ข่าว

บ้าน / ข่าว / ข่าวอุตสาหกรรม / หน้าแปลนสแตนเลส: การเลือก เกรด และพิกัดแรงดัน

หน้าแปลนสแตนเลส: การเลือก เกรด และพิกัดแรงดัน

คู่มือวิศวกรรมท่อ
เลือกถูกต้องแล้ว หน้าแปลนสแตนเลส ให้บริการปลอดการรั่วซึมมานานกว่า 20 ปี หน้าแปลนคอเชื่อมช่วยลดความล้มเหลวของวงจรความร้อนได้ 70 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับแบบสวม เกรด 316ล จำเป็นสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์ 304 เพียงพอสำหรับการบริการที่ไม่รุนแรง
หน้าแปลนสเตนเลสสตีลเชื่อมต่อท่อ วาล์ว และอุปกรณ์ในอุตสาหกรรมเคมี อาหาร ยา รวมถึงน้ำมันและก๊าซ คู่มือนี้ให้คำตอบโดยตรงเกี่ยวกับการเลือกประเภทหน้าแปลน การกำหนดระดับแรงดัน การปรับพื้นผิวการซีลให้เหมาะสม การจับคู่เกรดวัสดุ และการประเมินรอยเชื่อมเทียบกับสลิปออน แต่ละส่วนประกอบด้วยตัวชี้วัดเชิงปริมาณและตัวอย่างการป้องกันความล้มเหลวในโลกแห่งความเป็นจริงจากการติดตั้งทางอุตสาหกรรม

การเลือกประเภทหน้าแปลน: การออกแบบที่ตรงกันกับบริการท่อ

ประเภทหน้าแปลนจะกำหนดความซับซ้อนในการติดตั้ง ความสามารถในการจัดการความเครียด และความน่าเชื่อถือในระยะยาว ประเภททั่วไปหกประเภทรองรับการใช้งานที่แตกต่างกัน โดยมีคอเชื่อมและสลิปออนคิดเป็นร้อยละ 80 ของการติดตั้งทางอุตสาหกรรม การเลือกส่งผลโดยตรงต่อความถี่ในการบำรุงรักษา ความเป็นไปได้ในการรั่วไหล และต้นทุนรวมในการเป็นเจ้าของตลอดอายุการใช้งานของไปป์ไลน์ วิศวกรจะต้องประเมินสภาพการทำงาน รวมถึงความผันผวนของแรงดัน วงจรความร้อน การสั่นสะเทือน และการกัดกร่อนของของไหล ก่อนที่จะเลือกประเภทหน้าแปลน

70%
อัตราความล้มเหลวต่ำกว่ารอยเชื่อมเทียบกับสลิปออน
30%
สลิปออนลดเวลาในการติดตั้ง
2500#
มีระดับแรงดันสูงสุดให้เลือก

โรงงานแปรรูปสารเคมีแห่งหนึ่งได้เปลี่ยนหน้าแปลนสลิปออน 62 ชิ้นที่มีหน้าแปลนคอเชื่อมบนท่อไอน้ำที่ทำงานที่อุณหภูมิ 260 องศาเซลเซียส และ 20 บาร์ หลังจากผ่านไป 18 เดือน กลุ่มสลิปออนพบว่ามีรอยรั่ว 11 ครั้งที่รากของรอยเชื่อมฟิเล ในขณะที่กลุ่มรอยเชื่อมไม่มีความล้มเหลว ดุมเชื่อมแบบเรียวจะถ่ายเทความเครียดออกจากรอยเชื่อม ซึ่งมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการใช้งานหมุนเวียนด้วยความร้อน สำหรับบริการแรงดันต่ำที่ไม่ใช่วงจรและต่ำกว่า 10 บาร์ที่อุณหภูมิแวดล้อม หน้าแปลนแบบสวมช่วยให้ต้นทุนวัสดุลดลง 30 เปอร์เซ็นต์และการจัดตำแหน่งที่รวดเร็วยิ่งขึ้น ตารางด้านล่างสรุปเกณฑ์การเลือกประเภท

