εταιρικά νέα για Φλάντζες RTJ: Γεωμετρία δακτυλικής κοιλικής αυλής, στερεώσεις R, RX και BX και επιθεώρηση πεδίου

Ένας σύνδεσμος τύπου δακτυλίου είναι η κολλημένη σύνδεση σε μια μονάδα επεξεργασίας όπου η φλάντζα δεν απαιτείται να συμπιεστεί. Απαιτείται να παραμορφωθεί πλαστικά. Ένας μηχανουργημένος μεταλλικός δακτύλιος πιέζεται σε μια αυλάκωση που κόβεται σε κάθε όψη φλάντζας μέχρι ο δακτύλιος και η αυλάκωση να συναντηθούν μεταλλικά, και η στεγανοποίηση που σχηματίζεται είναι μια στενή ζώνη ελεγχόμενης πλαστικής παραμόρφωσης που δημιουργείται σε δύο φλάντζες ταυτόχρονα.

Αυτή η μοναδική απόφαση εξηγεί γιατί οι συνδέσεις RTJ αντέχουν εκεί που μια ίνα φλάντζας θα εξωθούνταν, γιατί είναι αδιάλλακτες σε μια γρατζουνισμένη αυλάκωση, και γιατί ο δακτύλιος που στεγανοποιήθηκε στο βάθρο δοκιμής δεν πρέπει να επανατοποθετηθεί στην άρθρωση μετά το άνοιγμα της γραμμής.

Γιατί υπάρχει ένας σύνδεσμος τύπου δακτυλίου

Μια άρθρωση με ανυψωμένη όψη κατανέμει το φορτίο των μπουλονιών σε μια δακτυλιοειδή επιφάνεια έδρασης. Η φλάντζα έχει πάχος, και αυτό το πάχος απορροφά την ευθυγράμμιση, τις ατέλειες της επιφάνειας και τις μικρές κινήσεις που εμφανίζονται όταν μια γραμμή θερμαίνεται. Ο συμβιβασμός είναι ένα μέτριο φορτίο μονάδας στην επιφάνεια στεγανοποίησης, το οποίο καθιστά το υλικό της φλάντζας τον περιοριστικό παράγοντα για την πίεση, τη θερμοκρασία και τη χημεία.

Μια άρθρωση RTJ συγκεντρώνει το ίδιο φορτίο σε μια στενή ζώνη επαφής, οπότε η τάση στη γραμμή στεγανοποίησης είναι πολύ υψηλότερη από ό,τι θα μπορούσε να αντέξει οποιαδήποτε επίπεδη φλάντζα. Ο μεταλλικός δακτύλιος μεταφέρει τα όρια λειτουργίας στο ίδιο το μέταλλο, και επειδή έχει ήδη παραμορφωθεί στην αυλάκωση, η άρθρωση συμπεριφέρεται σχεδόν σαν συγκολλημένη σύνδεση.

Αυτή η ακαμψία είναι επίσης η αδυναμία: δεν υπάρχει πάχος φλάντζας για να απορροφήσει ένα σφάλμα, οπότε μια φθαρμένη αυλάκωση, ένας λανθασμένος αριθμός δακτυλίου, μη παράλληλες φλάντζες ή ένα μονό περασματικό φορτίο μπουλονιών παράγουν κάθε φορά διαρροή που η επανασύσφιξη δεν μπορεί να διορθώσει. Οποιαδήποτε ανυψωμένη όψη σε μια φλάντζα RTJ είναι επιφάνεια εντοπισμού, όχι στεγανοποίησης.

Οι Τρεις Στυλ Δακτυλίου: R, RX και BX

Και οι τρεις οικογένειες στεγανοποιούν με επαφή μετάλλου προς μέταλλο, αλλά δεν είναι ελεύθερα εναλλάξιμες. Οι δακτύλιοι που κατασκευάζονται σύμφωνα με τα πρότυπα ASME B16.20 και API 6A αναγνωρίζονται από έναν αριθμό R, RX ή BX, και αυτός ο αριθμός είναι ο μόνος αξιόπιστος τρόπος αντιστοίχισης ενός δακτυλίου με μια αυλάκωση.

