Sandarinis suvirinimas vs kištukinis suvirinimas vs srieginių vamzdžių jungiamosios detalės

Kiekviena vamzdynų sistema - nesvarbu, ar ji tiekia 300-bar rūgščiąsias dujas, 3 barų aušinimo vandenį ar 98 % sieros rūgštį – priklauso nuo jungiamųjų detalių, skirtų pakeisti kryptį, išsišakoti, sumažinti arba uždaryti liniją. Trys pagrindiniai sujungimo būdai yra sandūrinis suvirinimas (BW), įvorinis suvirinimas (SW) ir srieginis suvirinimas (THD), kuriems taikomi du pagrindiniai ASME standartai: B16.9 sandūrinio suvirinimo jungiamosioms detalėms (NPS 1/2–48) ir B16.11 suvirinimo siūlėms ir srieginėms detalėms (NPS 1/8).

​​​​​​​

Jų pasirinkimas nėra prioritetas - tai sprendimas, turintis tiesioginių pasekmių slėgio vientisumui, nuotėkio rizikai, atsparumui korozijai, prieigai prie tikrinimo, įrengimo išlaidoms ir ilgalaikei priežiūros naštai-. Tačiau daugelis viešųjų pirkimų specifikacijų nusprendžia, kad tai viena-eilutė: „Fittings pagal ASME B16.9 arba B16.11“. Šiame vadove paaiškinama, ką iš tikrųjų reiškia ši pastaba, kalba, kurią gali naudoti projektavimo inžinieriai, vamzdžių montuotojai, pirkimų vadovai ir kokybės užtikrinimo / kokybės kontrolės inspektoriai.

Trys tvirtinimo tipai iš pirmo žvilgsnio

Sandarinio suvirinimo jungiamosios detalėsteikti stipriausią, labiausiai patikrintą ir labiausiai korozijai -atsparią jungtį -, tačiau daugeliui paslaugų reikia kvalifikuotų suvirintojų ir 100 % NDE. Lizdinės suvirinimo jungiamosios detalės montuojamos greičiau, tačiau jose yra vidinis plyšys, todėl jų negalima nufotografuoti. Srieginės jungiamosios detalės yra greičiausios ir pigiausios, tačiau pagal daugumą vamzdynų kodų jos ribojamos mažos-angos, žemo slėgio-nepavojingomis paslaugomis.

ASME standartai: B16.9 prieš B16.11

ASME B16.9 reglamentuoja sandūrinio suvirinimo jungiamąsias detales, kurių slėgio rodikliai priklauso nuo atitinkamo vamzdžio sienelės storio (ne nepriklausomas įvertinimas). ASME B16.11 reglamentuoja suvirinimo siūles ir sriegines jungiamąsias detales su nepriklausomais slėgio -temperatūros įvertinimais (2000/3000/6000 klasė srieginiams, 3000/6000/9000 įvoriniams suvirinimams). Paprasčiausia klaida įsigyjant jungiamąsias detales – užsakyti 3000 klasės suvirinimo jungiamąją jungtį Sch 80 vamzdžių sistemai, nepatikrinus, kad Sch 80 pagal projektinę temperatūrą iš tikrųjų atitinka 3000 - klasės slėgį. Abi vertinimo sistemos nėra keičiamos.

ASME B{0}} sandūrinio suvirinimo jungiamosios detalės

• Apima gamykloje{0}}pagamintas kaltines sandūrinio suvirinimo jungiamąsias detales: alkūnes, trišakius, reduktorius, dangtelius, juosmens{1}}sujungimo galus, kryžminius - NPS 1/2 iki 48
• Jungiamosios detalės sienelės storis turi būti lygus arba didesnis už atitinkamo vamzdžio sienelės storį. Nėra atskiros slėgio klasės -, jungtis paveldi vamzdžio slėgio įvertinimą pagal taikomą vamzdyno kodą (ASME B31.1, B31.3, B31.4, B31.8)
• Galo paruošimas: nusklembti galai pagal ASME B16.25 (37,5 laipsnio ± 2,5 laipsnio nuožulnumas, 1,6 mm ± 0,8 mm šaknies paviršius), jei nenurodyta kitaip
• Medžiaga: pagaminta iš vamzdžio, plokštės, kaltinio ar strypo - medžiaga turi atitikti nurodytą ASTM specifikaciją (A234, A403, A420, B366 ir kt.)
• Žymėjimas: gamintojo pavadinimas/prekės ženklas, medžiagos klasė, grafikas/siena, dydis, standartas "B16.9"
• Leistini nuokrypiai: matmenys nuo vidurio-į-galą, kampą ir -iš-apvalumą – visa tai reglamentuoja B16.9 lentelės; labai svarbu tinkant-surenkamoms ritėms

