ASME B31.3-reglur fyrir ferðalagssjávar: Sérstök umhugsanir við hönnun með óvenjulegum legeringasamsetningum

ASME B31.3-reglur fyrir ferðalagssjávar: Sérstök umhugsanir við hönnun með óvenjulegum legeringasamsetningum

Skilningur á hugtakinu „óvenjulegt“ í samhengi við B31.3

Í ASME B31.3 vísar hugtakið „óvenjuleg“ legeringasamsetning venjulega til metallmáls sem ekki uppfyllir tilgreindar reglur í reglubókinni Töflu A-1 (Samþykkt vöruskipulagsmál) eða sem efna-/eiginleikar þess liggja utan ákvarðaðra bila í tilgreindum reglum. Þetta felur í sér:

• Einkaleyfðar eða „merkisvörur“ legeringar (t.d. margar nikkelbyggðar ofurlotur)

• Breyttar útgáfur af venjulegum stigum (t.d. „316L Plus“ með aukinni köfnun)

• Nýjar legeringar sem hafa ekki enn verið teknar upp í ASTM/ASME-málsreglurnar

• Efni sem eru stjórnuð af ekki-ASME staðla (t.d. EN-, JIS-, GB-staðlum) án samþykktar jafngildis

Samræmisleiðin: verkfræði- og skjalaskráningarkröfur

Þegar venjulegar tilvísanir í staðla ekki gilda, býður B31.3 upp á skipulagða en þó strangri leið til samræmis undir Málsgrein 323 (Efni) og tengdar greinar.

1. Ákvarðun á leyfðum spennu (Málsgrein 302.3 og viðauki A)

Fyrir ólistuð efni verður að ákvarða leyfðar spennur samkvæmt Viðauka A . Þetta krefst:

• Kreppuregimi (> 435°C/815°F fyrir flesta legeringar): Stressgildi byggð á ruptursterki í 100.000 klukkustundir skilyrðum.

• Óskriðusvæði: Lægsta gildið af:

  • 1/3 af tilgreindu lágmarksþrýstihaldi við hitastig

  • 2/3 af tilgreindu lágmarksdeformingarhaldi við hitastig

  • 100 % af meðalþrýstingi fyrir skriðuhraða 0,01 %/1.000 klukkustundir

  • 67 % af meðalþrýstingi fyrir ruptur í lok 100.000 klukkustunda

Raunverulegt áskorun: Þetta krefst almennra, vottaðra prófunargagna við hærra hitastig frá framleiðanda efna – oftast stærsta hindrunin.

2. Þarfnarverkandi efnaupplýsingar

Sterk skjalasafn er óhjákvæmilegt og verður að innihalda:

• Vottaðar efnaprófunarskýrslur (CMTR) með fullri efna- og eiginleikaprófun

• Gögn fyrir hverja hitun fyrir tögröð, flæði, lengingu og harðleika

• Gögn um rósprófun tengt ferlisumhverfinu

• Skilgreiningar á sveiflufæri með notkun raunverulegrar óstaðlaðrar legerings

Lykilhagsmuni við hönnun og stillingar

1. Ýtrykkishönnun (mál. 304)

Grunnformúlan fyrir veggþykkt $t=PD\mathrm{/}(2(SE+PY))$gildir, en með mikilvægum inntaksgildum:

• S (Leyfilegt spennuvirkni): Reiknað sem hér að ofan, ekki úr opinberu töflum B31.3.

• E (Gæðastuðull): Venjulega 1,0 fyrir ósaumnað/veiflað efni með 100% geislavörn, en það verður að réttlæta.

• Hönnunarlífstími: Verður að tilgreina á augljósan hátt, því að leyfð spennu fyrir ekki staðlað efni er háð líftíma.

2. Sjálfbærni- og varandi-hleðslu greining (mál 319 og 320)

• Eldstöðugildi (E) og hitaútvidun (α): Ná í staðfest gildi framleiðanda við allar reksturshitastig. Ekki gera ráð fyrir að þau séu jafn og gildi fyrir staðlaða legeringar.

• Áspennuaukningargildi (i-gildi): Fyrir ekki staðlaða tengi/skífur gæti verið nauðsynlegt að nota varlegri sjálfgefið i-gildi 2,0 eða réttlæta önnur gildi með prófunum/greiningu.

3. Framleiðslukröfur sem tengjast ákveðnu efni

• Sveifun (málsgrein 328): PQR/WPQ-staðfestingar verða ákveðnar. Búist má við því að framkvæma:

  • Hitaskemmdapróf (t.d. Varestraint)

  • Rýrnunapróf á sveifluðum hlutum (t.d. ASTM G48 fyrir móttöku gegn rýrnum)

  • Próf á hitabehandlingu eftir sveifun (PWHT) til að staðfesta að engin skaðleg fös eru mynduð

• Formgjörð og beyging (málsgrein 332): Setja upp lágmarksbeigingarradius og kröfur um hitabehandling með prófbeygingum, þar sem óstaðlaðar legeringar geta haft takmarkaða deyfingu eða einkenni við vinnsluþéttun.