Στυλ R: ο βασικός δακτύλιος

Το στυλ R είναι ο αρχικός δακτύλιος και εξακολουθεί να είναι ο πιο συνηθισμένος. Κατασκευάζεται σε οβάλ και οκταγωνικές διατομές, και οι δύο εναλλάξιμες σε σύγχρονες οκταγωνικές αυλακώσεις με επίπεδο πυθμένα: ο οκταγωνικός δακτύλιος έρχεται σε επαφή με κεκλιμένες όψεις 23 μοιρών, ο οβάλ δακτύλιος με ακτινωτές άκρες. Οι επιφάνειες στεγανοποίησης φινίρονται σε 1,6 μικρόμετρα Ra, ή 63 micro-inch RMS, και αυτό το φινίρισμα του δακτυλίου, όχι η όψη της φλάντζας, καθορίζει την στεγανότητα. Οι δακτύλιοι R καλύπτουν φλάντζες ASME B16.5 από NPS 1/2 έως NPS 24 και ASME B16.47 Σειράς Α παραπάνω.

Στυλ RX: ενεργοποιούμενο από πίεση σε αυλάκωση R

Ένας δακτύλιος RX είναι ψηλότερος και βαρύτερος από τον δακτύλιο R του ίδιου μεγέθους. Οι εξωτερικές του κλίσεις αγγίζουν πρώτα τις εξωτερικές επιφάνειες της αυλάκωσης, οπότε υπάρχει στεγανοποίηση πριν την πίεση της γραμμής, και η αυξανόμενη πίεση ωθεί τον δακτύλιο προς τα έξω για να αυξήσει την τάση έδρασης. Αυτή η αυτο-ενεργοποιούμενη δράση αντιστέκεται σε φορτία κρούσης, αιχμές πίεσης δοκιμής και δονήσεις. Οι δακτύλιοι RX ταιριάζουν σε τυπικές αυλακώσεις R, αλλά το επιπλέον ύψος αλλάζει το συναρμολογημένο μήκος, κάτι που έχει σημασία σε ένα σωλήνα που έχει διαστασιολογηθεί γύρω από έναν δακτύλιο R.

Στυλ BX: η γεωμετρία API 6A

Οι δακτύλιοι BX έχουν μια διαμειτρική βήμα ελαφρώς μεγαλύτερη από τη διαμειτρική βήμα της αυλάκωσης, οπότε η επαφή ξεκινά από την εξωτερική πλευρά του δακτυλίου και τον προ-φορτίζει πριν φτάσει η πίεση. Κάθε δακτύλιος φέρει ένα πέρασμα πίεσης που επιτρέπει την εξίσωση της παγιδευμένης πίεσης. Οι δακτύλιοι BX ανήκουν στον εξοπλισμό κεφαλής φρεατίου API 6A, ταιριάζουν μόνο σε αυλακώσεις BX και δεν είναι εναλλάξιμοι με τους RX.

Γεωμετρία Αυλάκωσης: Πού Αποφασίζεται η Στεγανότητα

Μια αυλάκωση ορίζεται από τέσσερα χαρακτηριστικά που έχουν σημασία στο πεδίο: γωνία πλευράς, πλάτος, βάθος και διαμειτρική βήμα. Οι ανοχές μετρώνται σε εκατοστά του χιλιοστού και ο δακτύλιος μηχανουργείται για να ταιριάζει, γι' αυτό οι δακτύλιοι παραγγέλλονται με αριθμό αντί για μέγεθος σωλήνα. Ο επίπεδος πυθμένας δεν στεγανοποιεί· παρέχει ένα σημείο αναφοράς και χώρο για τη μικρή παραμόρφωση που συμβαίνει κατά τη συναρμολόγηση.

