ASME STANDARTINA GÖRE BASINÇLI KAPLAR

05 Ağustos 1999 Dergi: Ağustos-1999

ÖZET

 

Bu belge basınçlı kaplar için en çok kullanılan uluslararası standart olan ASME standartının bu yazı basınçlı kaplar için en çok kullanılan uluslararası standart olan ASME standartının, VIII. Bölüm I, kısımına bir giriş yapmak ve konu ile ilgili özet bilgi vermek amacıyla hazırlanmıştır. Yakın zamanlarda meydana gelmiş olan dikkate alınması gereken değişiklikler standart içeriği içine yerleştirilmiştir. Basınçlı kap plakaları için bir Avrupa stadardı ilk defa ASME Stan-dartında kullanılmak üzere kabul görmektedir. Gerçekleşen bir diğer yenilik ise tasarımda malzemenin mukavemetinin kullanımındaki artıştır. Nihayet, sadece kısım l'in bazı maddelerine tabi olsalar da pazarın önemli bir payına sahip olan "Damgasız Kaplar" ele alınmaktadır.

Asme Kazan ve Basınçlı Kap Standartı

Amerikan Makine Mühendisleri Odası sadece isminden anlaşılacağı gibi bir Makine Mühendisleri Odası olmakla kalmaz, aynı zamanda uluslararası fabrika   çalışmalarındaki   en   önemli basınç bileşkenleri Standartı olan ASME Kazan ve Basınçlı Kaplar Standar-tını da yayınlayan kuruluştur. 900den fazla imalatçı, kontrolör ve kullanıcının karşılık almadan çalışan temsilcisi ASME standartlarının ilerletilerek geliştirilmesi için "Standartlar Komitelerinde" görev alırlar. Her üç yılda bir ASME standartının1 yeni bir baskısı yayınlanır, bunlardan sonuncusu 1 Temmuz 1998'de yayınlanmıştır. Standart, yıllık bir ek yayınlanarak güncelleştirilir. Belli bir basınçlı kap için uygulanması zorunlu baskı ve ek, siparişin imalatçıya verildiği anda geçerli olanlardır.

 

Tablo 1. ASME Standartı Bölüm VIII - Kısım 1'in içeriği UG; UCS gibi kısaltmalar standartta her seferinde pragraf numaralarından önce gelir.

Giriş

U-1, U-2, U-3

Alt Bölüm A

UG-Genel Gereksinimler

Alt bölüm B

İmalat Yöntemleri UVV-Kaynak UF-Dövme UB-Kaynak lehimi

Alt Bölüm C

Malzeme Sınıfları-Özel Konstrüksiyon UCS-Karbon ve Düşük Alaşımlı Çelik UNF-Demir Dışı Malzemeler UHA-Yüksek Alaşımlı Çelik UCI-Döküm Demir UCL-Kaplama ve Astar UCD-Döküm

UHT-lsıl Işlemli Feritik Çelikler ULVV-Tabakah Konstrüksiyonlar ULT-Düşük Isılı Hizmet

 

 

Asme Standartı Nerede Uygulanır?

Kuzey Amerika'da basınçlı bileşkenler için düzenli bir kanuni kurallar dizisi mevcut değildir, ABD'nin çoğu eyaletinde ve Kanada eyaletlerinde ilgili tesislerin çalıştırıcılarını, ilgili bileşkenler için geçerli ASME KAZAN VE BASINÇLI KAPLAR STANDARTI'na uymaya zorunlu kılan yerel yönetmelikler mevcuttur.^ Daha ötesi, eyaletlerde veya Kanada eyaletlerindeki kuruluşlar tarafından bir tasarım incelemesini zorunlu kılan diğer bazı kurallar da konulabilir. Bu eyaletlere girecek tüm basınçlı kaplar geçerli yönetmeliklerin ilgili gereklerine uyma zorunluluğundadır.

