1. Стандартът и неговият обхват: Какво означава ASME SB348 и как се вписват GR1, GR2, CP2 и CP4?
ASME SB348 е обозначението на Американското дружество на машинните инженери (ASME) за стандартната спецификация за „прътове и заготовки от титан и титанови сплави“. Той е функционално идентичен с ASTM B348, но е специално приет за използване в Кодекса на ASME за котли и съдове под налягане (BPVC). Това приемане е критично, защото означава, че материалите, отговарящи на SB348, са одобрени за използване при проектирането и конструирането на оборудване под налягане, като съдове, топлообменници и тръбопроводни системи.
Въпросните степени са търговски чист (CP) титан, диференцирани по силата им, която се контролира от съдържанието на кислород и желязо.
GR1 (клас 1): Най-пластичният и най-мек клас CP. Предлага най-висока формоспособност и ударна якост, но най-ниска якост.
GR2 (клас 2): Стандартният и най-широко използван клас CP. Осигурява оптимален баланс на здравина, пластичност и устойчивост на корозия. Това е работният кон на химическата промишленост.
CP2: Това е по-старо, наследено обозначение, което по същество е еквивалентно на съвременния GR2. Обикновено ще намерите "GR2" в докладите за изпитване на съвременна мелница.
CP4 / GR4 (клас 4): Най-здравият от нелегираните CP класове. Използва се, когато се изисква корозионна устойчивост на чист титан, но дизайнът изисква по-висока якост, отколкото може да осигури GR2.
Формата „Кръгла щанга“ е основен полу{0}}завършен продукт, използван за машинна обработка на компоненти като фланци, стебла на клапани, валове на помпи и крепежни елементи за системи под налягане.
2. Изборът на дизайнера на съд под налягане: Как дизайнерът избира между GR1, GR2 и GR4 за съд с код ASME?
Изборът е класически инженерен компромис-между устойчивост на корозия, здравина и изработваемост, всичко това в рамките на кода ASME.
Изберете ASME SB348 GR1, когато:
Максималната устойчивост на корозия е от първостепенно значение: Неговата превъзходна пластичност често се превръща в по-добра устойчивост в определени агресивни среди и по-голяма граница за операции на формоване.
Изисква се изключителна възможност за формоване: За компоненти, изискващи тежко студено формоване, като дълбоко-изтеглени глави или сложни U-гъвки в топлообменни тръби, ниската якост на GR1 и голямото удължение са идеални.
Приложението не е силно натоварено: Подходящо е за облицовка, прегради или тръби в услуги с ниско-налягане.
Изберете ASME SB348 GR2, когато:
Нуждаете се от стандартния „Най-добър{0}}всеобхватен“ изпълнител: Това е изборът по подразбиране за по-голямата част от приложенията. Предлага отлична комбинация от:
Адекватна здравина за повечето{0}}задържащи натиск конструкции.
Отлична устойчивост на корозия.
Добра заваряемост и формоспособност.
Типични приложения: Тръбопроводи за химически процеси, черупки и тръбни решетки на топлообменници, черупки на съдове и дюзи в услуги, включващи хлориди, морска вода и окисляващи киселини.
Изберете ASME SB348 GR4, когато:
Необходима е по-висока якост, но сплавта не е оправдана: Ако компонент, проектиран в GR2, води до много дебела, тежка стена, преминаването към GR4 позволява намаляване на дебелината на стената и теглото, като същевременно поддържа отличния корозионен профил на чистия титан.
За да избегнете използването на по--сплав с по-висока цена: Служи като разходно{1}}ефективно решение за преодоляване на разликата между GR2 и по-скъпите титанови сплави като Gr5 (Ti-6Al-4V).
Приложения: Съдове с-високо налягане, реактори с-дебели стени и крепежни елементи, където якостта на GR2 е недостатъчна.
Окончателният дизайн се управлява от ASME Раздел II (свойства на материала) и Раздел VIII (правила за проектиране), които предоставят допустими стойности на напрежение за всеки клас при различни температури.
3. Устойчивост на корозия при промишлени условия: Различни ли са корозионните свойства на тези степени на CP и как това влияе на избора?
Всички търговски чисти титаниеви класове (GR1, GR2, GR4) извличат устойчивостта си на корозия от един и същ механизъм: стабилен, прилепващ и само-възстановяващ се повърхностен оксиден слой (основно TiO₂). Следователно тяхната обща устойчивост на корозия в повечето среди е много сходна.
Критичните разлики възникват не от промяна в присъщата стабилност на оксидния слой, а от реакцията на материала към механични и производствени фактори, повлияни от неговата здравина и пластичност.
Устойчивост на ерозия-Корозия: При високо-скоростни услуги (напр. работни колела на помпи, входни дюзи), по-твърдият и по-здрав GR4 може да предложи незначително по-добра устойчивост на ерозия-корозия в сравнение с по-меките GR1 и GR2.
Устойчивост на корозия в цепнатини: В тесни цепнатини (под уплътнения, отлагания) в горещи хлоридни разтвори, всички степени на CP могат да бъдат податливи. Въпреки това, превъзходната пластичност на GR1 понякога може да осигури леко предимство, като позволи на материала да се деформира и намали стегнатостта на пукнатината. За приложения с тежка корозия в пукнатини често е необходим клас с-усилен паладий като GR7.