Η ζημιά είναι ο πρακτικός κίνδυνος. Μια κυκλική γρατζουνιά σε μια πλευρά είναι μια διαδρομή διαρροής που κανένα φορτίο μπουλονιών δεν θα κλείσει, επειδή ο δακτύλιος δεν μπορεί να παραμορφωθεί σε μια αυλάκωση που δεν ταιριάζει πλέον στο προφίλ του· βαθουλώματα, γρέζια και κηλίδες κατατάσσονται μαζί της. Η επαναμηχανουργία αφαιρεί το ελάττωμα αλλά αλλάζει το βάθος ή το πλάτος, οπότε η φλάντζα πρέπει να επαναπροσδιοριστεί σύμφωνα με τις νέες διαστάσεις της αυλάκωσης και να επισκευαστεί με έναν δακτύλιο που ταιριάζει σε αυτές.

Υλικό και Σκληρότητα Δακτυλίου: Ένα Ζεύγος που Δεν Μπορεί να Αντιστραφεί

Ο κυρίαρχος κανόνας είναι απλός και συχνά παραβιάζεται: ο δακτύλιος πρέπει να είναι μαλακότερος από τη φλάντζα με την οποία στεγανοποιεί. Ο δακτύλιος είναι το μέρος που έχει σχεδιαστεί για να παραμορφώνεται πλαστικά· αν είναι σκληρότερος από την αυλάκωση, η αυλάκωση παραμορφώνεται και η φλάντζα γίνεται το αναλώσιμο αντικείμενο. Οι δημοσιευμένες τιμές είναι ανώτατα όρια, όχι στόχοι.

Η προβληματική περίπτωση είναι ανοξείδωτος σε ανοξείδωτο. Φλάντζες F304 ή F316 σφυρηλατημένες σύμφωνα με το ASTM A182/A182M παρέχονται συνήθως ανόπτητες, και ένας δακτύλιος 316 στο ανώτατο όριο των 160 HB αφήνει μικρό περιθώριο έναντι μιας αυλάκωσης παρόμοιας σκληρότητας. Καθορίστε τον δακτύλιο έτσι ώστε η επιτρεπόμενη μέγιστη τιμή του να βρίσκεται σαφώς κάτω από τη μετρούμενη σκληρότητα της αυλάκωσης, και επιβεβαιώστε και τα δύο από πιστοποιητικά μύλου· μια ενιαία τιμή σκληρότητας σε μια παραγγελία αγοράς δεν αποτελεί έλεγχο υλικού.

Οι δακτύλιοι από μαλακό σίδηρο και χάλυβα χαμηλής περιεκτικότητας σε άνθρακα είναι επιψευδαργυρωμένοι έως μέγιστο 8 μικρόμετρα για ατμοσφαιρική προστασία, όχι για στεγανοποίηση. Κάθε δακτύλιος φέρει μόνιμες σημάνσεις χαμηλής τάσης που δείχνουν το στυλ, τον αριθμό του δακτυλίου, το υλικό και το πρότυπο.

Πρακτική Μπουλονιών και Συναρμολόγησης

Ο δακτύλιος παραμορφώνεται μία φορά. Το φορτίο των μπουλονιών πρέπει να είναι αρκετά υψηλό για να τον ωθήσει στην αυλάκωση και να αφήσει ακόμα προφόρτιση μετά τη βραχυπρόθεσμη χαλάρωση· επειδή η περιοχή επαφής είναι μικρή, αυτό το φορτίο επιτυγχάνεται γρήγορα και το περιθώριο σφάλματος στη σύσφιξη είναι επίσης μικρό.

• Αντιστοιχίστε τα μπουλόνια με τη χρήση. ASTM A193/A193M καλύπτει μπουλόνια από κράματα και ανοξείδωτο χάλυβα για εργασίες υψηλής θερμοκρασίας ή υψηλής πίεσης· η χρήση σε χαμηλή θερμοκρασία μετακινείται στο A320/A320M.
• Χρησιμοποιήστε τις τιμές ροπής που εκδίδονται για το έργο, όχι γενικούς πίνακες που αγνοούν λιπαντικό, επίστρωση και κατηγορία φλάντζας. Η ακολουθία καλύπτεται στην σημείωση για ροπή μπουλονιών φλάντζας και ακολουθία σύσφιξης.
• Σφίξτε σε στάδια σε σταυρωτό μοτίβο και παρακολουθήστε το κενό να κλείνει ομοιόμορφα· μια άρθρωση που κλείνει πρώτα από τη μία πλευρά έχει ήδη γείρει τον δακτύλιο.
• Διατηρήστε την αυλάκωση και τον δακτύλιο καθαρά και στεγνά, καθώς το αντικολλητικό ή το γράσο στις επιφάνειες στεγανοποίησης αλλάζει την τριβή που χρειάζεται ο δακτύλιος για να παραμορφωθεί, και ποτέ μην επαναχρησιμοποιείτε έναν δακτύλιο ή μην τοποθετείτε δύο φλάντζες για να κλείσετε ένα κενό.

