Објашњене оцене прирубница: Како одабрати праву класу за ваш систем цевовода

Шта је оцена прирубнице? Преглед обичних{0}}језика

Прирубница је механички спој{0}}у облику диска који повезује два дела цеви, вентил или опрему. Функционише тако што се две одговарајуће прирубнице спајају заједно са заптивком између, формирајући чврсту,{2}}заптивку отпорну на притисак који се касније може одврнути ради провере или одржавања.

Свака прирубница носи класу притиска - број који говори инжењерима максимални притисак који спој може безбедно да поднесе на датој температури. Што је већи број класе, већи је дозвољени притисак. Погрешно навођење овог броја може довести до катастрофалног квара, непоштовања прописа-или скупог застоја.

Класе притиска прирубница у Северној Америци стандардизује Америчко друштво машинских инжењера (АСМЕ). Водећи документ за прирубнице цеви је АСМЕ Б16.5 (НПС 1/2 до НПС 24).

Овај билтен објашњава шта значи сваки број класе, како се оцене притиска мењају са температуром, које врсте површина и материјале треба упарити са сваком класом и како ускладити класу прирубнице са вашим стварним радним условима.

Руководећи стандарди: ко поставља правила?

Индустријске прирубнице не дизајнирају појединачни инжењери од нуле. Произведени су према добро-установљеним стандардима димензија и притиска, који дефинишу све, од шаблона рупа за вијке- до оцена притиска и температуре.

АСМЕ Б{0}} Примарни стандард

АСМЕ Б16.5, Прирубнице за цеви и прирубнички спојеви: НПС 1/2 до НПС 24, је доминантни стандард у Северној Америци и широко прихваћен на међународном нивоу. Покрива седам класа притиска - 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500 - и дефинише оцене притиска-температуре (П-Т) за 22 групе материјала. Сви упоредни подаци у овом билтену за оцене притиска потичу из АСМЕ Б16.5-2017.

АСМЕ Б{0}} Прирубнице великог-пречника

За прирубнице од НПС 26 до НПС 60 важи АСМЕ Б16.47. Дефинише две серије: серију А (изведену из МСС СП-44) и серију Б (изведену из АПИ 605). Прирубнице серије А су теже и погодне за системе цевовода; Серија Б је лакша, уобичајена у процесним постројењима.

АСМЕ Б{0}} заптивке прстенастог зглоба

АСМЕ Б16.20 регулише металне заптивке за прирубнице прстенастог споја (РТЈ) - овалне и осмоугаоне прстенове који се користе у апликацијама високог{2}}притиска, високих{3}} температура и киселог гаса.

АСМЕ Б{0}} код за процесне цеви

АСМЕ Б31.3 специфицира захтеве за пројектовање, производњу и испитивање процесних цевовода. Он додељује категорије услуга цевовода (Б до Ф) које директно утичу на захтеве минималне класе прирубница. Инжењери морају ускладити своје изборе класе прирубница са категоријом течности Б31.3 сервиса.

НАЦЕ МР0175 / ИСО 15156 - Соур Сервице

За услуге које садрже водоник-сулфид (Х2С) - познат као кисела услуга - НАЦЕ МР0175 (сада објављен заједно као ИСО 15156) налаже одређена ограничења тврдоће материјала, захтеве топлотне обраде и критеријуме за избор материјала који замењују стандардне одлуке о класи притиска.

Седам АСМЕ класа притиска: шта бројеви заиста значе

Класа притиска није појединачна вредност притиска -, већ је породица кривуља притисак–температура. Дозвољени притисак се смањује како температура расте, јер метали постају мање јаки на вишим температурама. Због тога иста прирубница класе 150 оцењена на 285 пси на 100 степени Ф може да поднесе само 170 пси на 800 степени Ф.

Класа 150

Класа 150 је најнижа и најчешћа класа прирубница, која се користи у системима за воду, ХВАЦ, пару ниског{1}}притиска и лаким-процесним линијама. Његов максимални називни притисак је 285 пси на температури околине (100 степени Ф) за угљенични челик А105. Класа 150 користи 4-шаре вијака на мањим величинама. То је најисплативији{11}}избор и треба га изабрати само када услови рада јасно спадају у оквир његовог ПТ оквира.

Класа 300

Класа 300 отприлике удвостручује капацитет притиска класе 150 (740 пси на 100 степени Ф за А105). То је стандардни избор за процесне услуге средњег{6}}притиска, системе паре и опште рафинеријске апликације. Прирубнице класе 300 су физички веће и теже од класе 150.

