बड़े पैमाने पर दबाव पोत क्या है?

मूल प्रश्न का उत्तरःएक बड़े पैमाने पर दबाव पोत क्या है, और यह मानक आकार के दबाव उपकरण से क्या इंजीनियरिंग चुनौतियों से अलग है?एक बड़े पैमाने पर दबाव पोत एक ASME खंड VIII डिवीजन 2 या डिवीजन 3 कोडित दबाव पोत है जिसका वजन लगभग 100 टन से अधिक है, जिसकी दीवार मोटाई 50 से 300 मिमी है,व्यास 2 से 7 मीटरइन जहाजों के लिए, आमतौर पर हाइड्रोप्रोसेसिंग रिएक्टर, अमोनिया कन्वर्टर्स या परमाणु प्रतिबन्ध संरचनाओं के लिए विशेष भारी दीवार वाले प्लेट फोर्जिंग की आवश्यकता होती है।स्वचालित डुबकी आर्क वेल्डिंग (SAW) के साथ बहु-पास वेल्डिंग, 4-12 घंटे के लिए 620-690 डिग्री सेल्सियस के लिए लंबे समय तक वेल्ड के बाद गर्मी उपचार (PWHT) चक्र,और उन्नत विनाशकारी परीक्षा जिसमें यूटी चरणबद्ध सरणी और TOFD (फ्लाइट के समय विवर्तन) शामिल हैं, जिसमें वॉल्यूमेट्रिक दोष का पता लगाने के लिए.

1मूल डिजाइन और निर्माण सिद्धांत

बड़े पैमाने पर दबाव पोत डिजाइन मोटी दीवार तनाव वितरण, क्षेत्र निर्माण बाधाओं, परिवहन रसद,और उच्च मिश्र धातु स्टील्स की वेल्डेबिलिटी.

• ** थिक-वॉल तनाव विश्लेषण और एएसएमई डिवीजन 2:**50 मिमी से अधिक की दीवार मोटाई पर, पतली दीवार की धारणाएं (टी / आर < 0.1) अब मान्य नहीं हैं। * लामे समीकरण * दीवार के माध्यम से ट्राएक्सियल तनाव वितरण का वर्णन करते हैंःरेडियल तनाव σr = [(Pi·Ri2 - Po·Ro2)/(Ro2 - Ri2)] - [(Pi-Po) ·Ri2·Ro2/(Ro2-Ri2) ·r2)], जो दर्शाता है कि आंतरिक सतह तनाव पतली दीवार की भविष्यवाणियों से 30-50% अधिक हो सकता है। एएसएमई सेक्शन VIII डिवीजन 2 में टी / आर > 0 के साथ कंटेनरों के लिए परिमित तत्व विश्लेषण (एफईए) की आवश्यकता होती है।166, प्राथमिक झिल्ली (पीएम), प्राथमिक झुकने (पीबी), और माध्यमिक (क्यू) सीमाओं में तनाव वर्गीकरण के साथ एएसएमई बीपीवीसी अनुभाग VIII Div.2 अनुलग्नक 5-ए के अनुसार।अनुलग्नक 5-एफ के अनुसार थकान विश्लेषण 1 से अधिक चक्र सेवा के लिए अनिवार्य है,000 चक्र।
• **मल्टी-पास SAW वेल्डिंग और एनडीई आवश्यकताएंः**भारी दीवारों वाले अनुदैर्ध्य और परिधि वेल्ड को स्वचालित डुबकी आर्क वेल्डिंग (SAW) का उपयोग करके 2-4 वेल्डिंग सिरों के साथ निर्मित किया जाता है, जो 50-100+ पासों में प्रति पास 3-5 मिमी जमा करते हैं।हाइड्रोजन-प्रेरित क्रैकिंग को रोकने के लिए प्रीहीट (100-200°C) और इंटरपास तापमान नियंत्रण (150-250°C Cr-Mo स्टील्स के लिए) महत्वपूर्ण हैंगैर-विनाशकारी परीक्षा में सभी पूर्ण प्रवेश वेल्ड पर 100% रेडियोग्राफिक परीक्षण (आरटी) या यूटी-पीए (चरणबद्ध सरणी) शामिल है।के साथ *TOFD (टाइम-ऑफ-फ्लाइट डिफ्रैक्शन) * 50 मिमी से अधिक मोटी दीवार अनुप्रयोगों के लिए बेहतर दरार आकार परिशुद्धता (± 1 मिमी) प्रदानसभी HAZ में कठोरता परीक्षण खट्टे सेवा के लिए NACE MR0175 आवश्यकताओं के अनुपालन को सत्यापित करता है।
• ** यातायात रसद और क्षेत्र निर्माणः**Road transport of shop-fabricated vessels is limited to approximately 80-120 tonnes (SPMT—Self-Propelled Modular Transporter) or 40-60 tonnes (standard trailer) depending on route and bridge load limitsइन सीमाओं को पार करने वाले जहाजों के लिए क्षेत्र निर्माण की आवश्यकता होती हैः मौसम संरक्षण के लिए अस्थायी आवरणों का उपयोग करके प्लेट रोलिंग और वेल्डिंग साइट पर,थर्मल इन्सुलेशन कंबल के साथ सिरेमिक गुड़िया हीटर का उपयोग कर स्थानीय PWHT, और क्रॉलर प्रकार के Ir-192 स्रोतों का उपयोग करके क्षेत्र एक्स-रे।* लार्सन-मिलर पैरामीटर* एलएमपी = टी * (20 + लॉग टी) * 10−3 सत्यापित करता है कि क्षेत्र पीडब्ल्यूएचटी कार्यशाला आधारित भट्ठी गर्मी उपचार के लिए समकक्ष तनाव राहत धातु विज्ञान प्राप्त करता है.