Yönetmelikleri geliştirirken diğer ülkeler bu mevcut satandarttan faydalanmıştır. Bu ülkelerde ASME standartı zorunludur veya başka bir alternatif sağlanmıştır. Gene, ASME stan-tartına uyulması, tesisin kurulma yerinde geçerli olan kanunlar veya yönetmelikler tarafından istenir. Yakın zamanda yapılan incelemeler dünyada 85 ülkenin bu durumda olduğunu gösterir.' Bunların bazıları bir ön tasarım incelemesi gibi ek ulusal kurallar da koyabilir.

Kimya ve enerji endüstrilerinin globa-lizasyonunun bir sonucu olarak çalıştırıcıların tesislerinin bütün dünyada aynı standarta uymasını istediği projelerin sayısı artmaktadır. Bunun sebebi tabii ki ekonomiktir, standartize edilmiş fabrika tasarımları, uygulamaları esnasında daha az para ve güç sarfını gerektirir ve daha evvelki deneyimlerden faydalanılarak hizmete daha kolay şekilde sokulabilir. Aynı şey bakım, onarım ve yedek parça stokları için de geçerlidir. ASME Kazan ve Basınçlı Kaplar Standartı. temel stanbaşka tayin edici faktörler uluslararası temin edilebilirlilik ve malzemelerin ve bileşkenlerin satın alma maliyetleridir.

70'li yıllardan beri ABD dışındaki imalatçılar ASME'ye uyum sertifikası alabilmektedirler ve bu sertifikaların sayısı özellikle Avrupa'da, Orta Doğu'da ve Uzak Doğu'da gittikçe artmaktadır." ASME standartına uyumlu bileşkenler şu anda bütün dünyada bulunabilmektedir.

Asme Basınçlı Kaplar

Standartı'nın Yönetmelik Kapsamı

ASME Kazan ve Basınçlı Kaplar Standartı basınçlı kapların sipariş, malzeme ve imalat safhalarının basınç testine kadar yapımını yönetir. Hükümler özellikle imalatçının sorumluluk ve görevlerini tayin eder. ASME standar-tının yönetmelik hükümleri teslimat ve/veya yerinde montaj ve nihai muayene ile sona erer. ASME standartı basınçlı kapların bakım muayenelerini, onarımlarını ve bunlar üzerinde yapılacak değişiklikleri yönetmez. Bu çeşit gereksinimler montaj yerinde geçerli olan yönetmeliklere bağlıdır ve iş sahibi bunlara özel dikkat göstermelidir.

Basınç ve Büyüklük

Avrupa standartlarının tersine basınç ve hacmin çarpımı basınçlı kapların sınıflandırılmasında kullanılmaz. Sınıflandırma ASME standartına tabi olan basınçlı kaplara ve bundan bağımsız olarak işletmecinin talebi üzerine ASME standartı dahiline alınabilecek olanlarla sınırlıdır. Bölüm Vlll-Kısım l6'in U-l paragrafı 15 psi (1.03 bar) veya az dahili veya harici çalışma basıncına sahip basınçlı kapların kapsam dahilinde olmadığını belirtir. Bu limit boyutlardan veya içinde çalışılan ortamdan bağımsız olarak geçerlidir, iç çapı 6 inç (1 52 mm) veya daha az olan kaplar da uzunlukları, basınç veya ortamları ne olursa olsun hariç tutulmuşlardır.

 

Zorunlu ve Zorunlu Olmayan Ekler

 

Diğer istisnalar, örneğin, sadece 300 psi (20.68 bar) ve 210°F (98°C)'e kadar su ile çalıştırılacak olan basınçlı kaplar ve pompalar, kompresörler ve motorlar gibi mekanik aygıtlardır.