ASME B{0}} suvirinimo ir srieginės jungiamosios detalės

• Apima kaltinius lizdus-suvirinimo ir sriegines jungiamąsias detales: alkūnes, trišakius, kryžius, movas, gaubtus, jungtis, kištukus, įvores - NPS 1/8–4
• Slėgio klasės (kištinė suvirinimo siūlė): 3000, 6000, 9000 klasė. Klasės numeris apytiksliai atitinka didžiausią leistiną anglinio plieno šalto darbinį slėgį psi (pvz., klasė 3000 ≈ 3000 psi esant 100 laipsnių F, jei A105 CS). Įvertinimai mažėja didėjant temperatūrai ir naudojant lydinio medžiagą - žr. B16.11 I-1 ir I-2 lenteles.
• Slėgio klasės (sriegiuotos): 2000, 3000 klasė, 6000 - viena klase žemesnė nei SW, kai tas pats dydis dėl sriegio šaknies įtempių koncentracijos
• Lizdų gylis: apibrėžtas B16.11 I lentelėje-5. 1,6 mm (1/16") tarpas tarp vamzdžio galo ir lizdo apačios yra PRIVALOMAS – neleiskite vamzdžio iš apačios. Šis tarpas prisitaiko prie šiluminio plėtimosi suvirinimo metu ir neleidžia vamzdžiui stumti į lizdo dugną, o tai aušinant plyštų siūlė.
• Medžiaga: kalimas pagal nurodytas ASTM specifikacijas (A105, A182, A350, B564 ir kt.)
• Žymėjimas: gamintojas, medžiagos klasė, slėgio klasė, dydis, standartas "B16.11"

​​​​​​​Slėgio įvertinimas

Sch 40S nerūdijančio plieno vamzdis 200 laipsnių (400 laipsnių F) turi visiškai kitokį leistiną slėgį nei 3000 klasės suvirinimo jungtis, esant tokiai pačiai temperatūrai -, nors sutartyje teigiama, kad „Sch 40S ≈ 3000 klasė“. Visada patikrinkite vamzdžių slėgio įvertinimą pagal ASME B31.3 ir jungiamosios detalės slėgį pagal B16.11 lentelę I-1/I-2, esant projektinei jūsų konkrečios medžiagos klasės temperatūrai. Žemesnis iš dviejų valdo.

* Vamzdžių slėgio vertės apskaičiuotos pagal ASME B31.3 para{1}}, naudojant leistiną A312 TP316L įtempį 200 laipsnių kampu (S=117 MPa / 17,0 ksi). Faktinės vertės priklauso nuo korozijos ir gamintojo sienelės storio tolerancijos. Aiškus pranešimas: NPS 2 ir žemesnėse versijose B16.11 suvirinimo arba srieginės jungiamosios detalės dažnai apriboja sistemos MWP prieš vamzdžiui -, ypač nerūdijančio plieno atveju, kai jungiamosios detalės įvertinimas kinta staigiau dėl temperatūros nei anglinio plieno.

Kištukinio suvirinimo plyšys - Paslėpta grėsmė nerūdijančio plieno sistemose

ASME B16.11 nustatytas 1,6 mm (1/16 colio) tarpas tarp vamzdžio galo ir lizdo apačios sukuria neišvengiamą vidinį plyšį kiekvienoje įvorės suvirinimo jungtyje. Nerūdijančio plieno ir nikelio lydinio vamzdynuose, kuriuose yra chlorido, rūgštus ar biologiškai neaktyvus skysčių kiekis tampa rūgštus ar biologiškai aktyvus. Suvirinimas gali būti pašalintas. Tai yra vienintelė didžiausia techninė priežastis, dėl kurios inžinieriai nurodo sandūrinį suvirinimą -, nepaisant didesnių gamybos sąnaudų.

