Varjene vratne prirobnice iz nerjavečega jekla za-visokotlačne storitve: načrtovanje, materiali in pregled

Zakaj je prirobnica z varjenim vratom izbrana za visok tlak

Pri visokotlačnih cevovodnih sistemih iz nerjavečega jekla je prirobnični spoj pogosto najbolj ranljiva točka v liniji. Od vseh vrst prirobnic je prirobnica z varjenim vratom najpogosteje izbrana, ko so pritiski visoki, visoke temperature ali storitev zahteva visoko stopnjo strukturne kontinuitete. Njegova značilnost je stožčasto pesto, ki je čelno-privarjeno na cev. Pesto postopoma prenaša napetost iz cevi v telo prirobnice, kar zmanjša koncentracijo napetosti, ki nastane na spoju med cevjo in ravno -prirobnico. Zaradi tega je oblika zvarnega vratu zelo primerna za ciklično uporabo, toplotno raztezanje in visok notranji tlak.

Čelni zvar med cevjo in pestom je mogoče v celoti radiografirati, kar pomeni, da je spoj mogoče pregledati po enakem standardu kot cev samo. Brez navojne povezave, prekrivnega spoja ali drsne-namestitve ne nudi te kombinacije učinkovitosti-prenosa obremenitve in preglednosti. Za sisteme iz nerjavečega jekla v kemičnih obratih, rafinerijah, visoko{4}}vbrizgavanju vode pod visokim-tlakom in obdelavi z visoko-čistostjo je prirobnica z varjenim vratom zato privzeta inženirska izbira, kadar koli so konstrukcijski pogoji zahtevni.

Razredi in specifikacije kovanega materiala

Visokotlačne-prirobnice so izdelane s kovanjem, ne z rezanjem iz plošče, ker kovanje izboljša zrnato strukturo in daje materialu boljše-lasti debeline. Prirobnice iz nerjavečega jekla so zajete v standardu ASTM A182, ki vključuje običajne razrede F304, F304L, F316 in F316L, skupaj s stabiliziranima razredoma F321 in F347 ter višje{10}}stopnje zlitin, kot je F310. Pri visoko{12}}tlačnih storitvah sta pogosto prednostna nizko{13}}ogljična razreda 304L in 316L, ker sta odporna na preobčutljivost in interkristalno korozijo v toplotno-območju zvara, pod pogojem, da vsebnost ogljika ustreza nizki-mejni vrednosti ogljika.

Za storitve nad temperaturnim območjem avstenitnega nerjavnega jekla ali kjer kloridi ogrožajo razpoke zaradi napetostne korozije, mora izbiro materiala pregledati korozijski inženir. Material prirobnice, material za vijake in material cevi morajo biti tudi metalurško združljivi. Običajno pravilo dobre prakse je določiti, da je odkovek prirobnice enak ali bolj{2}}odporen proti koroziji kot cev, tako da prirobnica ne postane šibka točka spoja. Material z dvojnim-certificiranjem, na primer 304/304L, je široko dostopen in poenostavlja nabavo, hkrati pa izpolnjuje zahteve glede trdnosti in odpornosti proti koroziji.

Tlačni razredi, obloge in tesnila

Prirobnice iz nerjavečega jekla za visoko{0}}tlačne storitve so izdelane v skladu z dimenzijskimi standardi, kot je ASME B16.5, ki opredeljuje tlačne-temperaturne ocene za razrede 150, 300, 600, 900, 1500 in 2500 ter ASME B16.47 za velike premere. Razred mora biti izbran tako, da je nazivna vrednost prirobnice pri načrtovani temperaturi enaka ali višja od načrtovanega tlaka, tabele nazivnih vrednosti pa že vključujejo varnostne rezerve, ki jih zahteva koda. Pri visokotlačnih-sistemih je razred 600 in višji tipičen za procesne linije, medtem ko se razreda 1500 in 2500 pojavljata v aplikacijah, kot so visokotlačno{16}}vbrizgavanje vode, storitve vodika in superkritični procesi.

