316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali isitish trubkasi payvandlangan uchi qopqog'ini yopishdan oldin qanday maksimal ruxsat etilgan ish bosimiga bardosh beradi

Payvandlash birikmasi - Bosim ostida quvurli isitgich dizaynidagi zaif bog'liqlik

316 ta zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali elektr isitish quvurlarining ruxsat etilgan maksimal ish bosimi (MAWP) bosimli tizimlarda, masalan, chiziqli texnologik isitgichlar, yuqori bosimli avtoklavlar yoki bug 'ishlab chiqaruvchi idishlarda-kamdan-kam hollarda tekis quvur devori bilan chegaralanadi. Eng katta stress kontsentratsiyasiga va eng past chegaraga ega bo'lgan komponent - bu ichki qarshilik simini va magniy oksidi izolatsiyasini cheklash uchun qobiqni muhrlab qo'yadigan payvandlangan so'nggi qopqoq. Payvand chokining geometriyasi, kirib borish chuqurligi, issiqlik ta'sir qiladigan zonaning (HAZ) yumshashi va payvandlashdan qolgan kuchlanish maydonlari so'nggi qopqoqni tortib olish yoki payvand chokiga yaqin bo'lgan g'ilof devorining deformatsiyasini aniqlash uchun birlashtiriladi. Ushbu maqolada payvand choki dizayni mezonlari asosida 316 ta qoplamali isitgichning xavfsiz ish bosimini aniqlashning miqdoriy usuli keltirilgan bo'lib, muhandisga hisoblab chiqiladigan xavfsizlik omillari bilan bosim ostida ishlash uchun isitgichlarni belgilash imkonini beradi.

Payvandlangan so'nggi qopqoq birikmasida kuchlanishni kontsentratsiyalash mexanizmlari

Odatdagidek 316-qoplangan isitish moslamasining so'nggi qopqog'i tekis yoki gumbazli 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan disk bo'lib, aylana bo'ylab tekis trubka qobig'iga payvandlanadi. Payvand chok payvand choki (trubaning tashqi diametrini bir-biriga yopishgan) yoki payvand choki (qopqoq qalinligi quvur devoriga mos keladigan) bo'lishi mumkin. Ichki bosim ostida trubaning devoridagi kuchlanishning taqsimlanishi yupqa{4}}bosim- tomir halqa kuchlanish formulasi bilan ifodalanadi: \\sigma_{hoop}={\\rm P}D_{o'rtacha}/ 2t bu erda P - ichki bosim, D_{o'rtacha} - o'rtacha diametr va t - devor qalinligi. 1,5 mm devorga ega (o'rtacha diametri 8,5 mm, t=1.5 mm) 10 mm OD trubkasi uchun 10 MPa (100 bar) da halqa kuchlanishi taxminan 28 MPa{19}}bo'lib, 205 MPa bo'lgan 316 oqim kuchidan ancha past bo'ladi, bu esa 7 dan ortiq elementning uch xavfsizlik omilini oshiradi. Birinchidan, payvand barmog'i (payvandlash metalli va trubka yuzasi o'rtasidagi kesishish) payvandlash profiliga qarab, odatda 2,5 dan 4,0 gacha bo'lgan kuchlanish kontsentratsiyasi koeffitsienti (K t) bilan geometrik tirqish hosil qiladi. Ikkinchidan, payvand chokining issiqlik ta'siri ostida bo'lgan zonada (HAZ) donning qo'pollashishi va sovuq ishning yo'qolishi natijasida hosildorlik pasayganligi aniqlandi, yomon tartibga solinadigan choklarda 205 MPa dan 150-170 MPa gacha. Uchinchidan, payvand chokining sovutilishidan kelib chiqadigan qoldiq kuchlanish kuchlanishlari, odatda 100-200 MPa, qo'llaniladigan bosim kuchlanishiga qo'shiladi va hatto nazariy trubaning yorilishi bosimidan ancha past bosimlarda ham mahalliy umumiy kuchlanish rentabellikdan oshib ketishiga olib kelishi mumkin. Natija shundan iboratki, payvandlangan so'nggi qopqoq birikmasi odatda bosimning 30-50% bosim ostida qulab tushadi, bu esa tekis trubka qismida oqishni keltirib chiqaradi.