 

Üç Kısım

 

ASME standartının Bölüm VIIl'i üç kısımdan oluşmaktadır. Kısım 1, çalışma basıncı 3000 psi (207 bar)'a kadar olan basınçlı kaplar için geçerlidir. Kısım 2, uzun hesap işlemleri, daha ayrıntılı tasarım yönetmelikleri ve geniş ölçüde tahribatsız muayenelerle doludur. Bu da ilk olarak 1997'de yayınlanmış olan Kısım 3'deki malzemeler için daha büyük ölçüde gerilme kullanımına izin verilmesi demektir ve bu gelişme halen devam etmektedir ve 10.000 psi (690 bar)'dan fazla basınçlar için geçerli olacaktır. İş sahibi ve imalatçı arasında anlaşmaya varıldığı taktirde her kısım aynı zamanda ilgili kapsamın dışında kalan bileşkenlere de uygulanabilir. Eğer malzemede ve işlemedeki tasarruf, fazla hesap ve muayene masraflarını karşılıyor ise daha yukarı bir kısmı uygulamak daima tercih edilmelidir. Daha düşük kısımlar genel olarak küçük kaplar için vaya imalatçı, gerekli "U2" veya "U3" sertifikasına sahip değilse  uygulanmaktadır.  Bu  belgenin geri kalan kısmı sadece Kısım I'i inceleyecektir. Bu, dünyada en fazla uygulaması bulunan kısımdır ve en yüksek sayıda sertifika bu kısımla ilgili olarak verilmiştir. Kısım 1'in yapısı tabloda gösterilmiştir.

 

Kapsam

 

Bölüm VIII, Kısım 1 basınçlı kabın basınç tutucu bileşkenleri, kaynaklı parçaları, aşırı basınç koruma aygıtları ve basınç tutucu kaplar için geçerlidir. İlk flanşın sızdırmazlık yüzeyi veya ilk çevresel kaynakla başlamak üzere, bağlı boru tesisatı ASME standartı tarafından kapsanmaz. Boru tesisatıyla ilgili olarak ASME Boru standartlarını yayınlamıştır. Bunlar emniyet felsefesi, tasarım ve imalat açısından benzerlik taşırlar, ancak imalatçı sertifikası veya bir "yetkili enspektör" tarafından kabul gerektirmezler.

İmalatçı Sertifikası

ASME standartına uygun basınçlı kaplar imal edebilmek için imalatçının genel olarak "U" damgası olarak bilinen sertifikayı almak için müracaat etmesi gerekir. Yapılan incelemede imalatçı kalitesi sistemini ve birörnek parça alarak standart gereksinimlerine uyumunu gösterir. Sertifika denetiminden bir defa geçildi mi ASME üç

sene için geçerli olacak bir sertifika

verir.

Yetkili Enspektör

"Yetkili Enspektör" basınçlı kapların muayene ve kabulünden mesuldür, kendisi ABD'nin bir eyaletinde uygun şekilde yetkilendirilmiş olmalı ve geçerli muayeneler için ASME tarafından kabul edilmiş bir muayene acen-tası adına çalışmakta olmalıdır." Muayenenin esası, imalatçı ve muayene acentası arasında yapılacak bir muayene sözleşmesidir.

 

Kalite Kontrol

 

Basınçlı kapların tüm imalatçıları Bölüm VIII Kısım l'in ek 10'u gereklerini karşılayan bir kalite kontrol sistemine sahip bulunmalıdırlar. Bu genel olarak bir kılavuzda ve daha ayrıntılı çalışma prosedürleri olarak dökümante edilir ve muayene acentasmın yetkili enspektörü tarafından kabul edilmesi gerekir.

 

Malzemelerin Seçimi

 

Basınçlı kapların imalatında kullanılan malzemeler ASME standartının Bölüm H'sinde içerilen spesifikasyon-ların birine uymak zorunluluğundadır7. Kaynaklı, standart dışı parçalar sadece aynı şekilde sertifikası olan imalatçılardan satın alınabilir ve gene orada zorunlu muayeneye tabidir. Basınçlı kaplar imalatı için malzeme ve kaynak dolgu metalleri imalatçıları için sertifika veya kabul gereği yoktur. Malzeme sertifikaları sadece plakalar ve plakalardan yapılan tüm parçalar, örneğin şekil verilmiş başlıklar için gereklidir. Tüm diğer parçalar için malzemenin spesifikasyona uygun şekilde işaretlenmiş olması malzeme imalatçısı tarafından yapılmış yeterli bir uygunluk beyanı olarak kabul edilir.