Mechanizmas: sustingęs skystis, įstrigęs plyšyje, pritrūksta deguonies, palyginti su tūriniu srautu. Gauta deguonies koncentracijos ląstelė anodiškai paverčia plyšio vidų, pagreitindama metalo tirpimą. Chloro -turinčiose srovėse chlorido jonai migruoja į plyšį, kad išlaikytų krūvio neutralumą, hidrolizuojasi iki HCl ir plyšio pH sumažinamas iki 1–2 -. Klasikinis autokatalizinis plyšio korozijos elementas . 316L lizdo suvirinimo jungtys jūros vandens aušinimo linijose – 1 įtrūkimo jungtyse yra dokumentas. eksploatavimo mėnesius, o toje pačioje sistemoje esančios sandūrinės suvirinimo jungtys buvo nulinės.

Lizdinio suvirinimo plyšio rizika pagal medžiagą (nuo blogiausio iki geriausio):

• 316L - Didžiausia rizika. PREN 24–26 val.; plyšio korozija esant > 20 laipsnių jūros vandens ekvivalentui
• Dvipusis 2205 - Vidutinė rizika. PREN 34–36; geresnis nei 316 l, bet dokumentuoti plyšio gedimai
• 904L / 254SMO - Mažesnė rizika. PREN 36–45; tinka daugumai pramoninio aušinimo vandens, bet nėra atsparus nuosėdoms
• Inconel 625 - Maža rizika. PREN Didesnis arba lygus 45; praktiškai atsparus aplinkos jūros vandeniui, bet plyšinė korozija galima virš 85 laipsnių parūgštintame chloride
• Hastelloy C{0}} Itin maža rizika. PREN 65–70; CCT didesnis arba lygus 60 laipsnių pagal ASTM G48 metodą C
• Hastelloy C276 - Labai maža rizika. Panašus į C22; CCT Didesnis arba lygus 55 laipsniams

NDE ir patikrinimas: Radiografijos demonstravimo blokas

Jei pagal vamzdyno kodą reikia atlikti bet kokį radiografinį tyrimą (RT), suvirinimo siūlės ir srieginės jungtys neįtraukiamos į RT taikymo sritį - ir daugeliui svarbių paslaugų, dėl šios išimtys yra nurodytos išskirtinai sandūrinio suvirinimo jungiamosios detalės. Lizdinės suvirinimo jungtys gali būti tikrinamos tik paviršiaus metodais (MT/PT) ir vizualine apžiūra, kurie nesuteikia informacijos apie suvirinimo vidinį patikimumą. Srieginėse jungtyse nėra suvirinimo siūlės, kurią būtų galima patikrinti.

ASME B31.3 RT reikalavimai - Kai BW tampa privalomas:

M kategorijos skysčių aptarnavimas (mirtinas / toksiškas): reikalingas 100 % apvalių sandūrinių suvirinimo siūlių RT (B31.3 para. 341.4.2). Suvirinimo siūlės paprastai yra draudžiamos atliekant M kategorijos paslaugas.

Aukšto -slėgio skysčio paslauga (B31.3 IX skyrius, > ASME Class 2500 atitikmuo): 100 % RT arba UT visų sandūrinių suvirinimo siūlių; suvirinimo siūlių skaičius ribotas ir reikalauja specialios kvalifikacijos.

Įprasta skysčių tarnyba - Atsitiktinis RT: B31.3 para Suvirinimo siūlės: tik MT/PT + VT.

Cyclic service (>7 000 ciklų): B31.3 para. 304.7.2 veiksmingai užtikrina BW nuovargio trukmę - suvirinimo siūlės pirštai yra nuovargio įtrūkimų atsiradimo vietos.

Sunkios ciklinės sąlygos (B31.3 para. 300.2 apibrėžimas): paprastai draudžiamos suvirinimo siūlės, nebent profilis yra lygus ir patikrintas PT-.

