الصف 5 الصف 7 الصف 150 ASME B16.5 فليانز التيتانيوم الزحلق على الفليانز وجه رفيع SORF لأنظمة الأنابيب

الصف 5 الصف 7 الصف 150 ASME B16.5 فليانز التيتانيوم الزحلق على الفليانز وجه رفيع SORF لأنظمة الأنابيب

ملخص:

يتم استخدام سبائك التيتانيوم ، وخاصة Gr5 و Gr7 ، على نحو متزايد لتصنيع الشبكة في التطبيقات الصناعية بسبب مقاومة التآكل الاستثنائية ، ونسبة القوة إلى الوزن العالية,والإستعداد للبيئات القاسية. ASME B16.5 هو معيار معترف به على نطاق واسع الذي يحكم التصميم والأبعاد ومواصفات الموادومواصفات الضغط للشظايا المستخدمة في أنظمة الأنابيب الصناعيةتركز هذه الورقة على تصميم وتطبيق شرائح التيتانيوم Gr5 و Gr7 وفقًا لمعيار ASME B16.5 ، مع التركيز بشكل خاص على الفئة 150 ، الشريحة المسطحة ، الشريحة المنزلقة ،الوجه المرفوع (SORF)، وتصميمات Slip-On Flat Face (SOFF). يدرس المقال خصائص المواد ومزايا وعمليات تصنيع هذه الاطراف التيتانيومية ،تسليط الضوء على تطبيقاتها الصناعية في مجالات مثل المعالجة الكيميائيةالهندسة البحرية وتوليد الطاقة.

1مقدمة

الاطراف هي مكونات حاسمة في أنظمة الأنابيب الصناعية ، حيث تعمل كواجهة بين الأنابيب والصمامات وغيرها من المعدات.المعيار 5 يوفر المواصفات للشظايا المستخدمة في أنظمة الأنابيبمن بين المواد المختلفة المستخدمة في بناء اللحاء ، اكتسبت سبائك التيتانيوم اهتمامًا كبيرًا بسبب قوتها العالية ووزنها المنخفضومقاومة التآكل الاستثنائيةسبائك التيتانيوم Gr5 (Ti-6Al-4V) و Gr7 (Ti-0.15Pd) مناسبة بشكل خاص لتصنيع الفلنجات في التطبيقات التي تتطلب كل من السلامة الهيكلية ومقاومة البيئات القاسية.

تهدف هذه الورقة إلى استكشاف تصميم وعمليات التصنيع وتطبيقات طرفات التيتانيوم ASME B16.5 Gr5 و Gr7 ، مع التركيز على الفئة 150 ، الطرفات المسطحة ، الطرفات المنزلقة ،الوجه المرفوع (SORF)وسوف تدرس الورقة أيضا مزايا استخدام سبائك التيتانيوم على المواد الأخرى في البيئات الصناعية.

2لمحة عامة عن معيار ASME B16.5:

يحدد معيار ASME B16.5 المتطلبات المتعلقة بالشظايا ، بما في ذلك أبعادها وموادها ومقاسات الضغط.من الضروري لضمان توحيد وسلامة اتصالات الفلنج في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعيةبعض الجوانب الرئيسية التي تغطيها معيار ASME B16.5 تشمل:

• أنواع الشبكة: يغطي المعيار مجموعة متنوعة من أنواع الشبكة ، بما في ذلك الشبكة ذات الرقبة المطاطية ، والشبكة العمياء ، والشبكة المنزلقة ، والشبكة المسطحة. كل نوع يخدم وظيفة مختلفة بناءً على متطلبات التطبيق.
• مقاييس الضغط: يصنف المعيار الاطراف حسب مقاييس الضغط الخاصة بها ، والتي تتراوح من الفئة 150 إلى الفئة 2500. يتم استخدام الاطراف من الفئة 150 على نطاق واسع في تطبيقات الضغط المتوسط.
• مواصفات المواد: إن مادة اللحاء حاسمة في تحديد أدائها في ظل ظروف تشغيل مختلفة.يتم تضمين سبائك التيتانيوم مثل Gr5 و Gr7 في المعيار بسبب خصائصها المتفوقة.