ประเภทหน้าแปลน แอปพลิเคชั่นที่ดีที่สุด คะแนนความเครียด ปัจจัยด้านต้นทุน
คอเชื่อม อุณหภูมิสูง วงจร ของเหลวที่เป็นพิษ บริการที่สำคัญ ยอดเยี่ยม พื้นฐาน 1.4x
สลิปออน แรงดันต่ำ ไม่สำคัญ สาธารณูปโภคทั่วไป สายน้ำ ยุติธรรม พื้นฐาน 1.0 เท่า
คนตาบอด การปิดท่อ การเชื่อมต่อในอนาคต การทดสอบแรงดัน ไม่มี พื้นฐาน 1.2x
ซ็อกเก็ตเชื่อม เจาะเล็กไม่เกิน 2 นิ้ว แรงดันสูง ระบบไฮดรอลิก ดี พื้นฐาน 1.1x
ข้อต่อตัก การถอดชิ้นส่วนบ่อยครั้ง ท่อโลหะผสมราคาแพง ท่อเรียงราย ยุติธรรม เส้นฐาน 1.3 เท่าพร้อมส่วนท้าย

สำหรับบริการที่สำคัญ รวมถึงสื่อที่ติดไฟได้หรือเป็นพิษ ASME B16.5 ต้องใช้หน้าแปลนคอเชื่อมสำหรับขนาดที่สูงกว่า 2 นิ้วและระดับความดันที่สูงกว่า 300 โรงกลั่นแห่งหนึ่งนำข้อกำหนดนี้มาใช้ และลดการรั่วไหลของหน้าแปลนที่รายงานได้ลงถึง 84 เปอร์เซ็นต์ในระยะเวลาห้าปี หน้าแปลนเชื่อมซ็อกเก็ตถูกจำกัดขนาดไม่เกิน 2 นิ้ว เนื่องจากความเข้มข้นของความเครียดการขยายตัวเนื่องจากความร้อนที่รอยเชื่อมเนื้อซ็อกเก็ต

พิกัดแรงดัน: ทำความเข้าใจการกำหนดคลาสและการลดพิกัดอุณหภูมิ

ระดับแรงดันจะกำหนดแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาตที่อุณหภูมิที่กำหนด คลาสที่สูงกว่าจะมีผนังที่หนากว่า สลักเกลียวที่ใหญ่กว่า ดุมที่หนักกว่า และปริมาณวัสดุที่มากกว่า การเลือกต้องพิจารณาทั้งแรงดันใช้งานและอุณหภูมิเนื่องจากความแข็งแรงของสเตนเลสลดลงเกิน 400 องศาเซลเซียส ตารางพิกัดแรงดัน-อุณหภูมิใน ASME B16.5 ให้แรงดันที่อนุญาตที่แน่นอนสำหรับแต่ละคลาสที่อุณหภูมิเฉพาะ

  • คลาส 150: สูงสุด 19 บาร์ ที่อุณหภูมิแวดล้อม 13.8 บาร์ ที่ 200 องศาเซลเซียส 11.7 บาร์ ที่ 300 องศาเซลเซียส เหมาะสำหรับน้ำ อากาศ ไอน้ำแรงดันต่ำ ระบบ HVAC คิดเป็นร้อยละ 65 ของหน้าแปลนอุตสาหกรรมที่ติดตั้งทุกปี
  • คลาส 300: สูงสุด 51 บาร์ ที่อุณหภูมิแวดล้อม 44 บาร์ ที่ 200 องศาเซลเซียส 38 บาร์ ที่ 350 องศาเซลเซียส มาตรฐานสำหรับโรงงานแปรรูป ไอน้ำแรงดันปานกลาง ไฮโดรคาร์บอน การถ่ายเทสารเคมี
  • คลาส 600: สูงสุด 102 บาร์ที่อุณหภูมิแวดล้อม 92 บาร์ที่ 200 องศาเซลเซียส สำหรับก๊าซแรงดันสูง น้ำป้อนหม้อไอน้ำ บริการที่สำคัญของโรงกลั่น และไอน้ำแรงดันสูง
  • คลาส 900: สูงสุด 153 บาร์โดยรอบ ใช้ในเครื่องปฏิกรณ์เคมีแรงดันสูง คอมเพรสเซอร์แบบท่อ สภาพการบริการที่รุนแรง
  • คลาส 1500 และ 2500: แรงดันสูงสุดถึง 416 บาร์ที่สภาพแวดล้อม ใช้ในไฮเปอร์คอมเพรสเซอร์ ระบบการผลิตใต้ทะเล บริการไฮโดรเจน ระบบไฮดรอลิกแรงดันสูงพิเศษ