Srieginės jungiamosios detalės - Kada naudoti, kada paleisti

Išvada: srieginės jungiamosios detalės šiuolaikiniuose pramoniniuose vamzdynuose yra tinkamos naudoti: mažos-angos (mažiau nei arba lygios NPS 2), nepavojingos, žemo-slėgio (mažesnės nei 300 klasės arba lygus jai), aplinkos-temperatūros komunalinės paslaugos, kai NDE kaina yra nepateisinama. oras, aušinimo vanduo, prietaiso oro vamzdeliai ir drenažas. Dėl kiekvienos kitos paslaugos kodai, draudikai ir sukauptos gamyklos patirties pamoka sako: neverskite siūlų.

Kodėl sugenda srieginės jungiamosios detalės

Sriegio šaknies įtempių koncentracija: V-formos NPT sriegio šaknis sukuria 3–5 įtempių koncentracijos koeficientą (Kt), priklausomai nuo sriegio geometrijos ir medžiagos. Esant cikliniam slėgiui arba šiluminei apkrovai, nuovargio įtrūkimai prasideda sriegio šaknyje ir plinta per -sienelę.

Nerūdijančiojo plieno sriegio įbrėžimai: austenitiniai nerūdijantys plienai (304, 316) yra žinomi dėl šalto suvirinimo - tarp besijungiančių sriegių paviršių, kai priveržiamas sukimo momentas. Smulkintos jungiamosios detalės negalima išardyti ir dažnai įpusėjus surinkimui užstringa, todėl reikia išpjauti ir pakeisti visą vamzdžio nipelį. Nikelio lydiniai yra dar blogesni: lydinys 20, Monel 400 ir Inconel 625 gall labai stipriai, nebent būtų kruopščiai naudojami anti-užfiksavimo junginiai (ant nerūdijančio plieno niekada nededami grafito!).

Plyšių korozija sriegio šaknyse: NPT sriegio profilio spiralinio plyšio neįmanoma visiškai užsandarinti - PTFE juosta ir pasta sumažina, bet nepanaikina tarpo. Naudojant chloridą, sriegio šaknų įdubimas yra dominuojantis gedimo būdas.

Sandariklio skilimas esant temperatūrai: PTFE juosta įvertinta iki 260 laipsnių (500 laipsnių F), tačiau dėl šliaužimo atsipalaidavimo praranda sandarinimo veiksmingumą esant ciklo temperatūrai. Įklijuotų sandariklių cheminis suderinamumas skiriasi - vandeniui tinkantis sandariklis gali akimirksniu ištirpti proceso tirpiklyje.

Atlaisvinimas nuo vibracijos: besisukančios įrangos jungčių (siurblių, kompresorių) srieginės jungtys atsipalaiduoja veikiant vibracijai, nebent po surinkimo jie būtų užrakinti-laidai arba smeigtukai-suvirinti -, tada jūs sumokėjote ir srieginių, ir suvirintų jungiamųjų detalių išlaidas.

Mokesčių palyginimas - Pradinis ir gyvavimo ciklas

Išvada: srieginės jungiamosios detalės turi mažiausią pradinę montavimo kainą. Sandarinio suvirinimo jungiamosios detalės turi mažiausią per 20 metų bendrąsias nuosavybės kainas bet kokioje paslaugoje, kai nuotėkis, korozija ar prastovos turi finansinių pasekmių. Didėjant vamzdžio dydžiui, slėgiui, temperatūrai ar pavojaus klasifikacijai, sąnaudų kryžminimo taškas pasislenka anksčiau (sujungimo naudai).

Pastaba: TCO priklauso nuo scenarijaus-. Diagramoje daroma prielaida, kad pramoninės chemijos / vandens paslaugos su periodiniais išjungimais. Teikiant švaraus, aplinkos ir žemo slėgio vandens tiekimą, srieginės jungiamosios detalės gali būti ekonomiškiausios per visą gyvavimo ciklą. Atliekant bet kokias paslaugas, turinčias pasekmių dėl nuotėkio (H₂S, HF, rūgštis, aukšto slėgio garai, degūs skysčiai), BW dominuoja po pirmojo išvengto incidento.

Nerūdijančio plieno ir nikelio lydinio specifikacijos

Išvada: kai jungiamosios detalės medžiaga yra nerūdijantis plienas arba nikelio lydinys (ne anglinis plienas), sandūrinio suvirinimo korpusas tampa tvirtesnis -, o srieginio - silpnesnis - dėl trijų lydinio-specifinių problemų: (1) sriegio sriegio surinkimo metu, (2) jautrumo rizika lizde{{suvirinimas HAZ} ir3) be suvirinimo. Austenitinių lydinių B16.11 slėgio vertės aukštesnėje temperatūroje, palyginti su angliniu plienu.

