ASTM A516 GR. 70 +ASTM B171 C71500 CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC BÁO CÁC
Thông tin tổng quan Đầu hình elip được trang trí như thành phần đóng bình áp suất
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 surfaceHình dạng bán elip 2: 1 là cấu hình đầu torispherical / ellipsoidal phổ biến nhất trong máy trao đổi nhiệt vỏ và ống, bình áp suất, lò phản ứng và bể lưu trữ,cung cấp sự cân bằng tối ưu giữa hiệu quả chứa áp suất và chi phí hình thành.
Lớp lớp phủ cung cấp khả năng chống ăn mòn cho chất lỏng quy trình, trong khi vật liệu cơ sở cung cấp sức mạnh cấu trúc và tính toàn vẹn áp suất.Sản phẩm này được thiết kế và sản xuất theo ASME Phần VIII Phần 1 hoặc Phần 2, và GB/T 25198 (Trọng tâm tàu áp lực) cho các ứng dụng trong nước.
Định nghĩa hình học: 2:1 Đầu elip
Đầu bán hình elip 2: 1 có độ sâu bên trong (trung tâm) bằng một phần tư đường kính bên trong (ID) của vỏ mà nó được gắn:
Trục chính (D) = Shell ID
trục nhỏ (h) = D/4 (thần sâu bên trong từ đường chạm đến trung tâm vương miện)
bán kính khớp tay (r) ≈ 0,17 × D (vùng chuyển đổi giữa vương miện và vạch thẳng)
bán kính vương miện (R) ≈ 0,90 × D (phần trung tâm hình cầu)
| Shell ID (mm) | Độ sâu bên trong h (mm) | Khoảng bán kính khớp tay (mm) | Khoảng bán kính vương miện (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 |
Vật liệu phủ và kết hợp vật liệu cơ bản
Đầu elip tráng được sản xuất bằng cách áp dụng lớp hợp kim chống ăn mòn (CRA) lên tấm nền thép cacbon hoặc thép hợp kim bằng một trong các phương pháp sau:
Bảng bọc chống nổ: Tiến hành kích nổ chất nổ được kiểm soát tạo ra một liên kết kim loại giữa CRA và vật liệu cơ bản (theo ASME SA-263 / SA-264 / SA-265)
Bảng mạ mạ ván tròn: CRA và vật liệu cơ bản được cán nóng với nhau dưới áp lực để tạo thành một liên kết luyện kim
Lớp phủ hàn (bọc dải): Vật liệu CRA được hàn trên bề mặt tấm nền bằng các sọc chồng chéo (theo ASME IX)
Tùy chọn vật liệu cơ bản
| Vật liệu cơ bản | Thông số kỹ thuật | Phạm vi nhiệt độ | Ứng dụng |
|---|---|---|---|
| Thép carbon SA-516 Gr.70 | ASTM A516 | -20°C đến +425°C | Dịch vụ bình áp suất chung |
| Thép carbon SA-516 Gr.65 / 60 | ASTM A516 | -20°C đến +425°C | Các phần cứng thấp hơn, dày hơn |
| Thép carbon 16MnR / Q345R | GB 713 | -20°C đến +400°C | Tương đương tiêu chuẩn trong nước |
| Hợp kim thấp SA-387 Gr.11 / 22 | ASTM A387 | -20°C đến +540°C | Dịch vụ nhiệt độ cao (hydrocracking, hydrotreating) |
| Hợp kim thấp SA-387 Gr.5 | ASTM A387 | -20°C đến +550°C | Dịch vụ hydro nhiệt độ cao |
Tùy chọn vật liệu phủ
| Vật liệu bao phủ | Thông số kỹ thuật | Giới hạn nhiệt độ | Khả năng dung nạp clo | Ứng dụng |
|---|---|---|---|---|
| Stainless 304L | ASTM A240 | ≤ 400°C | ≤ 200ppm | Khá ăn mòn nhẹ, hơi nước sạch, chất lượng thực phẩm |
| Stainless 316L | ASTM A240 | ≤ 425°C | ≤ 200ppm | Axit hữu cơ, dung dịch muối, axit yếu |
| Bộ đôi 2205 | ASTM A240 | ≤ 280°C | ≤ 300ppm ở 80°C | Hydrocarbon chứa clorua, ngoài khơi |
| Titanium Gr.1 / Gr.2 | ASTM B265 | ≤ 230°C | Tối đa 20.000 ppm | Nước biển, nước muối, dịch vụ chloride cao |
| Hợp kim 625 (Inconel) | ASTM B443 | ≤ 540°C | Tối đa 500 ppm | Khí chua, chất ăn mòn nhiệt độ cao, các đơn vị amine |
| Hợp kim C276 (Hastelloy) | ASTM B575 | ≤ 400°C | Tối đa 1.000 ppm | Dịch vụ axit và clorua nặng |
Độ dày lớp phủ (CRA layer)
Độ dày lớp phủ tiêu chuẩn: 2mm ∼ 6mm (thường là tối thiểu 3mm theo ASME VIII-1 UW-13)
Độ khoan dung độ dày lớp phủ: + 0,5 mm / - 0,0 mm (không dưới độ khoan dung)
Tỷ lệ lớp phủ: Độ dày lớp phủ theo tỷ lệ phần trăm tổng độ dày (vải phủ + cơ sở).