ข้อผิดพลาดในการออกแบบทั่วไปคือการเลือกหน้าแปลนคลาส 150 สำหรับไอน้ำอิ่มตัวที่ 10 บาร์และ 180 องศาเซลเซียส แม้ว่า 10 บาร์จะต่ำกว่าระดับ 13.8 บาร์ แต่การหมุนเวียนด้วยความร้อนและค้อนน้ำจะต้องมีค่าเผื่อด้านความปลอดภัย 1.5 เท่า การเลือกไอน้ำอิ่มตัวที่สูงกว่า 8 บาร์ที่ถูกต้องคือคลาส 300 โรงงานแปรรูปอาหารแห่งหนึ่งเพิกเฉยต่อสิ่งนี้และประสบปัญหาปะเก็นระเบิด 14 ครั้งในสามปี การอัพเกรดเป็นคลาส 300 ช่วยขจัดความล้มเหลวในการซีลทั้งหมด สำหรับอุณหภูมิที่สูงกว่า 450 องศาเซลเซียส การคืบกลายเป็นปัจจัยการออกแบบ และวัสดุหน้าแปลนต้องได้รับการอัพเกรดจากเกรดมาตรฐาน 304 เป็นเกรดที่มีอุณหภูมิสูง เช่น สแตนเลส 304H หรือ 321

ประสิทธิภาพการซีล: พื้นผิว การเลือกปะเก็น และแรงบิดของสลักเกลียว

การปิดผนึกหน้าแปลนขึ้นอยู่กับปัจจัยสามประการที่ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ได้แก่ ประเภทของปะเก็น ความหยาบของผิวสำเร็จที่วัดเป็น Ra และความสม่ำเสมอของโหลดโบลต์ สำหรับหน้าแปลนสแตนเลส พื้นผิวการซีลที่เชื่อถือได้มากที่สุดคือการเคลือบผิวแบบหยักแบบศูนย์กลางหรือแบบเกลียวด้วย Ra 125 ถึง 250 ไมโครนิ้ว ซึ่งเท่ากับ 3.2 ถึง 6.3 ไมโครเมตร การตกแต่งที่นุ่มนวลกว่าภายใต้ 63 Ra ทำให้เกิดการอัดขึ้นรูปของปะเก็นเนื่องจากปะเก็นไม่สามารถยึดเกาะพื้นผิวได้ ผิวสำเร็จที่มีความหยาบมากกว่า 500 Ra จะสร้างเส้นทางรั่วตามยอดฟันปลา ปฏิกิริยาระหว่างวัสดุปะเก็นกับผิวสำเร็จเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งในการบรรลุการรั่วซึมที่ต่ำกว่า 10 ถึงลบ 6 มาตรฐานลูกบาศก์เซนติเมตรต่อวินาที

Ra 125 ถึง 250 ไมโครนิ้ว

เหมาะอย่างยิ่งสำหรับปะเก็นแผลเกลียวที่มีสารเติมกราไฟท์ ให้การยึดเกาะเพียงพอเพื่อป้องกันการระเบิดโดยไม่ทำให้ปะเก็นเสียหาย ผิวมาตรฐานสำหรับหน้าแปลน ASME B16.5 ส่วนใหญ่

Ra 63 ถึง 125 ไมโครนิ้ว

เหมาะสำหรับปะเก็นซองจดหมาย PTFE ปะเก็นแผ่นยาง และปะเก็น Kammprofile พบได้ทั่วไปในการเชื่อมต่อทางเภสัชกรรมและสุขาภิบาลซึ่งความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์เป็นสิ่งสำคัญ

Ra ต่ำกว่า 63 ไมโครนิ้ว

ต้องใช้ยางนุ่มหรือปะเก็น PTFE ที่มีแผ่นรองหลังแบบมีกาว ความเสี่ยงจากการอัดขึ้นรูปภายใต้แรงดันที่สูงกว่า 10 บาร์ ไม่แนะนำสำหรับปะเก็นแผลแบบเกลียว

Ra มากกว่า 500 ไมโครนิ้ว

ไม่สามารถใช้ได้กับปะเก็นทุกประเภท จำเป็นต้องเปลี่ยนหน้าใหม่หรือเปลี่ยนหน้าแปลน อัตราการรั่วไหลวัดได้สูงกว่าพื้นผิวที่เสร็จสิ้นอย่างเหมาะสมถึง 500 เท่า