ASME standartı Bölüm ll'de içerilen malzeme spesifikasyonları bugüne kadar sadece ASME tarafından kabul olunan Amerikan ASTM spesifikasyonları olmuştur. ASME Komitelerinin son  senelerde izlemiş oldukları beynelmileşmenin sonucunda ve kullanıcıların isteği üzerinde standartın alanındaki diğer standartlara göre de malzemelerin onaylanması kabul olunmuştur. Bir Kanada standartı' ASME standartında ilk defa geçenlerde yer almış ve bir Avrupa standartı da' halen bir özel hüküm olan "Standart Durumu" şeklinde basınçlı kaplar için kullanılmak üzere gündemdedir. Şu anda çeşitli diğer Avrupa malzeme standartları da ASME komiteleri tarafından kabul edilmek üzere incelemeye alınmıştır. Bunlar da olasılıkla bir sonraki ekte onaylanmış malzeme spesifikasyonları olarak sıralanacaklardır.

 

Tasarım Hesabı

 

Bir basınçlı kap Kısım l'in kurallarına uygun şekilde hesaplanmalıdır. İzin verilen gerilme değerleri Bölüm II Kısım D'de verilmiştir. Eğer bir bileşken Kısım İde verilen formül kullanılarak hesaplanamıyor-sa, örneğin bir kap cidarındaki bir dörtgen şekilli açıklık, diğer kabul olunmuş teknik standartlar kullanılabilir. Şart, yetkili enspektör tarafından kabul olunmadır, ASME standartının diğer bölümlerinden diğer standartlara olan olasılıkların aralığı AD-Merkb-latter veya   ingiliz standartlarına  ve nümerik gerilme analizine kadar gider.

 

En Yüksek izin Verilen Çalışma Basıncı (MAWP)'yi tayin etmenin başka bir yöntemi de örneklerin basınç altında deforme edildiği veya yok edildiği "İspat deneyi"10 denilen deneylerin yapılmasıdır.

Gerilme değerlerini tespitte kullanılan ve imalatçıların sıklıkla şikayetçi olduğu yüksek emniyet katsayıları şu sırada değişmektedir: Daha Temmuz I998'de çoğu malzemenin gerilme mukavemeti kriteri 4.0'dan 3.5'e indirilmiştir. (Şekil l'de örnek verilerek gösterilmiştir) ve dolayısıyla zorunlu cidar kalınlıkları % 12.5 oranında azal-mıştır13. ilgili "Standart Durumları" henüz standarta dahil olunmamışsa da bunlar ASME'den temin edilebilir ve derhal kullanılabilir.

 

Şekil 1. SA 516 GR. 60 örneği alınarak tasarım sıcaklığı üzerindeki izin verilen geril­me değerleri bu şekilde konvansiyonel değerler (Böl. Il-d), yeni standart durumları 2290 için olan değerler ve kıyaslama yapabilmek için AD-Merkblatt BO'dan H II kazan plakası değerlerini gösterir.

Tasarım

 

Basınçlı kapların tasarımı için Kısım l'de verilen örnekler, örneğin bir kap cidarına nozullarmeklenmesi, aslında sadece tavsiye mahiyetindedir. Sadece birkaç tanesi yasak koyar, örneğin nozul kaynağı olarak tek taraflı dolgu kaynakları ile ilgili olarak tasarımcının olasılıklarını azaltır. Genellikle geçerli kural "Özel olarak yasaklanmamış her şeye izin vardır". Cidar kalınlıkları vedolgu kaynağı boyutları genellikle AD-Merk Blatter'e göre olan kaplardan genellikle daha büyüktür. Toksik ortamlar için basınçlı kaplar, ateşli kaplar ve ateşsiz buhar kazanları genellikle boyuna kaynaklar ve köşe birleşimlerinde kullanılan kaynak tiplerinin seçimi için özel tasarım kısıtlamalarına tabidir. Bunlar, bundan başka diğer ortamlardaki basınç kaplarından daha yüksek kapsamlı bir tahribatsız muayene ve ısıl işlem gerektirirler.