Производство-Индуцирана уязвимост: По време на заваряване и формоване могат да бъдат въведени остатъчни напрежения. В силно напрегнато състояние материалът може да бъде по-податлив на определени форми на корозия, като корозионно напукване при напрежение (SCC), въпреки че титанът е силно устойчив. По-високата якост на GR4 води до по-високи остатъчни напрежения за същото напрежение, което е съображение в агресивни среди.
Прозрение при избора: За повечето стандартни химически услуги (морска вода, хлорати, нитрати), корозионните характеристики на GR1, GR2 и GR4 са на практика идентични. Следователно изборът се ръководи от изискванията за механичен дизайн, а не от значителна разлика в химическата устойчивост.
4. Производство за съответствие с кодекса: Какви са ключовите съображения за заваряване и формоване за титанови пръти SB348 CP в проекти на ASME?
Производството на CP титан за проекти за печат на ASME изисква стриктно спазване на процедурите за поддържане на устойчивостта на корозия и механичните свойства на материала.
Заваряване (GTAW/TIG е стандартно):
Отлична заваряемост: Всички класове CP (GR1, GR2, GR4) се считат за отлични за заваряване. Те не са склонни към напукване след-заваряване.
Абсолютното изискване: екраниране. Единственият най-критичен фактор е защитата на разтопената заваръчна вана и горещата-зона, засегната от топлина (HAZ) от атмосферно замърсяване от въздух (кислород и азот). Това изисква:
Първично екраниране: аргон с висока{0}}чистота или хелий от горелката TIG.
Изтеглящ се щит: Устройство, прикрепено към горелката за наводняване на охлаждащия заваръчен шев с инертен газ.
Обратно продухване: Основната страна на заваръчния шев трябва да се продуха с аргон, за да се предотврати окисляването на долната страна.
Допълнителен метал: Допълващият метал обикновено съответства на класа на основния метал (напр. ERTi-2 за заваряване GR2). Въпреки това е обичайно и приемливо да се използва добавъчен метал с един клас по-ниска якост (напр. ERTi-2 за заваряване GR4), за да се увеличи максимално пластичността на заваръчния шев. Това трябва да бъде посочено в спецификацията на процедурата за заваряване (WPS).
Формоване и огъване:
Студено формоване: Всички степени на CP са лесно-формовани. GR1, с най-високата си пластичност, е най-добрият за тежки операции на формоване. GR2 е подходящ за повечето огъвания и формоване. GR4, тъй като е най-здравият, изисква по-големи сили на формоване и има повече пружинно връщане.
Горещо формоване: За по-сложни форми горещото формоване се извършва между 425 градуса - 650 градуса (800 градуса F - 1200 градуса F). Това трябва да се направи в пещ с леко окислителна или инертна атмосфера, за да се предотврати поемането на водород, което може да направи титана крехък.
Всички производствени дейности, особено заваряването, трябва да се извършват в съответствие с квалифициран WPS съгласно ASME Раздел IX.
5. Проверка и сертифициране на материала: Каква документация и изпитване са необходими, за да може титаниева пръчка ASME SB348 да се използва в-съд с щампован код?
Използването на какъвто и да е материал в съд с-щамповане на ASME Code изисква стриктна проверка, за да се гарантира, че отговаря на определения стандарт. Това се предоставя от производителя/доставчика на материала под формата на специална документация.
1. Сертификат за съответствие (C от C): Документ от доставчика, който посочва, че материалът отговаря на изискванията на ASME SB348 и определената степен. Това е минималното ниво на сертифициране.
2. Доклад от изпитване на мелница (MTR) / Сертификат за съответствие: Това е най-важният и обикновено изискван документ. MTR не е обикновен сертификат; това е подробен доклад, съдържащ действителните резултати от изпитването на материалната партида (топлина), от която е произведен прътът. Тя трябва да включва:
Heat Number: Уникален идентификатор, осигуряващ пълна проследимост до оригиналната стопилка.
Химичен анализ: Действителни резултати за всички елементи, посочени в SB348 за степента (напр. Ti, O, Fe, N, C, H).
Механични свойства: Действителни резултати от тестове на опън (якост на опън, якост на провлачване, удължение), проведени върху проби при същата топлина и условия.
Допълнителни тестове: Ако е посочено в поръчката за покупка, могат да бъдат включени резултати от допълнителни тестове като тестове за сплескване (за тръби) или тестове за твърдост.
3. Идентификация на материала: Самата физическа лента трябва да бъде маркирана със съответната информация, обикновено с помощта на ниско-щамповане или етикети, включително:
Име или лого на производителя
Спецификация (напр. ASME SB348)
Клас (напр. GR2)
Топлинно число
Размер
Производителят на кораба е отговорен за прегледа на MTR, за да провери съответствието, преди материалът да бъде използван в конструкцията. Инспекторът, представляващ притежателя на печат "U" или "UM", ще проверява тези записи като част от техния надзор. Тази строга верига от документация и проследимост е фундаментална за безопасността и надеждността на оборудването под налягане ASME.