3خصائص مواد سبائك التيتانيوم من الدرجة 5 و 7:

3.1 سبيكة التيتانيوم Gr5 (Ti-6Al-4V)
سبيكة التيتانيوم Gr5 ، المعروفة أيضًا باسم Ti-6Al-4V ، هي سبيكة التيتانيوم الأكثر استخدامًا وتتكون من 90٪ من التيتانيوم و 6٪ من الألومنيوم و 4٪ من الفاناديوم. يقدم هذا السبيكة مزيجًا من القوة العالية ،وزن منخفض، المقاومة الممتازة للتآكل ، والقدرة على اللحام جيدة. خصائص سبيكة التيتانيوم Gr5 تشمل:

• قوة الشد: 900-1100 MPa
• قوة الجهد: 850-1000 MPa
• مقاومة التآكل: مقاومة ممتازة للمياه المالحة والأحماض والكلوريدات ، مما يجعلها مثالية للتطبيقات البحرية والمعالجة الكيميائية.
• تطبيقات: الطيران والفضاء، والزرع الطبي، وأنظمة الأنابيب الصناعية التي تتطلب مواد قوية وخفيفة الوزن.

3.2 سبيكة التيتانيوم Gr7 (Ti-0.15Pd)
سبيكة التيتانيوم Gr7 ، والمعروفة أيضًا باسم Ti-0.15Pd ، هي نوع من التيتانيوم النقي التجاري مع إضافة صغيرة من البالاديوم (0.15٪). هذه الإضافة تعزز مقاومة التآكل ،خاصة في البيئات العدوانية مثل الأحماض عالية النقاء ومياه البحرخصائص سبيكة التيتانيوم Gr7 تشمل:

• قوة السحب: 550-700 MPa
• قوة الجهد: 450-650 MPa
• مقاومة التآكل: مقاومة ممتازة لمجموعة واسعة من البيئات التآكلية، وخاصة في الصناعات الكيميائية والبحرية.
• التطبيقات: المعالجة الكيميائية، الهندسة البحرية، والتطبيقات الأخرى التي تتطلب مقاومة عالية للتآكل.

4. تصميم ASME B16.5 فلانجز التيتانيوم:

تصميم شرائح التيتانيوم يتبع معيار ASME B16.5 ، مع مراعاة خاصة خصائص المواد والتطبيق المقصود.تم تصميم شرائح التيتانيوم للتعامل مع درجات ضغط محددة، حيث أن الفئة 150 هي واحدة من أكثر التصنيفات شيوعًا المستخدمة في أنظمة الضغط المتوسط.

4.1 أجهزة الفئة 150
أجهزة التيتانيوم من الفئة 150 مناسبة لتطبيقات الضغط المتوسط حيث لا يتجاوز ضغط التشغيل 150 باوند لكل بوصة مربعة (psi) في درجة حرارة البيئة.وهي تستخدم عادة في أنظمة الأنابيب في الصناعات مثل المعالجة الكيميائيةتوليد الطاقة ومعالجة المياه.

4.2 أنواع الشباك

• الشريط المسطح: الشريط المسطح له وجه مسطح بدون منطقة مرتفعة. غالبًا ما يتم استخدامه لتطبيقات الضغط المنخفض ويسهل تصنيعه.
• شرائح المزلق: تم تصميم هذه الشرائح للانزلاق فوق الأنابيب ويتم لحامها في مكانها. تستخدم الشرائح المزلقة عادةً في التطبيقات التي تكون فيها إمكانية الوصول إلى اللحام مهمة.
• الوجه المرتفع (SORF): فلنجات الوجه المرتفع لديها مساحة مرتفعة صغيرة حول فتحة اللحاء لإنشاء ختم أكثر تشددا عند إقبالها على اللحاء التزاوجي.يتم استخدام شظايا SORF على نطاق واسع في أنظمة الضغط العالي ومن المعروف أنها توفر ختم أكثر موثوقية.
• الوجه المسطح المنزلق (SOFF): هذه الاطراف تجمع بين ميزات تصاميم الوجه المنزلق والمسطح.غالبًا ما تستخدم في الأنظمة التي تتعرض فيها الاطراف لضغط منخفض وتتطلب تجميع وتفكيك سهل.