 

İmalat

 

Bir kabın imalatçısı tüm geçerli standart gereksinimlerine uymakla yükümlüdür Başka şirketlere taşeronluk yaptırmak mümkündür ancak bu, imalatçıyı yükümlülüğünden kurtarmaz. Kaynak işlerinin taşerona verilmesi işlemi sadece uygun sertifikayı haiz şirketlere yapılabilir.

imalata başlamadan önce Yetkili Enspektör muayenesinin kapsamını ve ilgili duruş noktalarını tespit etmek imkanına sahip olmalıdır, imalat esnasında daha sonra örtülecek olan vaya kapatılacak olan kabın iç bölümlerinin kaynak dikişlerini muayene etmek için ara muayeneler yapmak gerekebilir.

 

Şekil 2. ASME standart: Bölüm VIII Kısım 1 'e göre bir basınçlı kap isim levhası örneği. Yukarıda solda "U" sembolü damgası var. (MAWP: En yüksek izin verilen çalışma basıncı, MDMT: En düşük tasarım metal ısısı).

 

Kaynak

 

ASME standartlarının bütün bölümleri kaynak prosedürleri ve kaynakçıların kalifikasyonu için Bölüm IX" hükümlerine başvururlar. Kaynak yöntem prosedürlerini ve kaynakçı sertifi-kasyonu kalifikasyonlarını oluşturmak, dökümante etmek imalatçının sorumluluğundadır. Yetkili enspektör sadece belgelerin standarta uyumunu kontrol eder.

Tahribatsız Muayene

Kısım l'de en çok kullanılan muaeye-ne işlemi kaynak dikişlerinin radyog-rafik muayenesidir. Muayeninin kapsamı malzemeye, cidar kalınlığına, gerilme kullanımına, işletme ortamına ve kaynak sıralanmasına göre ayarlanır. Ultrason muayenesi sadece olağanüstü hallerde istenir. Manyetik parçacık kullanarak yüzeysel muayene veya nüfus edici boya muayenesi belli kalın cidarlı kap parçaları ve özel malzemeler için gerekli kılınmıştır. Tüm tahribatsız muayeneler ASME standartlının Bölüm V'ine uygun şekilde yerine getirilmelidir. Bulguların değerlendirilmesi ise Kısım l'e göre yapılır. Muayene personelinin kalifikasyonları Kısım l'e göre imalatçının sorumluluğundadır ve ASNT tavsiyeleri SNT-TC-lAM'nın minimum şartlarına dayanır. ASNT'den sertifika almış olan bireyler eğer ek olarak ürüne has bir özel imtihandan da geçerlerse görevlendirirler.

 

Basınç Testi ve Uyumluluk Beyanı

 

Tüm yapım işleminin tamamlanmasından sonra bütün basınçlı kaplar bir basınç deneyinden geçmelidirler. Deney basıncı normal olarak en yüksek izin verilen çalışma basıncının 1.5 katıdır ve belirsiz bir süre için uygulanmalıdır. Basınç deneyi esnasında kapta sızıntı veya sürekli defor-masyonlar oluşamaz, imalat sürecinin sonunda basınçlı kap ya doğrudan bileşken üzerine veya bir isim levhası üzerine ASME "U" damgası ile damgalanır. Damga imalatçıya sertifikasıyla birlikte ödünç verilir ve bileşkene damgayı ancak yetkili enspektör muayenesinde imalatçının standartın bütün gereksinimlerine uymuş olduğunu tespit ettikten sonra basabilir, imalatçının Veri Raporu (Manufacturer's Data Report) ile birlikte damganın basılması imalatçı tarafından ilgili basınçlı kabın uyumluluğunun resmen beyanını teşkil eder. Bu beyan sadece tüm ilgili standart gereksinimleri yerine getirildikten sonra yapılabilir. Standarta uyum açısından imalatçı ürün yükümlülüğünün sorumluluğunu taşır. Bu aynı zamanda tüm dışarıdan temin edilen parçalar veya taşerona havale edilmiş hizmetleri de kapsar.