4. Áhrifapróf (málsgrein 323)

Frílæsingarferlarnir í Mynd 323.2.2A/B verða ekki beint notuð. Þú verður að framkvæma Charpy-áhrifapróf ef:

• Hannað hitastig er neðan -29°C (-20°F)

• Eða ef þekkt hegðun eða starfshönnun efna gefur til kynna hættu við brjótleika

• Prófunin verður að líkja eftir alvarlegustu skilyrðum (t.d. eftir hitabehandlingu (PWHT), köldum formun)

Lykilhlutverk róska- og metallúrgískrar greiningar

Fyrir óstaðlaðar legeringar geta staðlaðar róskatillögur (mál. 323.2.1) verið ónógu miklar eða óþarfa.

1. Setja upp verkefnissérstaka róskatillögu (CA):

   • Byggt á prófplata-prófun í raunverulegum eða í gegnum fjölvalda ferli

   • Verður að hafa í huga allar rekstursfaser (upphaf, truflanir, hreinsun)

   • Skýra tæknibakgrunninn skýrilega í hönnunarskránni

2. Yfirferð metallúrgskrar stöðugleika:

   • Auðkenna hættu fyrir myndun sigma-fasa, chi-fasa eða Laves-fasa í nikkel/krómmiklum legeringum við framleiðslu eða notkun

   • Tilgreindu stjórnunaráðstafanir í innkaup- og framleiðsluspecifiköðum (t.d. hámarks hitainntaka, kælingarhraði)

Mælt er með verkefnisútframsóknarvinnuskrá

Fase 1: Framkvæmdaraðstæður og tilgreiningar

• Taktu tengingu við efnafræðing í upphafi. Skilgreina Tæknispurning til legeraframleiðanda um allar nauðsynlegar hönnunargögn.

• Búðu til nákvæma efna-tilgreiningu sem felur í sér efna- og hitabehandlingsmarkmið, prófun, merkingu og skjölun.

• Hefjið viðurhafanlega prófun á virkum viðurhafum samanhliða innkaupum efna.

Fase 2: Hönnun og greining

• Gera „pappírshönnun“ með því að nota varlega, gerðar eiginleika.

• Þegar staðfest gögn eru móttekin, uppfæra útreikninga og gefa út Hönnunarpakka með:

  • Efnaupplýsingaskjal með samþykktum eiginleikagildum

  • Minnismynd um rýrnunarskýringu

  • Sérstök kröfur til framleiðslu og skoðunar

Fasí 3: Inntaka og umsjón með framleiðslu

• Endurskoða milliheimildir samkvæmt verkefnisspecifikationunni þinni—ekki aðeins ASTM-standards.

• Vitna í lykilpróf (t.d. hitabehandling, jákvæð efnaauðkenni).

• Halda utan um eignarleið til að geta rekja allan ekki-stönduðan efnavara.

Fase 4: Skjölun og samræmisupphaf

Safna saman lokaútgáfu Verkfræðipakkan til samþykktar af eiganda og mögulegrar yfirferðar af reglugerðum, meðal annars:

1. Minnismynd um ástæður fyrir spennureikningum

2. Certifízeruð skýrsla um efnapróf með hita-sérstökum gögnum

3. Tilvísanir í sveisiðferðir og framkvæmdarheimildir

4. Skýrslur um áhrifapróf (ef þörf er á)

5. Gögn um róspróf og útskýring á leyfilegri rósskemmdir

6. Hönnunarbreytingar sem vísa til eftirtalinna

Algengar villur og aðgerðir til að koma þeim á veg

Lokaskoðun: Heimspeki á grundvelli réttlætingar

Að hanna með óvenjulegum legeringasamsetningum undir B31.3 breytir sjónarmiðinu frá áskriftarstjórnun á samræmi til sýning á árangri . Árangur byggist á:

1. Fyrirheit í vinnu materjályndra verkfræðikunnáttu

2. Fullnægjandi gögnasafn frá viðurkenndum heimildum

3. Hugsanleg og skjölkuð greining sem tengir eiginleika materjálsins við hönnunarákvörðanir

4. Ströng stjórn á framleiðslu sem varðveitir ætlaða eiginleika materjálsins

Kóðinn veitir ramma, en verkfræðilýðurinn veitir tilvísunina. Með því að hafa kerfisbundið leyst hverja kröfu og skráð alla ráðleggingar geturðu örugglega notað háþróað efni til að leysa einstaka ferlaskorður án þess að tappa fullri samræmi við ásetning B31.3: örugg hönnun og uppbygging ferlaveitur.