กและระบบแรงดันต่ำ |
| หัวฉีดในตัว | กลึงเป็นส่วนหนึ่งของผนังภาชนะหรือฝาปิด ให้การรวมเข้าด้วยกันอย่างราบรื่น | ลดจุดอ่อนในภาชนะและใช้ในงานที่สำคัญ |
| หัวฉีดคอเชื่อมยาว | คล้ายกับคอเชื่อมแต่มีดุมยาวขึ้นเพื่อการกระจายความเค้นที่ดีขึ้น | พบได้ทั่วไปในระบบแรงดันและอุณหภูมิสูง โดยเฉพาะในโรงไฟฟ้าพลังความร้อน |
ขนาดและค่าความคลาดเคลื่อน
| พารามิเตอร์ | ช่วงทั่วไป | ค่าความคลาดเคลื่อน | หมายเหตุ |
|---|---|---|---|
| เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก (OD) | 50 มม. – 1500 มม. | ±1% สำหรับ OD ≤ 500 มม., ±2% สำหรับ OD > 500 มม. | OD มีความสำคัญต่อการจับคู่ผนังภาชนะรับแรงดันและการเชื่อมต่อท่อ |
| ความหนาผนัง (WT) | 5 มม. – 50 มม. | ±10% ของความหนาตามชื่อ | ความหนา WT ที่สม่ำเสมอช่วยให้มั่นใจในความสมบูรณ์ของโครงสร้างและความต้านทานแรงดัน |
| ความสูงเสริมแรง | 10 มม. – 120 มม. | ±0.5 มม. | ใช้ได้กับหัวฉีดเสริมแรงในตัวเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนด ASME BPVC |
| ความยาวดุม | 50 มม. – 300 มม. | ±1 มม. | รับประกันการเชื่อมและการกระจายความเค้นที่เหมาะสม |
| ความยาวโดยรวม | 100 มม. – 2000 มม. | ±5 มม. | ความยาวขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการออกแบบและประเภทการเชื่อมต่อ |
| มุมลบมุม | 30° – 37.5° | ±0.5° | มุมลบมุมช่วยให้เตรียมรอยเชื่อมได้เหมาะสม |
ข้อดีของวัสดุ SA182 F11 Class 2
| ข้อดี | คำอธิบาย |
|---|---|
| ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูง | SA182 F11 Class 2 ยังคงคุณสมบัติทางกลที่อุณหภูมิสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง |
| ความต้านทานการกัดกร่อน | โลหะผสมให้ความต้านทานที่ดีต่อการเกิดออกซิเดชันและการกัดกร่อน โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีไอน้ำ ไฮโดรเจน หรือกำมะถัน |
| ความต้านทานการคืบ | ความต้านทานการเสียรูปจากการคืบที่ยอดเยี่ยมภายใต้ความร้อนและความเค้นที่ยาวนาน |
| ความสามารถในการเชื่อม | เชื่อมง่ายโดยใช้ขั้นตอนมาตรฐาน ทำให้ได้การเชื่อมต่อที่แข็งแรงและทนทาน |
| อายุการใช้งานยาวนาน | ความทนทานของวัสดุช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาและยืดอายุการใช้งานของภาชนะรับแรงดัน |
| การใช้งานที่หลากหลาย | เหมาะสำหรับหม้อไอน้ำ เครื่องปฏิกรณ์ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน และอุปกรณ์แรงดันสูงอื่นๆ |
กระบวนการผลิต
หัวฉีดผลิตจากเหล็กตีขึ้นรูปเกรดพรีเมียมและออกแบบตามรหัสภาชนะรับแรงดัน ASME Section VIII อย่างเคร่งครัด สำหรับหัวฉีดแบบเสริมแรงในตัวแบบลาดเอียงหรือแบบด้านข้างที่มีการจัดตำแหน่งนอกศูนย์กลาง ไม่ใช่แนวรัศมี จะใช้การสร้างแบบจำลองดิจิทัล 3 มิติขั้นสูงเพื่อตั้งโปรแกรมศูนย์กลางเครื่องจักร CNC แบบหลายแกนสำหรับการกัดด้วยความแม่นยำสูงของมุมลบมุมรอยเชื่อมแบบอานม้าที่ซับซ้อนและโซนเปลี่ยนผ่านภายใน สิ่งนี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าช่องว่างการประกอบที่สม่ำเสมอระหว่างการเชื่อมกับกระบอกภาชนะในภายหลัง ช่วยลดการเจียรด้วยมือและลดความเสี่ยงของการบิดเบี้ยวจากการเชื่อม
การควบคุมคุณภาพและการทดสอบ
| การทดสอบ | คำอธิบาย | วัตถุประสงค์ |
|---|---|---|
| การทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) | ใช้คลื่นเสียงความถี่สูงเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องภายในหรือความไม่ต่อเนื่องในวัสดุ | รับรองว่าหัวฉีดปราศจากข้อบกพร่อง เช่น รอยแตกหรือโพรง |
| การทดสอบด้วยรังสี (RT) | ใช้รังสีเอกซ์หรือรังสีแกมมาเพื่อตรวจสอบรอยเชื่อมและความสมบูรณ์ของวัสดุ | ตรวจจับข้อบกพร่องภายในที่อาจส่งผลต่อความสมบูรณ์ของโครงสร้าง |