Τα μπουλόνια είναι εκεί που ξεκινούν οι περισσότερες διαρροές μετά την εκκίνηση. Μια άρθρωση που περνάει ένα κρύο υδροστατικό τεστ και διαρρέει ζεστή συνήθως έχει χάσει προφόρτιση, όχι όγκο φλάντζας: το μπουλόνι, η φλάντζα και ο δακτύλιος διαστέλλονται με διαφορετικούς ρυθμούς.

Επιθεώρηση Πριν το Κλείσιμο της Άρθρωσης

Οι περισσότερες αστοχίες RTJ αποφασίζονται πριν σφιχτεί το τελευταίο μπουλόνι. Κατά τη συναρμολόγηση, επιβεβαιώστε τον αριθμό του δακτυλίου σε σχέση με τις σημάνσεις της φλάντζας και την προδιαγραφή της γραμμής· επιθεωρήστε κάθε αυλάκωση για κυκλικές γρατζουνιές, βαθουλώματα, γρέζια, κηλίδες και χρώμα στις πλευρές· ελέγξτε ότι ο δακτύλιος κάθεται επίπεδα· επαληθεύστε το υλικό και τη σκληρότητα έναντι του πιστοποιητικού· επιβεβαιώστε ότι τα καρφιά εισέρχονται ελεύθερα και προεξέχουν ομοιόμορφα· και καταγράψτε το τελικό κενό της φλάντζας σε τέσσερα σημεία ώστε μια γειωμένη άρθρωση να εντοπιστεί πριν από το τεστ πίεσης.

Πότε το RTJ Είναι η Λάθος Επιλογή

Το RTJ είναι μια κακή προεπιλογή. Κερδίζει τη θέση του εκεί όπου η πίεση, η θερμοκρασία, ο θερμικός κύκλος ή τα μέσα αποκλείουν μια μαλακότερη φλάντζα· αλλού προσθέτει κόστος μηχανουργικής κατεργασίας και πειθαρχία συντήρησης χωρίς κανένα όφελος στεγανοποίησης. Η μετατροπή δεν είναι απλώς μια αυλάκωση που κόβεται σε μια υπάρχουσα όψη· το πάχος της φλάντζας, η γεωμετρία της αυλάκωσης, το ύψος της στοίβαξης και τα μπουλόνια αλλάζουν μαζί.

Συμπέρασμα

Μια σύνδεση RTJ αποφασίζεται από τρία πράγματα που καθορίζονται πριν από τη συναρμολόγηση: την αυλάκωση, τον δακτύλιο και το φορτίο των μπουλονιών. Η αυλάκωση πρέπει να έχει το σωστό προφίλ και διαμειτρική βήμα χωρίς κυκλική ζημιά· ο δακτύλιος πρέπει να είναι ο σωστός αριθμός, υλικό και σκληρότητα για αυτήν την αυλάκωση· το φορτίο των μπουλονιών πρέπει να παραμορφώσει τον δακτύλιο μία φορά, ομοιόμορφα, και να τον κρατήσει. Αν και τα τρία είναι σωστά, η άρθρωση θα αντέξει μέσω θερμικών κύκλων που θα κατέστρεφαν μια επίπεδη φλάντζα.

Συχνές Ερωτήσεις

Μπορεί ένας οβάλ δακτύλιος R να αντικαταστήσει έναν οκταγωνικό δακτύλιο R στην ίδια αυλάκωση;

Ναι. Και οι δύο μοιράζονται τον ίδιο αριθμό δακτυλίου και ταιριάζουν σε οκταγωνικές αυλακώσεις με επίπεδο πυθμένα, αλλά έρχονται σε επαφή με την αυλάκωση διαφορετικά και δεν πρέπει να αναμιγνύονται μέσα σε ένα ζεύγος φλάντζων.