Класа 400

Класа 400 је мање уобичајена - она се налази између 300 и 600 и користи се углавном у апликацијама са паром на повишеној-температури где је омотач класе 300 П-Т премашен, али би класа 600 била преко-пројектована. Максимални притисак је 990 пси у амбијенту за А105.

Класа 600

Класа 600 (1.480 пси при амбијенталном, А105) је стандардна класа за процесне цевоводе-високог притиска, рафинеријске јединице и системе за компримовани гас. Често је то минимална класа наведена у НАЦЕ сервису киселог-гаса. Класа 600 и више обично користе површину прстенастог споја (РТЈ) да би се постигло заптивање метала-на{10}}метал.

Класа 900

Класа 900 (2220 пси при амбијенталном) се користи у цевоводима природног гаса, пари под високим-притиском и другим захтевним процесним услугама. Његов већи узорак вијака и већа дебљина зида пружају значајну сигурносну маргину за цикличне или{5}}прилике са високим вибрацијама.

Класа 1500

Класа 1500 (3,705 пси при амбијенталном) је специфицирана за водове напојне воде за котлове-генерације енергије, парне турбине високог{4}}притиска и сличне тешке примене. Прирубнице ове класе су знатно теже и захтевају прецизно обрађене површине за седење заптивача.

Класа 2500

Класа 2500 (6.170 пси у амбијенту) је највиша класа дефинисана у АСМЕ Б16.5. Користи се у сервису водоника, процесним линијама ултра-високог-притиска и прикључцима на ушћу бунара. Прирубнице класе 2500 су изузетно тешке и скупе. Било коју спецификацију на овом нивоу мора прегледати лиценцирани инжењер посуде под притиском.

Табела 1: АСМЕ Б16.5 Оцене притиска-температуре - Угљенични челик А105 и нерђајући челик 316Л

Табела 2: Поређење класа прирубница - Притисак, тежина, цена и примена

Типови лица прирубнице: Како се постиже заптивање

Лице прирубнице је обрађена површина на којој се налази заптивка. Различити типови лица су прилагођени различитим нивоима притиска, типовима течности и материјалима заптивки. Неподударни типови чела -, на пример, причвршћивање прирубнице подигнуте чеоне уз равну површину од ливеног-гвозденог вентила - може проузроковати да прирубница од ливеног гвожђа-пукне под оптерећењем завртња.

подигнуто лице (РФ)

Најчешћи тип лица. Концентрична кружна подигнута површина (обично 1/16 инча висока за класу 150/300, 1/4 инча за више класе) концентрише оптерећење заптивке. Користи се са спирално намотаним или прстенастим заптивкама у већини процесних апликација.

равно лице (ФФ)

Предња страна прирубнице је у равни са крајем цеви. Користи се приликом спајања са опремом са равним-прирубницама, као што су пумпе са кућиштем од ливеног гвожђа или опрема АСМЕ класе 125. Захтева потпуну-заптивку да би се распоредило оптерећење завртња и спречило пуцање ломљивих прирубница опреме.

Зглоб типа прстена (РТЈ)

Жлеб који је машински обрађен на површини прирубнице прихвата чврсту металну прстенасту заптивку (овални или осмоугаони попречни- пресек). Прстен се деформише под оптерећењем завртња да би створио заптивку-на-метал погодну за класу 600 и више, пару на високој-пари и Х2С киселу употребу. Управља АСМЕ Б16.20.

перо и жлеб (Т&Г)

Једна прирубница има подигнути прстен (језик); прирубница за спајање има одговарајуће удубљење (жлеб). Заптивка је потпуно затворена и не може се издувати, што овај тип лица чини пожељнијим за токсичне, смртоносне или веома испарљиве услуге. Користи се за поклопце пумпи и млазнице за посуде.

Мушко и женско (М&Ф)

Слично Т&Г-у, али са равним заптивним прстеном који се налази у женском удубљењу. Користи се у критичним или обложеним системима цевовода где се положај заптивача мора прецизно контролисати.

Табела 3: Типови лица прирубнице - Стандарди, заптивке и апликације

Материјали прирубница: Усклађивање метала са процесом

Сама исправна класа притиска није довољна за дефинисање прирубнице. Материјал мора бити компатибилан са процесном течношћу, радном температуром, окружењем корозије и свим применљивим захтевима кода. АСМЕ Б16.5 организује материјале прирубница у нумерисане групе, од којих свака има своје П-Т табеле.