 

Bir Tedarikçi Spesifikasyonu Olarak Asme standartı

 

Genellikle ASME standartmın sadece belirli kısımları bir sipariş emrine temel olarak alınır.

Böyle durumlarda hangi bölümlere uyum sağlanacağını mümkün olduğu kadar ayrıntılı şekilde belirtmek ve hangi diğer standartların geçerli olacağını tespit etmek doğru olur. Böyle durumlarda tam bir uyumluluk beyanı kabul olunamayacağı için bileşkene damga vurmak olanağı da yoktur. Bu çeşit kaplar bu yüzden genellikle "damgasız" olarak anılır. Bu durumlarda imalatçının sertifikası ve yetkili enspektör tarafından muayene genellikle istenmez.

Zaten hizmete alınmış bulunan basınçlı kaplar için sonradan bir uyumluluk beyanında bulunmak mümkün değildir

 

Kaynaklar:

 

1  ASME(Ed): 1998 ASME Boiler and Pressure Vessel Code, New York, 1998.

1 Uniform Boiler and Pressure Vessel Laws Society Inc. (Ed.): Synopsis 1998 Edition, Lousville, Kentucky, 1998.

5 British Standards Institution (Ed): International Survey-Boilers and Pressure Vessels, 6'h Edition, Amendment luly 1998, London, 1998.

SME (Ed): Certificate Holders, ttp://www.asme.org, luly 1998.

'ASME (Ed): Rules for the Construction of Pressure Vessels, 1998 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Sedion VIII - Division 1, New York, 1998.

"ASME (Ed): Oualifications for

 

Authorized Inspection, ASME QAI-İ-1995, New York 1995.

'ASME (Ed): Ferrous Material Specifications, 1998 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II ¦ Part A, and Nonferrous Material Specifications, Section II - Part B, New York, 1998.

"ASME(Ed.):SA/CSA-C40.21 Structural Ouality Steels, in 1998 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section II - Part D-Properties,

New York, 1998.

'ASME (Ed): SA/EN 10028-2 Fiat Products made of Steel for Pressure Purposes, in Ferrous Material Specifications, 1998 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section ll-Part A, New York, 1998.

10 ASME (Ed): UG-101, Section Vlll-Div. I. 1998 ASME Boiler and

 

Pressure Vessel Code, New York 1998.

" ASME (Ed): Code Case 2278, Code Case 2286, Code Case 2290, New York 1998, obtainable from ASME Codes and Standards, 345 East 47th Street, New York, NY 10017

" ASME (Ed): Welding and Brazing Oualifications, 1998 ASME Boiler anu Pressure Vessel Code Section IX, New York, 1998.

11 ASME (Ed.): Nondestructive Examination, 1998 ASME Boiler and Pressure Vessel Code Section V, New York, 1998.

14 ASNT (Ed.): Recommended Practice No. SNT-TC-IA, Dec. 1992 Edition, The American Society for Nondestructive Testing, İne, Columbus, Ohio

 

 

Yazan: DR. DİRK KÖLBL/ FM-TUV-Bureau Veritas Avrupa Merkez Ofisi Direktörü Çeviren: VOLKAN PALABIYIK / Bureau Veritas Endüstri Bölümü ASME Ürün Sorumlusu


Etiketler