1. प्रश्न: ASME B348 में "CP" और "GR" पदनामों के बीच मूलभूत अंतर क्या है, और CP2, CP4, GR1 और GR2 रासायनिक संरचना और यांत्रिक गुणों के संदर्भ में एक दूसरे से कैसे संबंधित हैं?
ए: एएसएमई बी348 में "सीपी" और "जीआर" पदनामों के बीच का अंतर विभिन्न नियामक ढांचे में टाइटेनियम ग्रेडिंग मानकों के विकास को दर्शाता है। ऐतिहासिक रूप से, "सीपी" (व्यावसायिक रूप से शुद्ध) पदनाम पुराने एयरोस्पेस और सैन्य विशिष्टताओं, विशेष रूप से एएमएस और एमआईएल -टी मानकों से उत्पन्न हुआ है, जहां सीपी1 से सीपी4 तक बढ़ती ऑक्सीजन सामग्री और संबंधित ताकत के स्तर को दर्शाता है। आधुनिक एएसएमई बी348 (एएसटीएम बी348 का एएसएमई संस्करण) में, मानक ने बड़े पैमाने पर "जीआर" (ग्रेड) नामकरण को अपनाया है, जो एएसटीएम और एएसएमई कोड के तहत अधिक सार्वभौमिक रूप से मान्यता प्राप्त प्रणाली है।
CP2से सीधा संबंध रखता हैग्रेड 2 (जीआर2). यह सबसे व्यापक रूप से निर्दिष्ट व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम ग्रेड है, जिसकी विशेषता अधिकतम 0.25% ऑक्सीजन सामग्री, 345 एमपीए (50 केएसआई) की न्यूनतम तन्य शक्ति और अच्छी लचीलापन और वेल्डेबिलिटी के साथ असाधारण संक्षारण प्रतिरोध है।CP4, इसके विपरीत, सहसंबंधित हैग्रेड 4 (जीआर4)0.40% तक ऑक्सीजन सामग्री और 550 एमपीए (80 केएसआई) की न्यूनतम तन्यता ताकत के साथ, व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेड के बीच उच्चतम ताकत।
जीआर1(जिसका पुराने चार - टियर सिस्टम में कोई प्रत्यक्ष सीपी समतुल्य नहीं है) व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेड की सबसे कम ताकत का प्रतिनिधित्व करता है, जिसमें ऑक्सीजन सामग्री अधिकतम 0.18% और न्यूनतम तन्य शक्ति 240 एमपीए (35 केएसआई) है। यह निर्दिष्ट किया जाता है जहां अधिकतम फॉर्मैबिलिटी और असाधारण लचीलापन की आवश्यकता होती है, जैसे कि गहरे खींचे गए घटकों या जटिल शीट मेटल फैब्रिकेशन में।
खरीद के दृष्टिकोण से, इस सहसंबंध को समझना महत्वपूर्ण है। "CP2" के लिए बुलाए गए एक विनिर्देश को ASME B348 GR2 द्वारा संतुष्ट किया जा सकता है, लेकिन खरीदार को यह सत्यापित करना होगा कि सामग्री विशिष्ट ऑक्सीजन सीमा और इच्छित कोड की यांत्रिक आवश्यकताओं को पूरा करती है। इसके विपरीत, "CP4" वर्तमान ASME B348 मानक में मान्यता प्राप्त पदनाम नहीं है; सही आधुनिक विनिर्देश एएसएमई बी348 ग्रेड 4 होगा। इन सामग्रियों को निर्दिष्ट करने वाले इंजीनियरों को खरीद संबंधी अस्पष्टताओं से बचने के लिए वर्तमान एएसएमई या एएसटीएम ग्रेड पदनामों का संदर्भ लेना चाहिए।
2. प्रश्न: ASME B348 GR1, GR2, और GR4 के बीच फॉर्मेबिलिटी, वेल्डेबिलिटी और संक्षारण प्रतिरोध में मुख्य अंतर क्या हैं, और ये गुण दबाव पोत और हीट एक्सचेंजर अनुप्रयोगों के लिए सामग्री चयन को कैसे निर्देशित करते हैं?