Payvand choki geometriyasi va sifat darajasiga asoslangan miqdoriy bosim darajasi

316 qoplamali isitgich payvandlangan so'nggi qopqoqqa ega va xavfsiz ish bosimi payvand chokining geometriyasi va payvand chokining kirib borish sifati bilan belgilanadi. Isitgich ishlab chiqarishdagi payvandlar odatda uch turga bo'linadi. Noto'g'ri kirib boradigan minimal payvand choki (payvand choki uzunligi 0,7 x trubka devori qalinligi) eng past bosim ko'rsatkichini beradi, odatda isitgichni 2-3 MPa (20-30 bar) bilan cheklaydi, hatto trubaning o'zi 15-20 MPa ga bardosh bera olsa ham. Yumshoq konturli va pastki kesilmasdan to'liq penetratsion payvand choki, keyin payvanddan keyingi kuchlanishni bartaraf etish to'g'ridan-to'g'ri quvur ko'rsatkichining 70-80% gacha bo'lgan bosim ko'rsatkichlariga erishishi mumkin. Asosiy parametr - bosimli idish kodlarida (masalan, ASME VIII bo'limi, 1-bo'lim) payvand chokining asosiy metall kuchiga nisbati sifatida tavsiflangan payvand chokining samaradorligi omili. Hech qanday nosozlik aniqlanmagan rentgenogrammada to'liq penetratsion chokning qo'shma samaradorligi 0,85 dan 1,00 gacha. Radiografik tekshiruvsiz payvand choki uchun samaradorlik 0,50-0,65 gacha kamayadi. Bu omillar rentabellik asosida 3,0 xavfsizlik omili bilan xona haroratida an'anaviy 10 mm OD x 1,5 mm devor 316 g'ilof uchun maksimal ruxsat etilgan ish bosimlari tarjima qilingan.

Payvand choki turi payvand chokining samaradorligini tekshirish usuli Payvand chokidan keyingi issiqlik bilan ishlov berish MAWP @ 20 daraja (MPa / bar) MAWP @ 200 daraja (MPa / bar, quvvatni yo'qotish uchun qisqartirilgan) Xizmat ko'rsatish uchun ilovalar Tavsiya etiladi
0,35 Minimal to'ldiruvchi, qisman penetratsiya Faqat vizual yo'q 2,5 MPa (25 bar) 1,8 MPa (18 bar) Ochiq tanklar, past bosimli sirkulyatsiya isitgichlari
Standart fileto Oyoq uzunligi To'liq 0,50 Vizual + bo'yoq penetranti Yo'q 3,5 MPa (35 bar) 2,5 MPa (25 bar) Suv/glikol tizimlari, o'rtacha bosim
To'liq penetratsion payvand choki, tuproq silliq 0,70 Bo'yoq penetrant + rentgenografiya (nuqta) Stressni bartaraf etish (400 daraja, 1 soat) 5,0 MPa (50 bar) 3,5 MPa (35 bar) Yuqori bosimli texnologik isitgichlar, gidravlik tizimlar
Qo'llab-quvvatlovchi halqali to'liq penetratsion payvand choki 0.85 100 % rentgenografiya To'liq eritmani tozalash (1040 daraja + söndürme). 6.0 MPa (60 bar). 4.2 MPa (42 bar). Avtoklavlar, qizdirilgan suv, bug'
Qubbali so'nggi qopqoq (ajralmas, choksiz) 1,00 N/A (choksiz) Yo'q (-chizilgan yoki tavlangan holda) 7,5 MPa (75 bar) 5,2 MPa (52 bar) Maksimal bosim darajasi Maxsus dizayn
Haroratning MAWPga ta'siri va emirilishning yorilishi mulohazalari