Прирубнице од угљеничног челика (групе 1.1 и 1.2)

АСТМ А105 (ковано) је најшире коришћени материјал прирубница на свету. Покрива рад на температури околине до умерене температуре у не-корозивним или благо корозивним медијима. За рад на ниским{4}}температурама (до -50 степени Ф), специфициран је АСТМ А350-ЛФ2 (Група 1.2), са отковима који су тестирани на удар у складу са захтевима АСМЕ Б31.3.

Прирубнице од нерђајућег челика (групе 2.2, 2.3, 2.4)

316Л (А182-Ф316Л, група 2.3):Индустријски стандард за прирубнице{0}}отпорне на корозију. Ниско-угљеник 'Л' спречава преосетљивост завара. Погодно за хемијску прераду, фармацеутску, храну/пиће и окружења зона прскања у мору. ПРЕН (Еквивалентни број отпорности на удубљење) приближно 24.

317Л (А182-Ф317Л, група 2.3):Већи садржај молибдена од 316Л побољшава отпорност на сумпорну и сирћетну киселину. Специфичан у фабрикама целулозе и папира и системима за руковање киселином{2}}. ПРЕН приближно 28.

904Л (А182-Ф904Л, УНС Н08904, група 2.4):Супер{0}}аустенитна класа са 4,5% Мо и 1,5% Цу, посебно дизајнирана за отпорност на сумпорну киселину. Значајно надмашује 316Л у разблаженом Х2СО4. ПРЕН приближно 36. ЕЕТА залихе и залихе 904Л прирубница.

254 СМО / Ф44 (А182-Ф44, УНС С31254, група 2.4):6% молибдена супер-аустенитног квалитета који нуди изузетну отпорност на удубљење у морској води, корозију у пукотинама и пуцање изазвано хлоридом- корозијом под напоном (СЦЦ). ПРЕН приближно 43. Користи се у екстензивној употреби у десалинизацији, мору и услугама постројења за бељење. ЕЕТА залихе и залихе 254 СМО прирубнице.

Прирубнице од легуре никла (групе 3.1–3.4)

Монел 400 (Б564-Н04400, група 3.2):Изузетна отпорност на флуороводоничну киселину и морску воду. Користи се у ХФ јединицама за алкилацију, трим пумпама за бродове и десалинизацију слане воде.

Хастеллои Ц-276 (Б564-Н10276, група 3.3):Референтни материјал за јаку корозију - агресивних киселина, влажног хлора, одсумпоравања димних гасова (ФГД). Оцењено на 1000 степени Ф. ЕЕТА снабдева Ц-276 прирубнице за класу 150 до 1500.

Инцонел 625 (Б564-Н06625, група 3.3):Изузетна -чврстоћа на високу температуру и отпорност на оксидацију до 1800 степени Ф. Специфицирано у подморским, ваздухопловним{4}}хемијским постројењима и високо{{5}услугама за гас. ЕЕТА испоручује Инцонел 625 прирубнице у свим стандардним класама.

Табела 4: Групе материјала прирубница, АСТМ спецификације и перформансе корозије

Како одабрати праву класу прирубнице: Оквир за доношење одлука корак-по-

Избор праве класе прирубнице захтева систематски приступ. Инжењери не смеју једноставно да заокруже на следећу класу - и преко-спецификације (непотребни трошкови и тежина) и испод-спецификације (безбедносни неуспех) представљају озбиљне инжењерске грешке.

Корак 1 - Дефинишите максимални дозвољени радни притисак (МАОП)

Успоставите највећи притисак који систем може да достигне, укључујући пренапоне, поремећаје и услове подешавања вентила за растерећење. Додајте дизајнерску маргину према вашем важећем коду (обично 10–33% изнад нормалног радног притиска).

Корак 2 - Дефинишите максималну дозвољену радну температуру (МАОТ)

Одредите максималну температуру процеса и урачунајте екскурзије. Запамтите да се оцене притиска смањују са температуром - увек проверите П-Т табелу на МАОТ-у, а не на амбијенталној.

Корак 3 - Идентификујте групу материјала

Изаберите аматеријал прирубницекомпатибилан са процесним флуидом. Користите табеле корозије (НАЦЕ, Оутокумпу приручник, подаци о добављачима) да бисте потврдили хемијску компатибилност. Идентификујте одговарајући АСМЕ Б16.5 број групе материјала за изабрану легуру.

Корак 4 - Потражите П-Т оцену

Унакр-упутите своју МАОП, МАОТ и групу материјала у АСМЕ Б16.5 П-Т табелама рејтинга. Изаберите најнижу класу чија П-Т оцена премашује ваш пројектовани притисак на пројектованој температури.