2बड़े पैमाने पर दबाव वाहिकाओं के प्रमुख प्रकार

बड़े पैमाने पर दबाव पोत ऊर्जा, पेट्रोकेमिकल और परमाणु उद्योगों में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। तीन प्रमुख श्रेणियां भारी दीवार वाले पोत प्रतिष्ठानों के थोक का प्रतिनिधित्व करती हैंः

• **हाइड्रोप्रोसेसिंग रिएक्टर वेसल:**ये फोल्ड-वॉल या प्लेट-रोल्ड रिएक्टर रिफाइनरियों में हाइड्रोट्रीटमेंट और हाइड्रोक्रैकिंग इकाइयों का उपयोग करते हैं, जो 8-20 एमपीए और 350-450 डिग्री सेल्सियस पर काम करते हैं। 2.25Cr-1Mo-0 से निर्मित।25 वोल्ट का स्टील 100-250 मिमी की दीवार मोटाई के साथबड़े हाइड्रोक्रैकरों के लिए 500-1,500 टन के पोतों का भार आम है। ठंडे हाइड्रोजन बुझाने वाले क्षेत्रों के साथ आंतरिक उत्प्रेरक बिस्तर (3-5 परतें) एक्सोथर्मिक तापमान नियंत्रण बनाए रखते हैं।*लार्सन-मिलर पैरामीटर* 200 सत्यापित करता हैउन्नत सुविधाओं में अपशिष्ट खंड में अमोनियम बिसुल्फाइड (NH4HS) के खिलाफ संक्षारण प्रतिरोध के लिए ओवरले आवरण (3-6 मिमी TP.347 स्टेनलेस स्टील) शामिल हैं।
• **अमोनिया और मेथनॉल संश्लेषण कन्वर्टर्सः**इन उच्च दबाव, उच्च तापमान के पात्रों (10-30 एमपीए, 350-550 डिग्री सेल्सियस) में हैबर-बोश अमोनिया संश्लेषण (Fe-K2O-Al2O3 उत्प्रेरक) या मेथनॉल संश्लेषण (Cu-ZnO-Al2O3 उत्प्रेरक) के लिए उत्प्रेरक बिस्तर होते हैं।सीआर-एमओ स्टील में 80-200 मिमी की दीवार मोटाई200-600 टन के पोत वजन के लिए शेल पाठ्यक्रमों के क्षेत्र वेल्डिंग के साथ मॉड्यूलर निर्माण की आवश्यकता होती है।*टेमकिन-पीज़ेव गतिज समीकरण* r = k·(PN2·PH2^1.5 / PH2^0.5) ·(1 - (1/K) ^2) अमोनिया संश्लेषण दर का वर्णन करता है, 1,000-3,000 टन/दिन के लक्ष्य उत्पादन दरों के लिए उत्प्रेरक मात्रा आकार का मार्गदर्शन करता है।
• **न्यूक्लियर रिएक्टर दबाव पात्र (आरपीवी):**ये फोल्ड-रिंग दबाव पात्र (15-17 एमपीए डिजाइन, 290-350 डिग्री सेल्सियस पर काम करना) पीडब्ल्यूआर और बीडब्ल्यूआर संयंत्रों में परमाणु रिएक्टर कोर को शामिल करते हैं।1) दीवार मोटाई 150-250 मिमी के साथ, आरपीवी सबसे बड़े एकल-टुकड़ा फोर्ज किए गए घटकों में से हैं (आधुनिक 1,500 मेगावाट (एमडब्ल्यू)) डिजाइनों के लिए 400 टन तक) ।पूरी तरह से प्रवेश करने वाले परिधि वेल्ड जो फोल्डेड रिंगों को जोड़ते हैं, उन्हें 100% यूटी-पीए और एएसएमई सेक्शन XI के अनुसार आवधिक इन-ऑपरेशन निरीक्षण के अधीन किया जाता है।* संदर्भ शून्य-डक्टिलिटी संक्रमण तापमान (RTNDT) * 60 साल के डिजाइन जीवन के दौरान +33°C से नीचे रहना चाहिए, निगरानी कैप्सूल कार्यक्रमों के साथ न्यूट्रॉन embrittlement को ट्रैक करते हैं।

बड़े पैमाने पर दबाव पोत के प्रकार तुलना मैट्रिक्स

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

प्रश्न: एएसएमई खंड VIII डिवीजन 1 के बजाय बड़े पैमाने पर दबाव वाहिकाओं पर डिवीजन 2 क्यों लागू होता है?