Μπορεί ένας δακτύλιος RX να χρησιμοποιηθεί σε μια τυπική αυλάκωση R;

Ναι, οι δακτύλιοι RX ταιριάζουν σε τυπικές αυλακώσεις R και χρησιμοποιούνται για να προσθέσουν αντίσταση σε κρούσεις και δονήσεις. Ο δακτύλιος είναι ψηλότερος, οπότε το συναρμολογημένο μήκος αυξάνεται και οποιοσδήποτε σωλήνας που έχει διαστασιολογηθεί γύρω από έναν δακτύλιο R πρέπει να επανελεγχθεί.

Γιατί μια άρθρωση RTJ διαρρέει αφού περάσει ένα υδροστατικό τεστ;

Συνήθως επειδή χάθηκε η προφόρτιση, όχι επειδή απέτυχε ο δακτύλιος. Η διαφορική διαστολή μεταξύ μπουλονιών, φλαντζών και δακτυλίου σε θερμοκρασία λειτουργίας, ή μια αυλάκωση που ήταν οριακή από την αρχή, εμφανίζεται μόνο σε θερμοκρασία λειτουργίας.

Είναι μια φλάντζα RTJ ισχυρότερη από μια φλάντζα με ανυψωμένη όψη;

Το σώμα της φλάντζας δεν είναι αυτόματα ισχυρότερο· το σύστημα στεγανοποίησης αλλάζει. Ένας μεταλλικός δακτύλιος ανέχεται υψηλότερη πίεση και θερμοκρασία από μια μαλακή φλάντζα, και απαιτεί μια άρτια αυλάκωση και επαρκές φορτίο μπουλονιών.

Προδιαγραφή Φλαντζών RTJ για μια Έρευνα

Μια έρευνα που παραλείπει οποιοδήποτε από αυτά θα επιστρέψει με μια ερώτηση, και μερικές φορές με το λάθος μέρος: μέγεθος, κλάση και διαστασιακό πρότυπο (NPS 6 Class 600 έως ASME B16.5); τύπος και βαθμός φλάντζας (λαιμός συγκόλλησης, ASTM A182 F316L); αριθμός και στυλ δακτυλίου (R45 οκταγωνικό, ή RX για ανακατασκευή); υλικό δακτυλίου με μέγιστη σκληρότητα και απαίτηση πιστοποιητικού· και φινίρισμα αυλάκωσης με οποιοδήποτε σημείο μάρτυρα.

Οι φλάντζες RTJ σε βαθμούς ανοξείδωτου χάλυβα, διπλού, υπερ-διπλού και νικελίου βρίσκονται εντός του εύρους φλάντζας από κράμα χάλυβα, συμπεριλαμβανομένων των φλαντζών λαιμού συγκόλλησης που παρέχονται με επιφάνεια RF ή RTJ. Επειδή μια άρθρωση δακτυλίου διαστασιολογείται με τον αριθμό του δακτυλίου, η τεχνική έρευνα πρέπει να φέρει αυτόν τον αριθμό μαζί με το μέγεθος, την κλάση, το πρότυπο και το υλικό, ώστε η φλάντζα και ο δακτύλιος να αναφέρονται ως ένα ταιριαστό συγκρότημα.

Για τη γεωμετρία, τις ανοχές και τις τιμές σκληρότητας πίσω από αυτές τις οικογένειες, δείτε τα τεχνικά δεδομένα συνδέσμων τύπου δακτυλίου που δημοσιεύονται από την Flexitallic για δακτυλίους κατασκευασμένους σύμφωνα με τα πρότυπα ASME B16.20 και API 6A.

Αυτό το άρθρο είναι μόνο γενικές πληροφορίες. Η τελική επιλογή πρέπει να βασίζεται στον ισχύοντα κώδικα, την προδιαγραφή του έργου και την επιβεβαίωση από εξειδικευμένο μηχανικό προσωπικό.