Yuqoridagi jadvaldagi bosim ko'rsatkichlari xona haroratida xizmat ko'rsatish uchun mo'ljallangan. 316 zanglamaydigan po'latdan ancha past oquvchanlik va yuqori haroratda emirilish qarshiligi mavjud. 100 daraja uchun oquvchanlik 5{30}}10%, 200 daraja uchun taxminan 15-20%, 300 daraja uchun taxminan 30-35% va 400 daraja uchun 45-55% ga kamayadi. Yuqori haroratlarda bosim ostida ishlaydigan isitgichlar uchun MAWP haroratdagi oqim kuchining normal haroratdagi oquvchanlik kuchiga nisbati yordamida kamaytirilishi kerak. Eng muhimi shundaki, 450 darajadan yuqori haroratlarda uzluksiz ishlash uchun (qoplamali isitgichlarda g'ayrioddiy, lekin gazni isitish uchun qo'llashda mumkin bo'lgan) cheklovchi muammo bo'lib chiqishdan ko'ra tirqish yorilishi hisoblanadi. 500 daraja haroratda 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan 10 000 soatlik yorilish kuchi 100 dan 120 MPa gacha, oqish quvvati taxminan 140 MPa. Isitgichning odatiy konstruktiv kuchlanishi uchun (xavfsizlik koeffitsienti 3,0 ga teng) 500 gradusda ruxsat etilgan kuchlanish 140/{25}} MPa ni tashkil qiladi, ammo 500 gradusda 10 000 soat davomida o'rmalanishning yorilishi stressi taxminan 100 MPa ni tashkil qiladi, shuning uchun o'tish ustunlik qilmaydi. Shu bilan birga, 550 gradusda 10 000 soatlik o'rmalovchi yorilish kuchi 60-70 MPa ga tushadi, bu dizayn stressidan kamroq bo'lishi mumkin. Agar muhandis 400 darajadan yuqori bosim ostida xizmat ko'rsatishni ko'rsatayotgan bo'lsa, u yirtilib ketish ma'lumotlarini so'rashi yoki undan keyin pasaytirishi kerak.

Payvand chokining yaxlitligini va bosimni ushlab turishni ta'minlash usullari

Bosim konstruktsiyasiga ega bo'lgan isitgichlarning payvandlangan so'nggi qopqoqlarini tekshirish uchun bosim darajasi talabga muvofiqligini aniqlash uchun to'rtta protsedura qo'llaniladi. Birinchi va eng aniq bu gidrostatik sinovdir. Isitgich suv yoki moy bilan 1,5 × MAWP bosim ostida va bosimning pasayishi yoki aniq oqish uchun 10-30 daqiqa ushlab turiladi. Ushbu sinov isitgichga zarar etkazadi (agar biron bir oqish, hatto kichik bo'lsa ham, ichki MgO namlikni yutadi) va odatda ishlab chiqarish isitgichlarida emas, balki namuna birliklarida amalga oshiriladi. Ikkinchi yondashuv geliy qochqinning sinovidir. Isitgichga geliy bilan bosim o'tkaziladi va massa-spektrometrga biriktirilgan vakuum kamerasiga joylashtiriladi. 1×10⁻⁷ mbar·L/s dan kam oqish tezligi yuqori bosimli xizmat ko'rsatish uchun mos keladigan germetik muhrni ko'rsatadi. Uchinchi usul to'liq bo'lmagan penetrasyon, g'ovaklik yoki yoriqlar uchun payvand chokini rentgenografik baholashni o'z ichiga oladi. Har bir isitgichda 100% rentgenografiya va geliy oqish testining kombinatsiyasi muhim ilovalarga maksimal ishonchni ta'minlaydi. To'rtinchi usul - kirish chuqurligini o'lchash va HAZ yoriqlari yoki termoyadroviy yo'qligini tekshirish uchun har bir ishlab chiqarish partiyasidan namunali chokning metallurgik kesishishi. Bosimli tizimlar uchun isitgichlarga muhtoj bo'lgan mijozlar uchun payvandlash texnikasining belgilangan malakasiga (masalan, ASME IX bo'limi) muvofiqlik sertifikati majburiy sifat kafolatini beradi.