โรงงานปิโตรเคมีแห่งหนึ่งติดตามข้อต่อหน้าแปลน 1,200 ชิ้นในระยะเวลาสองปี ข้อต่อที่มีผิวสำเร็จระหว่าง 125 ถึง 250 Ra มีอัตราการรั่วซึม 0.8 เปอร์เซ็นต์ต่อปี ข้อต่อที่มีการหล่อแบบหยาบมากกว่า 400 Ra มีอัตราการรั่ว 11 เปอร์เซ็นต์ โดย 80 เปอร์เซ็นต์เกิดขึ้นภายในหกเดือนแรกของการบริการ การจัดลำดับแรงบิดที่เหมาะสมก็มีความสำคัญเช่นกัน การใช้รูปแบบข้ามสี่รอบที่ 30 เปอร์เซ็นต์, 60 เปอร์เซ็นต์, 100 เปอร์เซ็นต์ และการตรวจสอบแรงบิดขั้นสุดท้ายจะช่วยลดการคลายตัวของโบลต์และรักษาแรงอัดของปะเก็น ความแม่นยำของแรงบิดภายในบวกหรือลบ 10 เปอร์เซ็นต์จะช่วยลดโอกาสในการรั่วซึมได้ 75 เปอร์เซ็นต์ เมื่อเทียบกับแรงบิดแบบรอบเดียว สามารถตรวจสอบความสม่ำเสมอของความเค้นของโบลต์ได้ด้วยการวัดด้วยอัลตราโซนิกหรือการปรับแรงตึงไฮดรอลิกสำหรับการใช้งานที่สำคัญ

การเลือกเกรดสแตนเลส: 304 กับ 304ล กับ 316 กับ 316L กับ 317ล

เกรดวัสดุเป็นตัวกำหนดความต้านทานการกัดกร่อน ขีดจำกัดของอุณหภูมิ ความสามารถในการเชื่อม และต้นทุน ตารางด้านล่างนี้แสดงการเปรียบเทียบโดยตรงสำหรับสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรมทั่วไป เกรดคาร์บอนต่ำที่มีคำต่อท้าย L ให้ความสามารถในการเชื่อมที่เหนือกว่าโดยไม่เกิดอาการแพ้ ทำให้เป็นที่ต้องการสำหรับการประกอบหน้าแปลนแบบเชื่อม เกรดมาตรฐานมีความแข็งแรงสูงกว่าแต่เสี่ยงต่อการตกตะกอนของคาร์ไบด์ในบริเวณที่ได้รับผลกระทบจากความร้อน หากเชื่อมโดยไม่ใช้ความร้อนหลังการเชื่อม

เกรด ความต้านทานการกัดกร่อน อุณหภูมิสูงสุด ปัจจัยด้านต้นทุน การใช้งานหลัก
304 ดี for fresh water, air, organic acids, food 870°ซ 1.00x การบำบัดน้ำ อุปกรณ์อาหาร โรงเบียร์
304L เช่นเดียวกับ 304 ที่มีความสามารถในการเชื่อมที่ดีกว่า 870°ซ 1.05x ชุดเชื่อม อุปกรณ์ทางเภสัชกรรม
316 เหนือกว่าสำหรับคลอไรด์ สารเคมี ทะเล 870°ซ 1.35x สิ่งแวดล้อมทางทะเล โรงงานเคมี
316L เช่นเดียวกับ 316 ที่มีความสามารถในการเชื่อมที่ดีกว่า 870°ซ 1.40x ยา อาหาร สายเคมีเชื่อม
317L เพิ่มความต้านทานการเกิดรูพรุนสำหรับคลอไรด์สูง 815°ซ 1.80x สารฟอกขาวพืช สภาพแวดล้อมที่มีคลอไรด์สูง
904L โดดเด่นสำหรับกรดซัลฟูริกตัวกลางที่มีฤทธิ์รุนแรง 850°ซ 2.50x การจัดการกับกรด การกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์จากก๊าซไอเสีย