ए: दबाव पोत और हीट एक्सचेंजर अनुप्रयोगों के लिए एएसएमई बी348 जीआर1, जीआर2 और जीआर4 के बीच चयन ताकत और फॉर्मेबिलिटी के साथ-साथ विशिष्ट संक्षारण वातावरण के बीच व्युत्क्रम संबंध द्वारा नियंत्रित होता है। ये तीन ग्रेड व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम गुणों के एक स्पेक्ट्रम का प्रतिनिधित्व करते हैं, प्रत्येक को विभिन्न डिजाइन प्राथमिकताओं के लिए अनुकूलित किया गया है।
जीआर1उच्चतम फॉर्मैबिलिटी और लचीलापन प्रदान करता है। 240 एमपीए की न्यूनतम तन्य शक्ति और 0.18% की अधिकतम ऑक्सीजन सामग्री के साथ, जीआर1 असाधारण बढ़ाव (आमतौर पर 24% या अधिक) प्रदर्शित करता है और बिना दरार के जटिल आकार में ठंडा हो सकता है। यह उन अनुप्रयोगों के लिए पसंदीदा विकल्प है, जिनमें अत्यधिक झुकने, फ़्लैंगिंग या गहरी ड्राइंग की आवश्यकता होती है, जैसे ट्यूब शीट, जटिल पोत सिर और विस्तार धौंकनी। इसकी वेल्डेबिलिटी भी बेहतर है, गर्मी प्रभावित क्षेत्र में भंगुरता का जोखिम न्यूनतम है। हालाँकि, इसकी कम ताकत का मतलब है कि समतुल्य दबाव रेटिंग प्राप्त करने के लिए मोटे खंडों की आवश्यकता हो सकती है।
जीआर2अधिकांश दबाव पोत अनुप्रयोगों के लिए इष्टतम संतुलन का प्रतिनिधित्व करता है। 345 एमपीए की न्यूनतम तन्य शक्ति और 0.25% की ऑक्सीजन सामग्री के साथ, यह उत्कृष्ट फॉर्मेबिलिटी और वेल्डेबिलिटी को बनाए रखते हुए एएसएमई सेक्शन VIII, डिवीजन 1 दबाव पोत निर्माण के लिए पर्याप्त ताकत प्रदान करता है। रासायनिक प्रसंस्करण में शेल और ट्यूब हीट एक्सचेंजर्स, रिएक्टर वाहिकाओं और पाइपिंग सिस्टम के लिए जीआर2 डिफ़ॉल्ट विकल्प है, विशेष रूप से क्लोराइड, गीले क्लोरीन और ऑक्सीकरण एसिड से जुड़ी सेवा के लिए। इसका संक्षारण प्रतिरोध लगभग GR1 के समान है, क्योंकि निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म सभी व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेडों में समान रूप से स्थिर है।
जीआर4फॉर्मैबिलिटी पर ताकत को प्राथमिकता देता है। 550 एमपीए की न्यूनतम तन्यता ताकत के साथ, यह दीवार के हिस्सों को पतला करने, वजन और सामग्री की खपत को कम करने की अनुमति देता है। हालाँकि, यह ताकत का लाभ कम लचीलेपन और ठंड निर्माण में बढ़ती कठिनाई की कीमत पर आता है। जीआर4 आमतौर पर उन अनुप्रयोगों के लिए निर्दिष्ट किया जाता है जहां उच्च यांत्रिक भार मौजूद होते हैं, जैसे उच्च दबाव पंप शाफ्ट, फास्टनरों और दबाव सीमा प्रणालियों के भीतर संरचनात्मक घटक। इसकी वेल्डेबिलिटी स्वीकार्य बनी हुई है, लेकिन मोटे हिस्सों को टूटने से बचाने के लिए प्रीहीटिंग या पोस्ट{7}}वेल्ड हीट ट्रीटमेंट की आवश्यकता हो सकती है।
3. प्रश्न: ASME सेक्शन VIII दबाव पोत निर्माण के लिए ASME B348 राउंड बार के लिए महत्वपूर्ण विनिर्माण और गुणवत्ता नियंत्रण आवश्यकताएं क्या हैं?