A: डिवीजन 2 (वैकल्पिक नियम) उच्च डिजाइन तनाव की अनुमति देता है (अंतिम तन्यता शक्ति का 1/3 बनाम Div.1 में 1/3.5),जिसके परिणामस्वरूप पतली दीवारें और कम वजन होता है, लेकिन अधिक कठोर डिजाइन-बाय-एनालिसिस (FEA) की आवश्यकता होती है।, सख्त एनडीई आवश्यकताएं (100% यूटी या आरटी बनाम स्पॉट आरटी), और अनिवार्य गुणवत्ता आश्वासन कार्यक्रम।सामग्री की बचत (10-20%) उच्च इंजीनियरिंग और निर्माण लागतों को ऑफसेट करती है, डिवीजन 2 को आर्थिक विकल्प बना रहा है।

प्रश्न: टीओएफडी क्या है और मोटी दीवार वाले पोत वेल्ड निरीक्षण के लिए इसे क्यों पसंद किया जाता है?

उत्तर: टीओएफडी (टाइम-ऑफ-फ्लाइट डिफ्रैक्शन) दो कोणीय बीम जांच का उपयोग करता है जो अनुदैर्ध्य अल्ट्रासोनिक तरंगों को प्रसारित और प्राप्त करता है। जब बीम एक दोष टिप से मिलता है, तो विवर्तन होता है,और टिप और बैकवॉल के प्रतिबिंबों के बीच उड़ान के समय का अंतर दोष को ठीक से ढूंढता है और आकार देता है (गहनता में ± 1 मिमी की सटीकता)रेडियोग्राफिक परीक्षण (आरटी) के विपरीत, टीओएफडी 300+ मिमी मोटाई तक की दीवारों का निरीक्षण कर सकता है, उपयोग में तुलना के लिए स्थायी डिजिटल डेटा प्रदान करता है, और समतल दोषों का पता लगाता है (दरारें, दरारें,संलयन की कमी) जिसे RT अक्सर याद करता है।एएसएमई कोड केस 2235 वेल्ड्स ≥ 12.7 मिमी पर आरटी के विकल्प के रूप में टीओएफडी की अनुमति देता है।

प्रश्न: बड़े पात्रों के लिए क्षेत्र पीडब्ल्यूएचटी कैसे प्राप्त किया जाता है जो दुकान की भट्ठी में फिट नहीं हो सकते हैं?

A: फील्ड PWHT में वेल्ड जोन के चारों ओर लिपटे हुए सिरेमिक बीड हीटर (प्रतिरोध तत्व) का उपयोग किया जाता है, जो थर्मल इन्सुलेशन कंबल में संलग्न होते हैं।तापमान थर्मोकपल्स द्वारा नियंत्रित किया जाता है 300-600 मिमी की दूरी पर पोत की सतह पर स्पॉट वेल्डेड, 620-690°C ± 14°C पर गणना की गई भिगोने की अवधि (1 घंटे प्रति 25 मिमी मोटाई) के लिए बनाए रखा।* लार्सन-मिलर पैरामीटर* एलएमपी = टी * (20 + लॉग टी) * 10-3 पुष्टि करता है कि क्षेत्र पीडब्ल्यूएचटी दुकान भट्ठी उपचार के बराबर तनाव राहत प्राप्त करता हैगर्म और गैर गर्म क्षेत्रों के बीच तापमान अंतर अक्षीय लंबाई के 150°C/m तक सीमित है ताकि थर्मल ग्रेडिएंट विकृति को रोका जा सके।

प्रश्न: 120 टन से अधिक के दबाव वाले पात्रों के लिए परिवहन के क्या विकल्प उपलब्ध हैं?

उत्तर: तीन विकल्प मौजूद हैंः (1) 200 टन से अधिक तक के एसपीएमटी (स्वचालित मॉड्यूलर ट्रांसपोर्टर) सड़क परिवहन, मार्ग सर्वेक्षण, पुल सुदृढीकरण और रात के समय परिवहन परमिट की आवश्यकता;(2) जलमार्गों के निकट निर्मित जहाजों के लिए बार या नदी परिवहन, निर्माण डॉक से सीधे लोड के साथ 500-1,500 टन का संचालन; (3) क्षेत्र निर्माण, जहां प्लेट सामग्री को शिप किया जाता है और पोत को इकट्ठा किया जाता है, वेल्डेड, पीडब्ल्यूएचटी-उपचार किया जाता है,और अस्थायी संलग्नक के तहत साइट पर परीक्षण किया गयायह विकल्प पोत के वजन, स्थल स्थान और तुलनात्मक लागत विश्लेषण (कारखाना निर्माण + परिवहन बनाम क्षेत्र निर्माण) पर निर्भर करता है।