สำหรับการใช้งานที่เกี่ยวข้องกับคลอไรด์ รวมถึงน้ำเค็ม สารฟอกขาว หรือตัวทำละลายทางอุตสาหกรรมหลายชนิด 316L คือเกรดขั้นต่ำที่ยอมรับได้ สแตนเลส 304 ทนการกัดกร่อนแบบรูเข็มเมื่อความเข้มข้นของคลอไรด์เกิน 200 ส่วนในล้านส่วนที่อุณหภูมิแวดล้อม โรงงานแยกเกลือออกจากชายฝั่งเริ่มแรกใช้หน้าแปลน 304 อัน; หลังจากผ่านไป 14 เดือน ร้อยละ 37 แสดงการกัดกร่อนตามรอยแยกที่บริเวณสัมผัสปะเก็น การเปลี่ยนหน้าแปลน 316L ช่วยลดการกัดกร่อนเพื่ออายุการใช้งาน 8 ปีในภายหลัง สำหรับการให้บริการที่อุณหภูมิสูงกว่า 500 องศาเซลเซียส เกรดคาร์บอนต่ำจะป้องกันการตกตะกอนของคาร์ไบด์และการกัดกร่อนตามขอบเกรน เกรด L มีความแข็งแรงต่ำกว่าเล็กน้อย แต่มีความสามารถในการเชื่อมที่เหนือกว่า โดยไม่ต้องใช้ความร้อนหลังการเชื่อม สำหรับสภาพแวดล้อมที่รุนแรงซึ่งมีความเข้มข้นของคลอไรด์สูงหรือสภาวะที่เป็นกรด เกรดซุปเปอร์ออสเทนนิติก เช่น 904L หรือเกรดดูเพล็กซ์จะให้ค่าความต้านทานการเกิดรูพรุนเพิ่มเติมที่เทียบเท่ากับ 35 ที่สูงกว่า 25 สำหรับ 316L

การเชื่อมคอกับหน้าแปลนสลิปออน: การเปรียบเทียบทางวิศวกรรมโดยละเอียด

นี่เป็นการตัดสินใจทางวิศวกรรมที่พบบ่อยที่สุดสำหรับนักออกแบบไปป์ไลน์ ทั้งสองมีแอปพลิเคชันที่ถูกต้องตามกฎหมาย แต่ตัวเลือกนี้ส่งผลกระทบอย่างมากต่อความน่าเชื่อถือในระยะยาวและต้นทุนการติดตั้ง การตัดสินใจควรอยู่บนพื้นฐานของการวิเคราะห์สภาพการทำงาน การเข้าถึงการบำรุงรักษา ข้อกำหนดในการตรวจสอบ และต้นทุนตลอดอายุการใช้งานอย่างละเอียด การทำความเข้าใจความแตกต่างทางกลพื้นฐานถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการเลือกที่ถูกต้อง

2-4x
อายุความล้าที่สูงขึ้นสำหรับคอเชื่อม
30-40%
ลดแรงงานในการติดตั้งสำหรับสลิปออน
100%
จำเป็นต้องเอ็กซเรย์สำหรับการเชื่อมคอ

หน้าแปลนเชื่อมคอ มีดุมเรียวที่ผสานเข้ากับท่อได้อย่างราบรื่น สร้างเส้นทางการไหลของความเค้นอย่างต่อเนื่อง การออกแบบนี้ทนทานต่อการโค้งงอและความล้า ทำให้จำเป็นสำหรับสภาวะต่อไปนี้: อุณหภูมิที่สูงกว่า 400 องศาเซลเซียสหรือต่ำกว่าลบ 29 องศาเซลเซียส; บริการแบบวงจรที่มีรอบความร้อนมากกว่า 500 รอบต่อปี แรงดันสูงเหนือคลาส 600; บริการของเหลวที่เป็นพิษหรือถึงตายซึ่งต้องมีการรั่วไหลเป็นศูนย์ ขนาดท่อสูงกว่า 12 นิ้ว; ระบบที่มีการสั่นสะเทือนอย่างมากจากปั๊มหรือคอมเพรสเซอร์ สภาพแวดล้อมนอกชายฝั่งและทางทะเลอาจมีความเหนื่อยล้าจากคลื่น ข้อต่อเชื่อมแบบชนที่ใช้สำหรับหน้าแปลนคอเชื่อมสามารถถ่ายภาพรังสีได้ทั้งหมดเพื่อตรวจสอบความสมบูรณ์ของการเชื่อม ซึ่งเป็นข้อกำหนดสำหรับรหัสบริการที่สำคัญหลายประการ รวมถึงบริการของเหลว ASME B31.3 Category M