ए: जब एएसएमई बी348 राउंड बार्स को एएसएमई सेक्शन VIII दबाव पोत निर्माण में उपयोग के लिए खरीदा जाता है, जैसे कि फ्लैंज बोल्ट, नोजल, या आंतरिक समर्थन के लिए, तो गुणवत्ता नियंत्रण और प्रमाणन आवश्यकताएं आधार सामग्री विनिर्देश से काफी आगे बढ़ जाती हैं। सामग्री को एएसएमई बॉयलर और प्रेशर वेसल कोड के अनुरूप होना चाहिए, जो ट्रेसबिलिटी, परीक्षण और दस्तावेज़ीकरण के लिए अतिरिक्त आवश्यकताएं लगाता है।
सबसे पहले, सामग्री का निर्माण एक मिल द्वारा किया जाना चाहिए जो एक रखती हैएएसएमई प्राधिकरण प्रमाणपत्रऔर एक गुणवत्ता प्रणाली के अनुरूप बनाए रखता हैएएसएमई अनुभाग II, भाग ए(लौह सामग्री विशिष्टताएँ)। सामग्री को सहन करना होगाएएसएमई "एन" स्टाम्पया कोड निर्माण के लिए सामग्री का उत्पादन करने के लिए अधिकृत किसी सुविधा का पता लगाया जा सकता है। प्रत्येक बार के साथ एक प्रमाणित होना चाहिएसामग्री परीक्षण रिपोर्ट (एमटीआर)इसमें न केवल एएसएमई बी348 के अनुसार रासायनिक विश्लेषण और यांत्रिक गुण शामिल हैं, बल्कि विशिष्ट एएसएमई अनुभाग II विनिर्देश के अनुपालन का विवरण भी शामिल है।
दूसरा,गैर-विनाशकारी परीक्षण (एनडीटी)आवश्यकताएँ अक्सर अधिक कठोर होती हैं। गंभीर दबाव बनाए रखने वाले अनुप्रयोगों के लिए, 100% अल्ट्रासोनिक परीक्षण (यूटी) अनिवार्य है ताकि रिक्तियों, समावेशन या लेमिनेशन जैसी आंतरिक खामियों की अनुपस्थिति सुनिश्चित की जा सके। स्वीकृति मानदंड आमतौर पर संदर्भ देते हैंएएसएमई अनुभाग वी(नॉनडेस्ट्रक्टिव परीक्षा), निर्दिष्ट व्यास के फ्लैट - नीचे छेद जैसे अंशांकन मानकों के साथ।
तीसरा,ताप उपचार सत्यापनजरूरी है। जबकि व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेड आमतौर पर एनील्ड स्थिति में आपूर्ति की जाती है, सुसंगत माइक्रोस्ट्रक्चर सुनिश्चित करने के लिए एनीलिंग प्रक्रिया को प्रलेखित और नियंत्रित किया जाना चाहिए। बोल्टिंग अनुप्रयोगों में उपयोग की जाने वाली सलाखों के लिए, अतिरिक्त आवश्यकताओं में कठोरता परीक्षण (एकरूपता सुनिश्चित करने के लिए) और, ऊंचे तापमान सेवा के लिए, तनाव टूटना परीक्षण शामिल हो सकता है।
अंत में,सकारात्मक सामग्री पहचान (पीएमआई)प्राप्त करने के चरण में अक्सर यह सत्यापित करना आवश्यक होता है कि वितरित सामग्री प्रमाणीकरण से मेल खाती है। यह व्यावसायिक रूप से शुद्ध ग्रेड के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जहां दृश्य उपस्थिति समान है, और केवल रासायनिक विश्लेषण ही जीआर1 को जीआर2 या जीआर4 से अलग कर सकता है।
4. प्रश्न: ASME B348 व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम बार का संक्षारण प्रतिरोध समुद्री जल, गीला क्लोरीन और कम करने वाले एसिड जैसे विशिष्ट रासायनिक वातावरण में कैसा प्रदर्शन करता है, और सीमाएं क्या हैं?