5- تصنيع شرائح من التيتانيوم:

إن تصنيع شرائح التيتانيوم ينطوي على عدة عمليات رئيسية لضمان أن المنتج النهائي يلبي مواصفات الأبعاد والمواد الخاصة بمعيار ASME B16.5.

5.1 اختيار المواد
اختيار الدرجة المناسبة من سبيكة التيتانيوم (Gr5 أو Gr7) أمر حاسم لأداء اللحاء. يتم اختيار سبيكات التيتانيوم بناءً على ظروف التشغيل المتوقعة ، بما في ذلك الضغط ،درجة الحرارة، وإمكانية التآكل.

5.2 التصنيع والتشكيل
يتم إنتاج شرائح التيتانيوم من خلال عمليات مثل التصنيع والمعالجة واللحام. يستخدم التصنيع عادة لتشكيل الشرائح ،بينما يتم استخدام المعالجة لتحقيق الأبعاد المطلوبة والتشطيبات السطحية.

5.3 لحام
عند لحام شرائح التيتانيوم ، يجب توخي عناية خاصة لتجنب التلوث ، حيث أن التيتانيوم يتفاعل بشكل كبير مع الأكسجين. تقنيات لحام الغازات المحمية ، مثل لحام الغاز الجامد التنغستن (TIG),تستخدم عادةً في شرائح التيتانيوم.

5.4 معالجة السطح
يمكن أن تخضع شرائح التيتانيوم لعلاجات سطحية مثل التجفيف أو التجفيف لتعزيز مقاومة التآكل وتحسين أدائها العام في البيئات القاسية.

6تطبيقات شرائح التيتانيوم في الصناعة:

يتم استخدام شرائح التيتانيوم ، وخاصة Gr5 و Gr7 ، في تطبيقات صناعية مختلفة بسبب خصائصها الممتازة. بعض التطبيقات الرئيسية تشمل:

• المعالجة الكيميائية: مقاومة التيتانيوم للتآكل تجعلها مثالية للتعامل مع المواد الكيميائية العدوانية في عمليات مثل التقطير والترشيح والمزج.
• الهندسة البحرية: إن قدرة التيتانيوم على مقاومة التآكل في مياه البحر تجعله مادة مثالية للشظايا المستخدمة في أنظمة الأنابيب البحرية.
• الفضاء الجوي: يستخدم التيتانيوم Gr5 عادة في تطبيقات الفضاء الجوي بسبب قوته وخفيته ومتانته في ظل ظروف شديدة.
• توليد الكهرباء: تستخدم شرائح التيتانيوم في توربينات البخار والغاز ، وكذلك المبادلات الحرارية ، حيث تكون القوة العالية ومقاومة الحرارة والتآكل أمرًا حاسمًا.

7الاستنتاج:

طرفات التيتانيوم ASME B16.5 Gr5 و Gr7 هي مكونات أساسية في العديد من أنظمة الأنابيب الصناعية. خصائصها المادية المتفوقة ، بما في ذلك القوة العالية ، والخفيفة الوزن ،ومقاومة ممتازة للتآكل، مما يجعلها مثالية للتطبيقات في البيئات القاسية مثل المعالجة الكيميائية، الهندسة البحرية، والفضاء.والتصميم وفقاً لمعيار ASME B16.5 يضمن موثوقية وأداء هذه الاطراف في التطبيقات الصناعية. حيث تستمر الصناعات في المطالبة بأداء أعلى من موادها،سيلعب سبائك التيتانيوم مثل Gr5 و Gr7 دوراً متزايداً في تصنيع الشبكة.