Корак 5 - Проверите захтеве кода

Потврдите да изабрана класа задовољава минимум АСМЕ Б31.3 класе цевовода за категорију течности. За киселу услугу примените захтеве НАЦЕ МР0175 / ИСО 15156. За случај пожара или смртоносне услуге могу се применити додатна ограничења.

Корак 6 - Одредите тип лица и заптивку

За класу 150–300 у чистој, не-смртоносној служби: подигнуто лице са спирално намотаном заптивком је стандардно. За класу 600 и више, или у Х2С, високотемпературну пару, или смртоносну услугу: пожељан је прстенасти спој (РТЈ). Консултујте АСМЕ ПЦЦ-1 за захтеве напрезања заптивке.

Табела 5: Класа прирубнице и матрица избора материјала према условима рада

Често постављана питања

П1: Могу ли спојити прирубницу класе 300 са прирубницом класе 150?

ОдговориМожете их физички спојити заједно јер се шаблони рупа за вијке поклапају у одређеним распонима величина, али склоп је оцењен као нижа класа (класа 150). Ово се понекад ради намерно током надоградње система, али компонента ниже-класе постаје ограничавајући фактор. АСМЕ Б31.3 захтева да спој буде оцењен на најслабију компоненту.

П2: Шта значи 'Л' у 316Л и да ли је то важно за прирубнице?

Одговори'Л' означава нискоугљенични - максимални садржај угљеника од 0,03% наспрам 0,08% за стандард 316. Ниски-класи угљеника спречавају таложење хром карбида у зони захваћеном топлотом- током заваривања, што узрокује стање познато као сензибилизација које драматично смањује отпорност на корозију. За заварене прирубничке везе увек наведите Л-разред.

П3: Шта је ПРЕН и зашто је то важно за избор прирубнице?

ОдговориПРЕН (Еквивалентни број отпорности на удубљење) је индекс заснован на формули- који предвиђа отпорност нерђајућег челика на корозију: ПРЕН=%Цр + 3.3 × %Мо + 16 × %Н. ПРЕН изнад 40 је обично потребан за услуге потопљене морске воде. За контекст: 316Л има ПРЕН ~24, 904Л има ПРЕН ~36, а 254 СМО има ПРЕН ~43. Одабир материјала прирубнице искључиво према класи притиска без разматрања ПРЕН-а у корозивним сервисима доводи до прераног квара.

П4: Када је потребна прирубница прстенастог типа (РТЈ)?

ОдговориРТЈ прирубнице су потребне или строго препоручене у четири сценарија: (1) Класа 600 и више, (2) температуре изнад 750 степени Ф (400 степени), (3) Х2С кисели сервис према НАЦЕ МР0175, и (4) смртоносна или токсична течност. РТЈ ствара заптивку{10}}на-метал независно од деградације материјала заптивке, пружајући супериорну отпорност на издувавање.

П5: Која је разлика између АСМЕ Б16.5 и АСМЕ Б16.47?

ОдговориАСМЕ Б16.5 покрива прирубнице цеви од НПС 1/2 до НПС 24. АСМЕ Б16.47 покрива прирубнице великог -пречника од НПС 26 до НПС 60. Б16.47 Серије А прирубнице (од МСС СП-44) су теже и користе се у цевоводима; Прирубнице серије Б (из АПИ 605) су лакше и користе се у процесним постројењима. Ако наводите прирубнице веће од НПС 24, морате референцирати Б16.47.

П6: Може ли прирубница класе 150 издржати пуни вакуум?

ОдговориДа - Прирубнице класе 150 се рутински користе у вакуумској употреби. Забринутост у раду са вакуумом је ризик од избијања заптивке (који се не примењује) и потенцијално изобличење прирубнице под пуним вакуумским диференцијалом. За дубоки вакуум (< 1 mmHg), consult the equipment manufacturer and verify the bolted joint design using ASME PCC-1 methodology.

П7: Како да потврдим оцену притиска ако мој материјал није у АСМЕ Б16.5?

ОдговориАко ваш тачан материјал није наведен, лоцирајте најближу АСМЕ Б16.5 групу материјала на основу минималне затезне и чврстоће течења. У таквим случајевима, оцена се може израчунати према АСМЕ Б16.5 Додатку ИИ, или прирубница може бити пројектована као посебна прирубница према АСМЕ Одељак ВИИИ, Одељак 1, Додатак 2. Увек ангажујте лиценцираног инжењера посуда под притиском за не{5}}примену са нестандардним материјалима.