หน้าแปลนแบบสลิปออน เลื่อนไปเหนือท่อและเชื่อมทั้งภายในและภายนอก ไม่มีศูนย์กลางกระจายความเครียด ทำให้เหมาะสำหรับ: แรงดันต่ำที่คลาส 150 หรือ 300 ที่อุณหภูมิแวดล้อม; การทำงานแบบไม่เป็นวงจร สภาวะคงที่โดยมีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิน้อยที่สุด ของเหลวที่ไม่สำคัญ เช่น น้ำ อากาศ น้ำมันเบา และก๊าซเฉื่อย ขนาดท่อไม่เกิน 12 นิ้ว การใช้งานที่ไม่จำเป็นต้องตรวจสอบรอยเชื่อมด้วยรังสี บริการสาธารณูปโภคและโรงงานทั่วไปที่มีผลการรั่วไหลต่ำ การเชื่อมแบบคู่ให้ความแข็งแรงเพียงพอสำหรับสภาวะเหล่านี้ แต่ไม่สามารถต้านทานความล้าของการเชื่อมแบบชนแบบเต็มได้

ท่อขนส่งน้ำมันร้อนที่อุณหภูมิ 300 องศาเซลเซียส และ 10 บาร์ โดยมีรอบความร้อน 2,000 รอบต่อปี หน้าแปลนแบบสวมที่ระบุเดิม หลังจากสามปี ร้อยละ 18 ของข้อต่อหน้าแปลนเกิดการรั่วไหลที่รอยเชื่อมเนื้อด้านนอก เนื่องมาจากการขยายตัวที่แตกต่างกันระหว่างท่อและดุมหน้าแปลน การเปลี่ยนหน้าแปลนคอเชื่อมช่วยขจัดปัญหาความล้าจากความร้อนทั้งหมดในช่วงระยะเวลาติดตามผล 10 ปี ในทางกลับกัน ระบบน้ำเย็นที่อุณหภูมิ 5 องศาเซลเซียส และ 7 บาร์ที่ไม่มีการหมุนเวียนด้วยความร้อน หน้าแปลนแบบสวมทำงานเป็นเวลา 15 ปีโดยไม่มีความล้มเหลวในการเชื่อม การเลือกที่ถูกต้องช่วยประหยัดต้นทุนการผลิตเริ่มต้นของข้อต่อหน้าแปลน 500 ชิ้นได้ 35 เปอร์เซ็นต์ จุดคุ้มทุนทางเศรษฐกิจเกิดขึ้นที่ประมาณ 1,200 รอบความร้อนต่อปี เหนือเกณฑ์นี้ อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นของหน้าแปลนคอเชื่อมทำให้ต้นทุนเริ่มต้นสูงขึ้น

การเลือกปะเก็นและข้อมูลจำเพาะแรงบิดของสลักเกลียว

แม้แต่หน้าแปลนที่ดีที่สุดก็ยังอาจรั่วได้หากระบุปะเก็นและโบลต์ไม่ถูกต้อง การเลือกปะเก็นขึ้นอยู่กับของเหลว อุณหภูมิ ความดัน และอัตราการรั่วไหลที่ต้องการ ประเภทของปะเก็นทั่วไป ได้แก่ แผลเกลียวซึ่งเหมาะสำหรับงานอุตสาหกรรมร้อยละ 90, ซอง PTFE สำหรับสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อน, แผ่นกราไฟท์สำหรับอุณหภูมิสูงถึง 550 องศาเซลเซียส และยางสำหรับบริการน้ำแรงดันต่ำ แรงบิดของโบลต์จะต้องได้รับการบีบอัดปะเก็นที่เพียงพอ โดยไม่เกินความแข็งแรงของหน้าแปลนหรือโบลต์ ค่าแรงบิดระบุไว้ใน ASME PCC-1 และขึ้นอยู่กับขนาดสลักเกลียว การหล่อลื่น และประเภทของปะเก็น แรงบิดต่ำเกินไปทำให้เกิดการรั่วไหล แรงบิดเกินทำให้หน้าแปลนหรือโบลต์หัก