ए: ASME B348 व्यावसायिक रूप से शुद्ध टाइटेनियम ग्रेड (GR1, GR2, GR4) अपने असाधारण संक्षारण प्रतिरोध के लिए प्रसिद्ध हैं, जो एक स्थिर, अनुवर्ती और स्व-उपचारात्मक टाइटेनियम डाइऑक्साइड (TiO₂) निष्क्रिय फिल्म के निर्माण से प्राप्त होता है। हालाँकि, विशिष्ट रासायनिक वातावरण के आधार पर प्रदर्शन काफी भिन्न होता है।
समुद्री जल और समुद्री वातावरण में, सभी सीपी टाइटेनियम ग्रेड संक्षारण के प्रति वस्तुतः पूर्ण प्रतिरक्षा प्रदर्शित करते हैं। वे लगभग 120 डिग्री (250 डिग्री फारेनहाइट) के तापमान तक समुद्री जल में गड्ढे, दरार संक्षारण और तनाव संक्षारण क्रैकिंग (एससीसी) के प्रतिरोधी हैं। यह उन्हें अपतटीय प्लेटफार्मों, अलवणीकरण संयंत्रों और समुद्री ताप विनिमायकों के लिए पसंद की सामग्री बनाता है। ऑस्टेनिटिक स्टेनलेस स्टील्स के विपरीत, क्लोराइड की उपस्थिति निष्क्रिय फिल्म को बाधित नहीं करती है।
गीली क्लोरीन गैस और ऑक्सीकरण एसिड में(जैसे नाइट्रिक एसिड), टाइटेनियम उत्कृष्ट प्रतिरोध प्रदर्शित करता है। इन वातावरणों की ऑक्सीकरण प्रकृति वास्तव में निष्क्रिय ऑक्साइड फिल्म को बढ़ावा देती है और स्थिर करती है। जीआर2 का व्यापक रूप से लुगदी और कागज मिलों में क्लोरीन डाइऑक्साइड ब्लीचिंग टावरों के साथ-साथ नाइट्रिक एसिड प्रसंस्करण उपकरण में उपयोग किया जाता है।
सीपी टाइटेनियम की सीमा अम्लीय वातावरण को कम करने में होती है, जैसे हाइड्रोक्लोरिक एसिड (HCl) या सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄), विशेष रूप से ऊंचे तापमान पर और ऑक्सीडाइज़र की अनुपस्थिति में। इन परिस्थितियों में, निष्क्रिय फिल्म टूट सकती है, जिससे तेजी से समान क्षरण हो सकता है। उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर 5% हाइड्रोक्लोरिक एसिड में, सीपी टाइटेनियम स्वीकार्य संक्षारण दर प्रदर्शित कर सकता है, लेकिन 60 डिग्री या उससे अधिक पर, संक्षारण दर अस्वीकार्य रूप से उच्च हो जाती है। इसी प्रकार, डीरेटेड सल्फ्यूरिक एसिड में, टाइटेनियम की अनुशंसा नहीं की जाती है।
इन सीमाओं को संबोधित करने के लिए, डिजाइनर कई रणनीतियाँ अपनाते हैं:
मिश्रधातुएसिड प्रतिरोध को कम करने के लिए ग्रेड 7 (Ti-Pd) या ग्रेड 12 (Ti{4}}Mo-Ni) जैसे टाइटेनियम मिश्र धातुओं में अपग्रेड करना।
प्रक्रिया नियंत्रण- ऑक्सीकरण करने वाली प्रजातियों (उदाहरण के लिए, घुलित ऑक्सीजन, फेरिक) की उपस्थिति सुनिश्चित करना
