Pengenalan FRP Vessel ASME

FRP SECARA UMUM

UMUM

Penggunaan bahan FRP yang diperkuat serat untuk pembuatan bejana tekan menghadirkan pilihan bahan yang unik dalam desain, fabrikasi, dan pengujian . Bejana logam, dibuat dari bahan yang: biasanya isotropik dan ulet, dirancang dengan menggunakan tegangan ijin yang ditetapkan dengan baik berdasarkan sifat tarik dan keuletan yang terukur. Sebaliknya, FRP biasanya anisotropik dan sifat fisiknya tergantung pada proses fabrikasi, penempatan dan orientasi tulangan/struktur penguat , dan matriks resin.
Tujuan dari Pendahuluan ini untuk menggambarkan secara umum.

MATERIAL FRP

Tidak mungkin membuat FRP untuk bejana tekan dari bahan dasar tunggal yang ada spesifikasi ASTM. Bagian-bagian bejana dibuat dari berbagai bahan dasar, seperti penguat serat dan resin, yang bergabung dengan adanya katalis untuk membuat bahan komposit yang dibentuk menjadi bejana atau bagian peralatam dengan proses tertentu. Bahan komposit akan sering memiliki sifat terarah yang harus dipertimbangkan dalam desain.

Spesifikasi umum untuk bahan dasar (penguat serat dan resin) dinyatakan sebagai berikut:

Persyaratan untuk penentuan sifat elastis untuk material komposit (laminasi) yang dihasilkan.

Sifat elastis dari laminasi khusus yang digunakan dalam fabrikasi peralatan diperlukan wajib digunakan untuk desain peralatan.

Bahan logam , bila digunakan bersama dengan serat yang diperkuat laminasi, tetap diperlukan untuk memenuhi standard ASME Boiler and Pressure
Spesifikasi Kode Vessel, Bagian VIII, Divisi 1. Bagian ini harus digunakan untuk desain, fabrikasi, kualitas kontrol, dan inspeksi bagian logam tersebut. Namun, untuk pengujian kebocoran hidrostatik, bahan logam ini yang melengkapi peralatan harus memenuhi Bagian X dari persyaratan.

DESAIN

Kecukupan desain khusus harus dikualifikasi oleh: salah satu dari dua metode dasar:

(a) Desain Kelas I — kualifikasi desain peralatan melalui pengujian tekanan prototipe;

(b) Desain Kelas II — aturan desain wajib dan pengujian penerimaan dengan metode tak rusak ( NDT).

Desain Kelas I berdasarkan kualifikasi peralatan prototipe mensyaratkan bahwa tekanan kualifikasi minimum prototipe menjadi setidaknya enam kali tekanan desain. Tekanan desain maksimum dibatasi hingga 150 psi (1 MPa) untuk bag-moulded, cetakan sentrifugal, dan cetakan contact-moulded; 1500 psi (10 MPa) untuk filament winding; dan 3000 psi (20 MPa) untuk filamen winding dengan axis opening khusus.

Desain Kelas II berdasarkan aturan desain wajib dan pengujian penerimaan harus sesuai dengan Pasal RD-11 dan Pasal RT-6. Tekanan desain maksimum yang diizinkan di bawah prosedur ini harus seperti yang ditentukan dalam RD-1120.

Karakteristik Modulus Rendah

Laminasi plastik yang diperkuat serat mungkin memiliki modulus elastisitas serendah 1,0 10^6 psi (6 900 MPa), dibandingkan dengan bahan besi yang mungkin orde 30.10^6 psi (2,1 10^5 MPa). Ini karakteristik modulus rendah yang memerlukan pertimbangan yang cermat dari
profil peralatan untuk meminimalkan tekukan dan menghindari tekuk. Kepala bola atau kepala elips yang memiliki elips rasio tidak lebih besar dari 2:1 disarankan. Kepala bulat disarankan ketika bahan memiliki sifat isotropik. Kepala elips lebih disukai ketika bahan memiliki sifat anisotropik.

Fatique (ketahanan)

Seperti bahan logam, bahan komposit (laminasi) dari bejana plastik yang diperkuat serat, ketika ditekankan pada tingkat yang cukup rendah, menunjukkan umur kelelahan yang baik. Namun, modulus elastisitasnya yang rendah memberikan regangan yang lebih tinggi
satuan tegangan daripada logam yang digunakan untuk bejana logam. 8 Bagian X, oleh karena itu, mengharuskan desain Kelas I yang memenuhi syarat dengan menguji bejana prototipe dengab tekanan kerjanya selama 100.000 kali selama rentang tekanan atmosfer.