Payvand chokining shikastlanish maydoni ko'rsatkichlari va ortiqcha bosimning buzilishi rejimlari

MAWP dan kattaroq ichki bosimga duchor bo'lgan 316 qoplamali isitgich payvand choki dizayni va bosimiga qarab uchta usuldan birida muvaffaqiyatsiz bo'ladi. Birinchisi, payvand chokining sekin-asta cho'zilishi bo'lib, bu payvand chokining proksimal qismida doimiy bo'rtib chiqishi yoki deformatsiyasi bilan namoyon bo'ladi, lekin sizib chiqmasdan. Bu holat isitgichning haddan tashqari bosim ostida bo'lganligini ko'rsatadi, lekin hali ham ishlamoqda, ammo bo'rtiqdagi sovuq ishlaydigan material stressli korroziya yorilishiga ko'proq moyil bo'ladi. Ikkinchi rejim - payvand chokining o'zi uzilib, so'nggi qopqoq trubadan chiqib ketadigan payvandlash. Bu, odatda, payvandlangan metall yoki HAZ orqali mo'rt sinish bo'lib, oldindan aniq buzilishlarsiz tez sodir bo'ladi. Uchinchi rejim - payvand chokining g'ovakliligi nuqsonidan pin teshigining oqishi. Odatda isitish moslamasi bosim ostida bo'lganda gaz yoki suyuqlikning nozik oqimidir. Payvand choki atrofidagi zang-bo‘yoqlari (suvli suyuqliklar uchun) yoki uglerodli qatlamlar (organik suyuqliklar uchun)-xizmat ko‘rsatuvchi isitgichlar uchun kamtarona oqish tarixini ko‘rsatishi mumkin. Nasosi o'lik yoki yopiq supap kabi ma'lum bo'lgan ortiqcha bosim hodisasiga sezgir bo'lgan har qanday isitgich gidrostatik sinovdan o'tkazilishi yoki aniq shikastlanmasa almashtirilishi kerak.

Xulosa: Payvand choki dizaynini bosim-nazorat qilish xususiyati sifatida belgilash

Bosimli tizimlarda ishlatiladigan 316 zanglamaydigan po'latdan yasalgan qoplamali isitish quvurlari uchun quvur devori maksimal ruxsat etilgan ish bosimi uchun cheklovchi omil emas; aksincha, bu payvandlangan so'nggi qopqoqni yopishdir. Qisman penetratsion kichik payvand chokining xavfsiz ishlashi 2–3 MPa (20–30 bar) bilan cheklangan, ammo rentgenografik tekshiruvdan oʻtgan va stressdan tozalangan toʻliq{6}}payvand choki 5–6 MPa (50–60 bar) ga etadi. Yuqori haroratlarda 6 MPa (60 bar) dan ortiq bosimga muhtoj bo'lgan ilovalar uchun choksiz qopqoq konstruktsiyalari (naychaning o'zidan shakllangan, gumbazli uchlari alohida payvandsiz) ko'rsatilishi kerak, ammo ular qimmatroq va ishlab chiqarishda cheklangan. Isitgichlarni sotib olayotganda muhandislar bosim ostida xizmat ko'rsatish uchun payvandlash turi, tekshirish tartibi va{15}}payvanddan keyingi issiqlik bilan ishlov berish bo'yicha hujjatlarni talab qilishlari kerak. Mavjud yondashuv xaridorlarga chokning geometriyasi va sifat darajasini oqishdan tortib portlovchi qopqoqni ajratishgacha bo'lgan miqdoriy bosim ko'rsatkichlari bilan bog'lash orqali kerakli ichki bosimni payvand chokida hosilsiz ushlab turishi mumkin bo'lgan 316 ta qoplamali isitgichlarni tanlash imkonini beradi, ya'ni halokatli nosozlik usullari.