Tổng độ dày danh nghĩa
Độ dày cơ sở: 6mm 80mm (được chọn theo ASME VIII-1 UG-27 / UG-32 để ngăn áp lực)
Tổng độ dày = Độ dày cơ sở + Độ dày lớp phủ (bộ phủ được tính trong tính toán áp suất chỉ nếu được liên kết kim loại; theo ASME VIII-1 Phụ lục AA)
Độ dày hình thành tối thiểu sau khi hình thành: ≥ 90% độ dày danh nghĩa (theo GB/T 25198 / ASME VIII-1 UG-79)
Quá trình đúc ️ Xúc nóng hoặc lạnh
Các đầu hình elip phủ được hình thành từ tấm phủ bằng một trong các phương pháp sau đây.
Hình thành nóng
Nhiệt độ hình thành: 900 °C ∼ 1,050 °C (đối với thép carbon + bọc không gỉ)
Bảo vệ mặt lớp phủ: khí quyển oxy hóa được kiểm soát để ngăn ngừa nếp nhăn quá mức; thanh lọc khí trơ hoặc lớp phủ bảo vệ được áp dụng cho bề mặt lớp phủ
Tốc độ sưởi ấm: ≤ 150 °C/giờ để ngăn chặn sốc nhiệt và làm tan lớp phủ
Chấm / làm mát: làm mát bằng không khí hoặc làm mát bằng lò điều khiển (đối với các vật liệu hợp kim cần PWHT)
Hình thành lạnh
Nhiệt độ hình thành: môi trường xung quanh (20 °C ∼ 40 °C)
Thiết bị tạo hình: Bấm phanh hoặc bấm bấm với các matrix phù hợp
Bồi thường Springback: Kích thước Die điều chỉnh cho Springback được tạo lạnh (thường là 0,5% - 1,5% của bán kính vương miện trên đường kính đầu và sức mạnh sản xuất vật liệu)
Độ căng lạnh tối đa: Giới hạn để ngăn chặn việc tách lớp và nứt vật liệu cơ bản.Động lực hình thành được khuyến cáo ≤ 15% (theo quy trình hình thành của nhà sản xuất).
Sau khi tạo dạng lạnh: Phương pháp xử lý nhiệt hoàn toàn sau hàn (PWHT) được yêu cầu theo ASME VIII-1 UCS-56 nếu độ dày vật liệu cơ sở > 38mm hoặc nếu dịch vụ đòi hỏi giảm căng thẳng.
Độ khoan dung hình thành (theo ASME VIII-1 UG-81 / GB/T 25198)
| Parameter | Sự khoan dung |
|---|---|
| bán kính vương miện (R) | ± 1,5% bán kính thiết kế |
| Khoảng bán kính khớp tay (r) | ± 5% bán kính thiết kế |
| Độ sâu bên trong (h) | ± 1,0% độ sâu thiết kế |
| Độ kính bên ngoài (OD) ở đường tiếp xúc | ± 0,5% của ID vỏ |
| Không tròn ở đường tiếp xúc | ≤ 1,0% của ID vỏ (đối với cài đặt vỏ vào đầu) |
| Độ sóng bề mặt | ≤ 2mm trên đường trải dài 1m (bề mặt phủ) |
Tính toàn vẹn của lớp phủ ️ Chất lượng và kiểm tra trái phiếu
Liên kết kim loại giữa vật liệu mạ và vật liệu cơ bản phải được xác minh theo ASME VIII-1 UW-13 và ASME SA-263 / SA-264 / SA-265.