Obloga prirobnice je izbrana tako, da se ujema s tesnilom. Dvignjene čelne prirobnice s spiralno-navitimi ali obročastimi-sklepnimi tesnili so najpogostejše za visokotlačne-nerjavne izdelke. Obročni-spojni spoji (RTJ) z osmerokotnimi utori se uporabljajo pri najvišjih pritiskih in temperaturah, ker je tesnilo kovin-na-kovino, ki ga ustvarijo, izjemno zanesljivo, ko je spoj pravilno privit. Ne glede na izbrano oblogo mora biti površina tesnila čista, nepoškodovana in brez sledi orodja, ker je vsaka praska, ki prečka tesnilno površino, potencialna pot puščanja. Zaščita za obdelavo obloge torej ni dodatna oprema, temveč zahteva po kakovosti.

Praksa varjenja in vijačenja

Čelno varjenje pesta na cev zahteva kvalificiran postopek in varilci, ki so usposobljeni za veljavno kodo, kot je oddelek IX ASME. Priprava spoja, dodajna kovina in predgretje se morajo ujemati z razredom materiala, pri avstenitnem nerjavnem jeklu pa je temperatura vmesnega prehoda nadzorovana, da se prepreči degradacija zvara. Po varjenju je treba pregledati prehode korena in pokrova, za kritično uporabo pa je treba radiografirati celoten zvar. Če je treba cevni sistem dekapirati ali pasivizirati, je treba zvarjeno območje očistiti toplotnega odtenka, da se lahko zaščitni oksidni film ponovno -oblika in odstrani-kromom osiromašena plast.

Vijaki si zaslužijo toliko pozornosti kot sama prirobnica. Vijaki in matice morajo biti iz ustreznega materiala, mazivo pa mora biti združljivo s storitvijo. Pri visokotlačnem -delovanju se vijaki zategnejo z momentnim ključem ali hidravličnim napenjalcem do izračunane prednapetosti v zaporedju, ki ohranja stran prirobnice vzporedno. Premalo-zategovanje povzroča puščanje in razjedanje; preveč-zategovanje lahko popusti vijake ali poškoduje oblogo. Pravi cilj je prednapetost, ki namesti tesnilo in vzdržuje spoj pod skupnim delovanjem notranjega tlaka in toplotnega raztezanja.

Inšpekcija in zagotavljanje kakovosti

Kakovost visoko{0}}tlačne prirobnice se ugotavlja v treh stopnjah. Prvič, v kovačnici: material mora biti sledljiv do svoje toplote, s certificirano kemično analizo in mehanskimi lastnostmi, za kritično uporabo pa se odkovki ultrazvočno pregledajo, da se potrdi notranja trdnost. Drugič, v strojni delavnici: kritične mere, končni zaključek, konus pesta in krog vijaka so preverjeni glede na standard, prirobnica pa je označena z materialom, velikostjo, razredom in toplotnim številom, tako da sledljivost preživi na terenu. Tretjič, na terenu: ploskve prirobnic so pregledane pred namestitvijo, zvar je pregledan po varjenju, dokončan spoj pa je tla-testiran kot del preskusa sistema.

Pri prirobnicah iz nerjavečega jekla je pozitivna identifikacija materiala (PMI) široko uporabljena zaščita, ker je vizualni videz 304 in 316 enak, mešanje obeh pa je resnično tveganje pri velikih projektih. Preizkušanje PMI s prenosnim rentgenskim fluorescenčnim analizatorjem preverja, ali so prirobnica, cev in polnilo zvara vseh razredov, za katere trdijo, da so. Je nizkocenov-preizkus, ki preprečuje-visoke{6}}stroškovne napake, številne specifikacije projekta pa določajo, da je obvezen za vsako ogrevanje v cevnem sistemu.

Pogosto zastavljena vprašanja