Đầu ASME F&D (viết tắt của American Society of Mechanical Engineers flanged disc heads - đầu đĩa có gờ của Hiệp hội Kỹ sư Cơ khí Hoa Kỳ) là các thành phần quan trọng trong thiết kế bình chịu áp lực và được sản xuất theo các tiêu chuẩn nghiêm ngặt do ASME đặt ra. Các đầu này được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp yêu cầu bình chịu áp lực như hóa chất, dầu khí và phát điện.
1. Đặc điểm hình học
• Đầu ASME F&D, còn được gọi là đầu hình cầu, có các đặc điểm hình học độc đáo. Bán kính của đĩa của đầu F&D tuân thủ ASME không được lớn hơn đường kính của nó. Đây là một giới hạn kích thước quan trọng đảm bảo đầu có thể chịu được áp suất bên trong được áp dụng trong bình chịu áp lực. Ví dụ, nếu đường kính đầu là 100 inch, bán kính của đĩa không được lớn hơn 100 inch.
• Có các yêu cầu cụ thể đối với bán kính lượn (phần bo tròn kết nối gờ đĩa với gờ thẳng). Bán kính lượn không được nhỏ hơn 6% đường kính hoặc gấp ba lần độ dày kim loại, tùy theo giá trị nào lớn hơn. Giả sử đường kính đầu là 120 inch, bán kính lượn phải ít nhất là 7,2 inch (6% của 120 inch). Nếu độ dày kim loại là 3 inch, gấp ba lần độ dày là 9 inch, vì vậy trong trường hợp này, bán kính lượn phải là 9 inch để đáp ứng các tiêu chuẩn ASME.
• Đầu cũng có một gờ thẳng, là phần hình trụ ngắn gắn vào vỏ của bình chịu áp lực. Gờ này cung cấp một điểm kết nối và giúp duy trì tính toàn vẹn cấu trúc của cụm đầu - bình.
2. Khả năng chịu áp lực
• Đầu ASME F&D được thiết kế để xử lý nhiều mức áp suất khác nhau. Các tính toán thiết kế, dựa trên Bộ luật Bình và Bình chịu áp lực của ASME (BPVC), đặc biệt là Phần VIII, đảm bảo rằng đầu có thể chứa an toàn áp suất bên trong của bình. Bộ luật tính đến các yếu tố như đặc tính vật liệu của đầu (ví dụ: độ bền chảy và độ bền kéo), độ dày của đầu và điều kiện áp suất và nhiệt độ vận hành. Ví dụ, một đầu được làm bằng thép hợp kim có độ bền cao có thể chịu được áp suất cao hơn so với một đầu được làm bằng vật liệu cấp thấp hơn.
• Các đầu này có thể được sử dụng trong cả ứng dụng áp suất thấp và áp suất cao. Trong các ứng dụng áp suất thấp, chẳng hạn như một số bồn chứa, chúng cung cấp một giải pháp đóng cuối hiệu quả về chi phí và đáng tin cậy. Trong các ứng dụng áp suất cao, như trong một số lò phản ứng hóa học, thiết kế tuân thủ ASME đảm bảo an toàn và tính toàn vẹn của bình trong điều kiện vận hành khắc nghiệt.
3. Sản xuất và Chứng nhận
• Các nhà sản xuất đầu ASME F&D phải tuân theo các quy trình sản xuất nghiêm ngặt. Điều này bao gồm việc lựa chọn vật liệu cẩn thận, trong đó các vật liệu được sử dụng phải nằm trong danh sách vật liệu ASME đã được phê duyệt. Quá trình tạo hình, có thể là tạo hình thủy lực hoặc tạo hình va đập tùy thuộc vào kích thước và yêu cầu, cần được kiểm soát chính xác để đạt được các kích thước hình học chính xác.
• Sau khi sản xuất, các đầu được kiểm tra kỹ lưỡng. Các phương pháp kiểm tra không phá hủy như chụp X-quang (RT), kiểm tra siêu âm (UT), kiểm tra hạt từ (MT) và kiểm tra thẩm thấu (PT) thường được sử dụng để phát hiện bất kỳ khuyết tật bên trong hoặc bề mặt nào.
• Để được coi là đầu ASME F&D, nó phải được đóng dấu với dấu ASME U thích hợp (đối với bình Phần VIII, Phân khu 1). Dấu này chứng nhận rằng đầu đã được thiết kế, sản xuất và thử nghiệm theo các tiêu chuẩn ASME, mang lại cho người dùng cuối sự tin tưởng vào chất lượng và độ tin cậy của nó.