Các tiêu chí về tính toàn vẹn trái phiếu
Sức mạnh cắt (sự liên kết lớp phủ với cơ sở): ≥ 140 MPa (đối với tấm liên kết nổ) theo ASTM B898
Vùng liên kết: ≥ 99% tổng bề mặt bọc (vùng bề mặt bọc được liên kết bằng kim loại)
Phạm vi không gắn liền: Các miếng dán không gắn liền riêng lẻ ≤ 100mm2; tổng diện tích không gắn liền ≤ 1% bề mặt (theo ASME VIII-1)
Kiểm tra không phá hoại (NDE) bề mặt mạ
Kiểm tra siêu âm (UT) 100% quét giao diện lớp phủ đến cơ sở cho các khiếm khuyết liên kết và loại bỏ lớp (theo ASME V, Điều 5)
Tiêu chuẩn chấp nhận: Không có dấu hiệu tuyến tính > 20mm; không có dấu hiệu cụm; không có dấu hiệu với độ phình ≥ 50% của mức tham chiếu
Chất thâm nhập chất lỏng (PT) 100% bề mặt bọc và các khớp hàn cho vết nứt bề mặt (theo ASME V, Điều 6)
Chấp nhận: Không có vết nứt, không có độ xốp lớn hơn 0,8mm, không có độ xốp cụm
hàn đến vỏ
Đầu hình elip bọc được hàn vào vỏ hoặc vảy ở đường chạm. Khối phải duy trì cả tính toàn vẹn cấu trúc và khả năng chống ăn mòn trên giao diện bọc.
Chuẩn bị chung (theo ASME VIII-1 UW-13)
Cấp độ trục: 30° ∼ 37,5° (một V hoặc hai V)
Khoảng cách rễ: 2mm 4mm
Lớp phủ bước lùi:Vật liệu lớp phủ được cắt về phía sau khoảng 2mm 3mm từ cạnh rãnh hàn để cho phép đi qua đầu tiên (vào vật liệu cơ sở) được lắng đọng mà không làm tan chảy lớp lớp phủ vào hàn
hàn chuyển tiếp: Một lớp bơ của vật liệu lớp phủ được lắng đọng trên bề mặt rãnh hàn (nếu cần thiết) để đạt được bề mặt hàn chống ăn mòn
Dòng hàn (được khuyến cáo)
Vụ hàn vật liệu cơ bản (thép cacbon / hợp kim) ️ đặt trước, 100% RT hoặc UT theo ASME VIII-1 UW-52
Đồng hàn mặt được trang trí (không gỉ hoặc CRA) ️ lắng đọng sau khi hàn cơ sở được hoàn thành và kiểm tra
Lớp phủ trên bề mặt hàn lớp cuối cùng của vật liệu CRA được lắng đọng để khôi phục khả năng chống ăn mòn trên toàn khớp
Kiểm tra PT cuối cùng của bề mặt bọc và lớp phủ hàn 100%
PWHT (Việc xử lý nhiệt sau hàn)
Yêu cầu theo ASME VIII-1 UCS-56 khi:
Độ dày vật liệu cơ bản > 38mm
Dịch vụ chứa H2S ẩm (NACE MR0175 / ISO 15156)
Vật liệu cơ bản là thép hợp kim thấp (SA-387) đòi hỏi phải hàn
Nhiệt độ PWHT: 620 °C ± 15 °C đối với thép carbon; 680 °C 760 °C đối với thép hợp kim thấp (theo bảng UCS-56)
Thời gian giữ: 1 giờ mỗi 25 mm độ dày cơ sở; tối thiểu 1 giờ
Tốc độ làm mát: ≤ 50 °C/giờ đến 400 °C (đối với thép carbon) để ngăn chặn sự mưa của cacbít hoặc nứt căng thẳng
Bảo vệ lớp phủ trong PWHT: Dòng khí trơ (argon) được áp dụng trên bề mặt lớp phủ để ngăn ngừa oxy hóa; tấm chắn nhiệt được lắp đặt nếu cần thiết để giảm thiểu độ rạn nứt bề mặt lớp phủ
Kiểm tra và kiểm tra mỗi con
Kiểm tra kích thước
bán kính vương miện: đo bằng mẫu hoặc quét 3D ¢ dung sai ±1,5%
Độ sâu bên trong (h): Được đo từ đường tiếp xúc đến trung tâm của vương miện
Khớp với Shell ID ở đường tiếp xúc: Không tròn ≤ 1,0% của Shell ID
Chiều dài miếng vòm thẳng: Thông thường 25mm 100mm (theo thiết kế); dung sai ± 2mm
Độ dày lớp phủ: Máy đo độ dày siêu âm ở mức 10% diện tích bề mặt ️ độ dày tối thiểu ≥ độ dày lớp phủ danh nghĩa ️ 0,5mm
Kiểm tra không phá hủy (NDE)
| Kiểm tra | Phương pháp | Phạm vi áp dụng | Chấp nhận (theo ASME VIII-1) |