Medžiaga{0}}Specialūs suvirinimo reikalavimai, taikomi suvirinimo siūlėms

Dažnai užduodami klausimai

Sandarinis suvirinimas (ASME B16.9): pilnai-įsiskverbiantis griovelio suvirinimas prie vamzdžio galų - stipriausias, pilnai rentgenologiškai nufotografuotas, be plyšių-. Lizdinė suvirinimo siūlė (ASME B16.11): vamzdis įkišamas į lizdą, įvorė-suvirinama prie stebulės - greičiau, pigiau, bet turi vidinį plyšį ir negali būti RT. Srieginis (ASME B16.11): varžtai ant NPT vamzdžių sriegių - greičiausiai, nesuvirinamas, bet žemiausias slėgio įvertinimas, didžiausia nuotėkio rizika ir ribojama daugumos vamzdynų kodų, skirtų pavojingoms eksploatavimo sąlygoms.

Kada turiu naudoti sandūrinio suvirinimo jungtis, o ne suvirinimo siūlę?

Naudokite sandūrinį suvirinimą, kai tinka: (1) vamzdžio dydis > NPS 2, (2) slėgis didesnis nei 3000 klasės ekvivalentas, (3) pagal kodą reikalingas radiografinis tyrimas, (4) eksploatacija yra mirtina / toksiška / cikliška, (5) temperatūra > 425 laipsniai (800 laipsnių F), (6) plyšys -laisvas interjeras yra esminis, vamzdžių grynumas (arba specifikacija, C) aiškiai draudžia suvirinimo siūles -, kaip ir daugelis EPC specifikacijų chemijos, atviroje jūroje ir aukšto slėgio tarnyboms.

Ar srieginės jungiamosios detalės leidžiamos aukšto slėgio{0}}dujų servise?

Apskritai, ne. ASME B31.3 draudžia sriegines jungtis M kategorijos (mirtinai / toksiškiems) skysčiams naudoti, o daugumoje EPC / savininko specifikacijų draudžiama sriegti aukštesnę nei 300 klasę degiųjų dujų arba H₂S eksploatavimui, nebent sriegiai po surinkimo yra sandarūs -suvirinti. Net ir naudojant sandarinimo siūlę, srieginės jungiamosios detalės yra ribojamos iki NPS 2 ir mažesnės. Aukšto slėgio{7}}dujoms suvirinimas yra standartinis; Lizdinis suvirinimas yra priimtinas tik tam tikrose ne-ciklinėse, nemirtinose srityse. Mažiau nei arba lygus NPS 2.

Kokia yra plyšio problema, kai suvirinamos jungiamosios detalės?

Kiekviena suvirinimo jungtis turi privalomą 1,6 mm tarpą tarp vamzdžio galo ir lizdo dugno (reikalauja ASME B16.11 terminio plėtimosi suvirinimo metu). Dėl šio tarpo susidaro įstrigęs plyšys, kuriame sustingęs proceso skystis gali sutelkti koroziją sukeliančias medžiagas, sukelti duobių, plyšių koroziją arba mikrobiologiškai paveiktą koroziją (MIC). Nerūdijančio plieno ir nikelio lydinio vamzdynuose šis plyšys yra dažniausia priežastis, kodėl inžinieriai nurodo sandūrinį suvirinimą, nepaisant didesnių gamybos sąnaudų. Plyšys yra būdingas suvirinimo siūlei konstrukcijai -, jo negalima pašalinti naudojant geresnę suvirinimo techniką.

Ar galima atlikti suvirinimo jungiamųjų detalių rentgenogramą?

Ne. Lieginio suvirinimo jungties suvirinimo geometrija neleidžia atlikti prasmingos radiografinės interpretacijos. ASME B31.3 nurodyti RT priėmimo kriterijai sandūrinėms siūlėms (341.3.2 lentelė), bet nepateikia RT kriterijų, taikomų suvirinimo siūlėms. Lizdinio suvirinimo tikrinimas apsiriboja skysčių skvarbumu (PT), magnetinėmis dalelėmis (MT, anglinio plieno) ir vizualiniu patikrinimu. Jei jūsų kodas reikalauja RT, jūsų jungiamosios detalės turi būti suvirintos.