  • ปะเก็นแผลเกลียว: ต้องใช้แรงบิดของโบลต์ 40 ถึง 60 นิวตัน-เมตรต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของโบลต์ 1 มิลลิเมตร สำหรับสลักเกลียว M16 จะเท่ากับ 640 ถึง 960 นิวตัน-เมตร วงแหวนด้านในและด้านนอกป้องกันการเป่าและจำกัดการบีบอัด
  • ปะเก็นซองจดหมาย PTFE: ต้องใช้แรงบิดต่ำกว่า 30 ถึง 50 นิวตัน-เมตรต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของสลักเกลียว 1 มิลลิเมตร การบีบอัดมากเกินไปทำให้เกิดการไหลของความเย็นและปะเก็นล้มเหลว
  • ปะเก็นแผ่นกราไฟท์: แรงบิดคล้ายกับการพันเกลียว แต่ต้องถูกแรงบิดใหม่หลังจากรอบความร้อนครั้งแรกเนื่องจากการคลายตัวของวัสดุ
  • ปะเก็นยาง: ความต้องการแรงบิดต่ำสุด 15 ถึง 25 นิวตัน-เมตรต่อมิลลิเมตร หยุดขันให้แน่นเมื่อปะเก็นนูนสม่ำเสมอรอบปริมณฑลหน้าแปลน

โรงงานเคมีแห่งหนึ่งประสบกับการรั่วไหลซ้ำๆ บนหน้าแปลนคลาส 300 ที่มีปะเก็นพันเกลียว จากการตรวจสอบพบว่าแรงบิดของสลักเกลียวแตกต่างกันไปตั้งแต่ 300 ถึง 900 นิวตัน-เมตรของสลักเกลียว M20 ในแต่ละกลุ่ม การกำหนดมาตรฐานบน 700 นิวตันเมตรด้วยน้ำมันหล่อลื่นโมลิบดีนัมไดซัลไฟด์และการใช้ประแจทอร์คไฮดรอลิกช่วยขจัดการรั่วไหลที่เกี่ยวข้องกับแรงบิดทั้งหมด โรงงานยังได้ใช้โปรแกรมตรวจสอบแรงบิดโดยใช้การวัดโบลต์อัลตราโซนิกเพื่อยืนยันแรงตึงตกค้างหลังจากการหมุนเวียนด้วยความร้อน

กรอบการคัดเลือก: กระบวนการตัดสินใจเจ็ดขั้นตอนสำหรับวิศวกร

จากการวิเคราะห์ความล้มเหลวจากข้อต่อหน้าแปลน 1,200 จุดในโรงงานอุตสาหกรรม 80 แห่งและข้อกำหนดรหัสท่อของกระบวนการ ASME B31.3 ให้ใช้กรอบงานการเลือกเจ็ดขั้นตอนนี้เพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อหน้าแปลนเชื่อถือได้และยาวนาน