|---|---|---|---|
| Tính toàn vẹn của trái phiếu trám | UT (siêu âm) | 100% bề mặt mạ | Không có phân lớp > 20mm; không có dấu hiệu cụm |
| Các vết nứt trên bề mặt | PT (thâm nhập chất lỏng) | 100% bề mặt bọc + lớp phủ hàn | Không có vết nứt; độ xốp < 0,8mm |
| Lamination vật liệu cơ bản | UT (đường thẳng) | 100% diện tích cơ sở (đầu trống) | Laminations ≤ 20mm2 tổng cộng trên 100cm2 |
| hàn (từ đầu đến vỏ nếu đã hàn trước) | RT hoặc UT (làn sóng cắt) | 100% may hoặc điểm hàn theo thông số kỹ thuật | Theo ASME VIII-1 UW-51 (toàn bộ) hoặc UW-52 (điểm) |
Kiểm tra áp suất (khi hàn vào bình)
Thử nghiệm thủy tĩnh: 1,3 × áp suất thiết kế × (S ở nhiệt độ thử nghiệm / S ở nhiệt độ thiết kế) theo ASME VIII-1 UG-99
Thời gian chờ: tối thiểu 30 phút
Chấp nhận: Không giảm áp suất; không có rò rỉ có thể nhìn thấy ở các khớp hàn hoặc giao diện bọc
Bề mặt tráng sau khi thử nghiệm thủy lực: Kiểm tra trực quan để xác định hình thành mụn hoặc loại bỏ lớp
Tài liệu cho mỗi lô hàng
Giấy chứng nhận thử nghiệm vật liệu (EN 10204 3.1 hoặc 3.2)
Báo cáo sản xuất tấm bọc (bond nổ hoặc roll-bond)
Báo cáo dữ liệu dấu U của ASME (nếu có)
GB/T 25198 trang dữ liệu (nếu có tiêu chuẩn trong nước)
Báo cáo kiểm tra kích thước (chiều bán kính, độ sâu, độ dày, không tròn)
Báo cáo NDE ️ quét liên kết UT, quét bề mặt PT, quét hàn RT / UT (nếu đã hàn)
Ghi chép biểu đồ PWHT (đường cong nhiệt độ thời gian)
Thông số kỹ thuật quy trình hình thành (FPS) và báo cáo hình thành (bản ghi hình thành nóng / lạnh)
Báo cáo đo độ dày lớp phủ (bản ghi đo độ dày siêu âm)
Danh sách kiểm tra lựa chọn
Shell ID (trình kính bên trong) ?? xác định kích thước đầu
Áp suất thiết kế
Nhiệt độ thiết kế xác định chất lượng vật liệu cơ bản và yêu cầu PWHT
Chất ăn mòn của chất lỏng quá trình
Vật liệu ốp được yêu cầu 304L / 316L / Duplex / Ti / hợp kim 625 / hợp kim C276
Độ dày lớp phủ cần thiết dựa trên mức độ ăn mòn (thường là tối thiểu 3mm)
Chất liệu cơ bản cần thiết CS SA-516 Gr.70 / Q345R / SA-387 Gr.11/22
Phương pháp định hình Ưu tiên ️ định hình nóng hoặc định hình lạnh
Yêu cầu về PWHT dựa trên độ dày và thời gian sử dụng
Yêu cầu về NDE theo ASME VIII-1 hoặc theo thông số kỹ thuật dự án (ví dụ: quét trái phiếu UT 100%, PT 100%)
Các thiết bị đính kèm vòm hoặc vòi phun, nếu đã hàn vào đầu, cung cấp chi tiết về khớp hàn
Thông số kỹ thuật sơn/bọc
Tuyên bố về giới hạn thiết kế
Đầu hình elip được ốp không áp dụng cho:
Các dịch vụ khi nhiệt độ hoạt động gây ra sự tách lớp phủ do sự không phù hợp của sự mở rộng nhiệt (vật liệu phủ và cơ sở có hệ số mở rộng nhiệt khác nhau).Theo ASME VIII-1 Phụ lục AA, căng thẳng nhiệt giữa lớp phủ và nền phải được tính trong các tính toán thiết kế.
Chu kỳ nhiệt nặng (> 1.000 chu kỳ/năm) trong đó liên kết lớp phủ đến cơ sở có thể mệt mỏi. Độ dày lớp phủ và tính toàn vẹn của liên kết nên được đánh giá lại theo phân tích mệt mỏi theo ASME VIII-2.
Nhiệt độ rất cao (> 540 °C) khi vật liệu lớp phủ mất khả năng chống ăn mòn hoặc trải qua biến đổi pha. Hợp kim 625 hoặc hợp kim 800 được khuyến cáo cho dịch vụ như vậy.
Các dịch vụ với chu kỳ áp suất nhanh (dịch vụ nhịp)