| การทดสอบอนุภาคแม่เหล็ก (MT) | ใช้สนามแม่เหล็กเพื่อตรวจจับข้อบกพร่องที่พื้นผิวและใกล้พื้นผิว | ระบุรอยแตกหรือสิ่งเจือปนบนหรือใต้พื้นผิวเล็กน้อย |
| การทดสอบด้วยสารแทรกซึม (PT) | ใช้สีย้อมบนพื้นผิวเพื่อเผยให้เห็นรอยแตกหรือข้อบกพร่องภายใต้แสงอัลตราไวโอเลต | ใช้สำหรับการตรวจจับข้อบกพร่องที่เปิดออกสู่พื้นผิว |
| การทดสอบความแข็ง | วัดความแข็งพื้นผิวโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น Brinell, Vickers หรือ Rockwell | ยืนยันว่าวัสดุเป็นไปตามข้อกำหนดทางกลที่ต้องการ |
| การทดสอบแรงดันน้ำ (Hydrostatic Testing) | หัวฉีดจะถูกรับแรงดันภายในด้วยน้ำเพื่อทดสอบการรั่วไหลหรือการเสียรูป | รับรองว่าหัวฉีดสามารถทนต่อแรงดันออกแบบได้โดยไม่เสียหาย |
| การทดสอบแรงกระแทก (Charpy) | ทดสอบความเหนียวของวัสดุและความสามารถในการดูดซับพลังงานที่อุณหภูมิต่ำ | รับรองว่าวัสดุเหมาะสมกับการใช้งานที่อุณหภูมิต่ำ |
| การวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมี | การวิเคราะห์ด้วยสเปกโตรเมตริกหรือเคมีเปียกเพื่อยืนยันองค์ประกอบโลหะผสม | ยืนยันการปฏิบัติตามข้อกำหนดทางเคมีของ SA182 F11 Class 2 |
| การตรวจสอบขนาด | วัดขนาดต่างๆ เช่น OD, WT และความยาวโดยใช้คาลิปเปอร์หรือไมโครมิเตอร์ | รับรองว่าหัวฉีดเป็นไปตามข้อกำหนดการออกแบบและค่าความคลาดเคลื่อน |
การปฏิบัติตามมาตรฐาน
| มาตรฐาน | คำอธิบาย |
|---|---|
| ASME BPVC Section VIII | ควบคุมการออกแบบ การผลิต และการตรวจสอบภาชนะรับแรงดันและส่วนประกอบต่างๆ รวมถึงหัวฉีด |
| ASTM A182 | ระบุข้อกำหนดทางเคมีและทางกลสำหรับเหล็กกล้าอัลลอยด์ตีขึ้นรูปที่ใช้ในภาชนะรับแรงดัน |
| EN 10222 | มาตรฐานยุโรปสำหรับเหล็กตีขึ้นรูป รวมถึงวัสดุสำหรับหัวฉีดภาชนะรับแรงดัน |
| NACE MR0175 | รับรองความเหมาะสมของวัสดุสำหรับการใช้งานในสภาพแวดล้อมที่มีก๊าซเปรี้ยวเพื่อป้องกันการเปราะของไฮโดรเจน |
| ISO 9001 | รับรองว่ามีระบบการจัดการคุณภาพสำหรับการผลิต |
การใช้งาน
| การใช้งาน | หน้าที่ของหัวฉีด |
|---|---|
| เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน | ทำหน้าที่เป็นทางเข้า/ออกสำหรับการไหลของของเหลว เพื่อให้แน่ใจว่ามีการถ่ายเทความร้อนที่มีประสิทธิภาพระหว่างสื่อ |
| เครื่องปฏิกรณ์ | อนุญาตให้ถ่ายโอนสารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ยังคงรักษาความสมบูรณ์ของแรงดันและอุณหภูมิ |
| หม้อไอน้ำ | ทำหน้าที่เป็นทางออกไอน้ำ ทางเข้าของน้ำ และช่องตรวจดู |
| ถังเก็บ | ให้การเข้าถึงสำหรับการเติม การระบาย และการระบายอากาศของของเหลวหรือก๊าซ |
| การแปรรูปทางเคมี | จัดการของเหลวที่มีฤทธิ์กัดกร่อนภายใต้แรงดัน เพื่อให้แน่ใจว่าปฏิกิริยาเคมีปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ |
เอกสาร
การจัดส่งแต่ละครั้งจะมาพร้อมกับเอกสารที่สมบูรณ์ รวมถึงใบรับรองการทดสอบจากโรงงาน (EN 10204 Type 3.1 หรือ 3.2), บันทึกการอบชุบด้วยความร้อน (แผนภูมิการทำให้เป็นปกติและการอบคืนตัว), รายงานการตรวจสอบขนาด, รายงาน NDE (UT, PT, RT, MT ตามที่เกี่ยวข้อง), รายงานการทดสอบแรงดันน้ำ (ถ้ามี), และบันทึกการตรวจสอบย้อนกลับของวัสดุ การตรวจสอบโดยบุคคลที่สาม (เช่น BV, SGS, TÜV, DNV, LR, ABS) มีให้บริการตามคำขอ
สำหรับใบเสนอราคาด่วนสำหรับหัวฉีดเสริมแรงในตัว ASME SA182 F11 Class 2 โปรดให้ข้อมูลต่อไปนี้:
ปริมาณ (จำนวนชิ้น)
ขนาดท่อมาตรฐาน (NPS) และตารางเวลา / ความหนาผนัง
ระดับแรงดัน (Class หรือ PN)
ประเภทการเชื่อมต่อ (คอเชื่อม, หน้าแปลน หรือเกลียว)
ข้อกำหนดความสูงเสริมแรงและความยาวดุม
ความยาวโดยรวมและมุมลบมุม
แรงดันและอุณหภูมิออกแบบ
รายละเอียดการเตรียมรอยเชื่อม
ระยะเวลาจัดส่งที่ต้องการ