  • ขั้นตอนที่ 1 - กำหนดความดันและอุณหภูมิการออกแบบ: คำนวณแรงดันการออกแบบเป็น 1.5 เท่าของแรงดันใช้งานสูงสุดหรือแรงดันชุดวาล์วระบาย แล้วแต่จำนวนใดจะสูงกว่า ตรวจสอบระดับความดันโดยใช้ตาราง ASME B16.5 ที่อุณหภูมิการทำงานสูงสุด คำนึงถึงแรงกดดันชั่วคราว รวมถึงสภาวะการเริ่มต้น การปิดระบบ และสภาวะที่ไม่ปกติ
  • ขั้นตอนที่ 2 - ระบุการกัดกร่อนและความเป็นพิษของของเหลว: สำหรับคลอไรด์ที่มากกว่า 200 ส่วนในล้านส่วนที่อุณหภูมิแวดล้อมหรือ 50 ส่วนในล้านส่วนที่อุณหภูมิสูงขึ้น ให้เลือกขั้นต่ำ 316 ลิตร สำหรับกรดซัลฟิวริก ไฮโดรคลอริก หรือกรดอะซิติก โปรดปรึกษาเกรด 317L, 904L หรือดูเพล็กซ์ สำหรับการให้บริการที่ถึงแก่ชีวิตภายใต้ ASME B31.3 หมวดหมู่ M จำเป็นต้องมีหน้าแปลนคอเชื่อมพร้อมรอยเชื่อมแบบเจาะเต็มและการตรวจสอบด้วยภาพรังสี 100 เปอร์เซ็นต์
  • ขั้นตอนที่ 3 - ประเมินเงื่อนไขวงจร: คำนวณรอบความร้อนและรอบแรงดันที่คาดหวังตลอดอายุการออกแบบ รอบการให้ความร้อนมากกว่า 500 รอบต่อปีต้องใช้หน้าแปลนคอเชื่อมโดยไม่คำนึงถึงระดับความดัน การวิเคราะห์การสั่นสะเทือนอาจระบุถึงข้อกำหนดการเชื่อมสำหรับการเชื่อมต่อคอมเพรสเซอร์แบบลูกสูบหรือปั๊ม
  • ขั้นตอนที่ 4 - เลือกประเภทหน้าแปลน: หน้ายกเป็นมาตรฐานสำหรับคลาส 150 และคลาส 300 ข้อต่อแบบวงแหวนสำหรับแรงดันที่สูงกว่าคลาส 600 หรือบริการไฮโดรเจน หน้าแบนสำหรับผสมกับเหล็กหล่อหรือหน้าแปลน FRP ลิ้นและร่องหรือตัวผู้-ตัวเมีย สำหรับงานปะเก็นแบบจำกัด
  • ขั้นตอนที่ 5 - ระบุการตกแต่งพื้นผิว: ผิวเคลือบรวมศูนย์แบบหยักขนาดมาตรฐาน 125 ถึง 250 ไมโครนิ้วสำหรับปะเก็นแผลแบบเกลียวบนหน้าแปลนที่ยกขึ้น ระบุ 63 ถึง 125 ไมโครนิ้วสำหรับปะเก็น PTFE หรือยาง ขอการตรวจสอบโปรไฟล์พื้นผิวโดยใช้โปรไฟล์มิเตอร์กับตัวอย่างที่เป็นตัวแทน
  • ขั้นตอนที่ 6 - เลือกประเภทหน้าแปลนและเกรดวัสดุ: คอเชื่อมสำหรับอุณหภูมิสูง เป็นพิษ เป็นวงจร อุณหภูมิสูง หรือขนาดที่สูงกว่า 12 นิ้ว สลิปออนสำหรับสาธารณูปโภคทั่วไปที่มีแรงดันต่ำ ไม่สำคัญ โดยที่ต้นทุนการติดตั้งเป็นตัวขับเคลื่อนหลัก เลือกเกรดวัสดุตามการวิเคราะห์การกัดกร่อนขั้นตอนที่ 2
  • ขั้นตอนที่ 7 - ตรวจสอบการตรวจสอบย้อนกลับและการทดสอบวัสดุ: ต้องมีรายงานผลการทดสอบของโรงสีสำหรับวัสดุหน้าแปลนทั้งหมด ดำเนินการระบุวัสดุที่เป็นบวกกับตัวอย่างที่ถูกต้องทางสถิติ สำหรับบริการที่สำคัญ โปรดขอให้บุคคลที่สามตรวจสอบขนาดหน้าแปลน ความแข็ง และการทดสอบแรงดัน
สรุป: หน้าแปลนสแตนเลสให้การเชื่อมต่อท่อที่เชื่อถือได้เมื่อเลือกอย่างเป็นระบบโดยใช้กรอบการทำงานเจ็ดขั้นตอนข้างต้น หน้าแปลนคอเชื่อมมีอัตราความล้มเหลวลดลง 70 เปอร์เซ็นต์ในการให้บริการแบบวนหรือที่อุณหภูมิสูง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงต้นทุนเริ่มต้นที่สูงขึ้น หน้าแปลนแบบสวมเป็นที่ยอมรับสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันต่ำและไม่สำคัญ โดยมีต้นทุนการติดตั้งลดลง 30 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ การตกแต่งพื้นผิวระหว่าง 125 ถึง 250 ไมโครนิ้ว Ra เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการปิดผนึกปะเก็นแผลแบบเกลียว ต้องใช้เกรด 316L สำหรับการสัมผัสคลอไรด์ที่สูงกว่า 200 ส่วนในล้านส่วน แรงบิดของโบลต์ต้องได้รับการควบคุมภายในบวกหรือลบ 10 เปอร์เซ็นต์โดยใช้อุปกรณ์ที่สอบเทียบแล้วและสารหล่อลื่นที่เหมาะสม หากต้องการทราบข้อกำหนดทางวิศวกรรมที่สมบูรณ์ เกรดที่มีจำหน่าย และการกำหนดค่าหน้าแปลนแบบกำหนดเอง โปรดตรวจสอบ หน้าแปลนสแตนเลส เพื่อให้ตรงกับความต้องการด้านความดัน อุณหภูมิ และการกัดกร่อนของคุณ
ให้คำปรึกษาด้านผลิตภัณฑ์
[#อินพุต#]