Kaip nustatyti sandūrinio suvirinimo jungties slėgio įvertinimą?

Sandarinio suvirinimo jungtis neturi nepriklausomo slėgio įvertinimo -, ji paveldi atitinkamo vamzdžio įvertinimą. Apskaičiuokite vamzdžio MWP pagal ASME B31.3 para. 304.1.2, naudodami vamzdžio medžiagos leistiną įtempį projektinėje temperatūroje, nurodytą minimalų sienelės storį (atsižvelgiant į 12,5 % malūno toleranciją) ir korozijos pašalpą. Jungtis, jei jos sienelės storis yra lygus arba didesnis už vamzdį, tinka tokiam pačiam slėgiui. Dėl suvirintų ir srieginių jungiamųjų detalių žr. ASME B16.11 I-1 (SW) ir I-2 (THD) lenteles dėl konkrečios medžiagos klasės ir projektinės temperatūros – tai, kuri iš vamzdžio ir jungiamosios detalės įvertinimo priklauso nuo sistemos MAWP, yra mažesnė.

Kuris tvirtinimo tipas kainuoja mažiausiai?

Srieginės jungiamosios detalės kainuoja mažiausią-jungtį (23–40 USD už NPS 2 316L), nes nėra suvirinimo ar NDE. Lizdinis suvirinimas yra tarpinis (29–49 USD). Sandarinis suvirinimas yra didžiausias (48–78 USD). Tačiau gyvavimo ciklo sąnaudos byloja kitokią istoriją: bet kokiai pramoninei paslaugai, kurios pasekmių yra nuotėkio, sandūrinio suvirinimo{11}}sandarumo patikimumas paprastai yra pigiausias pagal 20 metų TCO. Srieginės jungiamosios detalės, nors ir pigiausios montuoti, dažnai tampa brangiausios po pirmųjų dviejų neplanuotų išjungimų dėl sriegio nuotėkio taisymo.

Ar galiu suvirinti srieginę jungiamąją detalę, kad ją būtų galima paversti sandūrine{0}}jungtimi?

Ne - ir tai pavojinga praktika. Srieginės jungiamosios detalės turi plonesnę korpuso sienelę ties sriegio šaknimi (pagal konstrukciją, kad tilptų sriegio profilis). Suvirinant srieginį galą, kad būtų sukurta „sudarinė jungtis“, nesukuriama kodą-atitinkančio sandūrinio suvirinimo siūlės, nes jungtis nebuvo sukurta ar išbandyta kaip sandūrinė suvirinimo jungtis. Jei jums reikia sandūrinio suvirinimo jungties, įsigykite sandūrinio suvirinimo jungtį (B16.9). Užsandarinkite-sriegines jungiamąsias detales (suvirinimo siūlę veržlės/vamzdžio sąsajoje po surinkimo) leidžia daugelis kodų, kad būtų išvengta sriegio nuotėkio, tačiau tai nepakeičia jungiamosios detalės slėgio klasės arba nepadaro jos lygiavertės suvirinimo jungiamajai movai.

Kokius jungiamųjų detalių tipus tiekia JN Alloy?

„JN Alloy“ tiekia visų trijų tipų jungiamąsias detales iš nerūdijančio plieno ir nikelio lydinių: (1) suvirinimo jungiamosios detalės pagal ASME B16.9 / ASTM A403 / B366 - alkūnės, trišakiai, reduktoriai, dangteliai, atraminiai galai, kryželiai NPS 1/2–24; (2) kištukinės suvirinimo jungiamosios detalės pagal ASME B16.11 - alkūnės, trišakiai, movos, gaubteliai, jungtys pagal NPS 1/8–4, 3000/6000 klasė; (3) to paties diapazono ASME B{15}} srieginės jungiamosios detalės, 3000/6000 klasė. Visi su EN 10204 3.1 MTR standartiškai; 3.2 su trečiosios šalies liudytoju. SusisiekiteMarket@jnalloy.comuž citatą.