Uvod u prirubnice

Prirubnice se koriste kada je spoj cjevovoda potrebno rastaviti. Koriste se uglavnom za opremu, ventile i specijalitete. U određenim cjevovodima gdje je održavanje redovita pojava, prirubnice za izbijanje su postavljene u određenim intervalima. Prirubnički spoj sastoji se od tri odvojene i neovisne iako međusobno povezane komponente; prirubnice, brtve i vijke. Potrebne su posebne kontrole pri odabiru i primjeni svih ovih elemenata kako bi se postigao nepropusni spoj.

Klasifikacija prirubnica vrši se na nekoliko alternativnih načina kako slijedi;

Na temelju priključka cijevi

Prirubnice se mogu klasificirati prema dolje navedenoj metodi pričvršćivanja na cjevovod;

Slip On Prirubnica –

Prirubnice tipa Slip On pričvršćene su s dva kutna zavara, unutar i izvan prirubnice. Izračunata čvrstoća Slip On prirubnice pod unutarnjim tlakom je reda veličine dvije trećine prirubnica Welding Neck, a njihov životni vijek pod zamorom je oko jedne trećine od potonjih. Obično su te prirubnice kovane konstrukcije i imaju glavčinu. Ponekad su te prirubnice izrađene od ploča i nisu opremljene glavčinom. Nedostatak prirubnice je taj što kombinacija prirubnice i koljena ili prirubnice i T-kraka nije moguća jer navedeni priključci nemaju ravan kraj koji potpuno klizi u klizu Na prirubnici.

Zavarena prirubnica –

Zavarene prirubnice s utičnicom pričvršćene su samo jednim kutnim zavarom, samo izvana, i ne preporučuju se za teške uvjete rada. Koriste se samo za vodove malog promjera. Njihova statička čvrstoća jednaka je Slip On prirubnicama, ali im je čvrstoća na zamor 50% veća od dvostruko zavarenih Slip On prirubnica. Debljina spojne cijevi treba biti specificirana za ovu vrstu prirubnica kako bi se osigurala odgovarajuća dimenzija provrta. U prirubnici sa zavarenim naglavkom, prije zavarivanja, mora se napraviti prostor između prirubnice ili fitinga i cijevi. ASME B31.1 Priprema za zavarivanje (E) zavarenog sklopa naglavka kaže:U sastavljanju spoja prije zavarivanja, cijev se mora umetnuti u naglavak do maksimalne dubine i zatim povući približno 1/16″ (1,6 mm) dalje od kontakta između kraja cijevi i ramena naglavka.Svrha donjeg zazora u zavarenom spoju je obično smanjenje zaostalog naprezanja u korijenu zavara koje bi moglo nastati tijekom skrućivanja metala zavara. Slika prikazuje mjeru X za dilatacijski razmak. Nedostatak zavarene prirubnice je pravi razmak koji se mora napraviti. Zbog korozivnih proizvoda, a uglavnom u sustavima cijevi od nehrđajućeg čelika, pukotina između cijevi i prirubnice može izazvati probleme s korozijom. U nekim procesima ova prirubnica također nije dopuštena.

Vijčana prirubnica –

Vijčane ili navojne prirubnice koriste se na cjevovodima gdje se ne može izvesti zavarivanje. Navojna prirubnica ili fiting nisu prikladni za sustav cijevi s tankom debljinom stijenke, jer rezanje navoja na cijevi nije moguće. Stoga se mora odabrati deblja debljina stijenke. ASME B31.3 Vodič za cijevi kaže:
Tamo gdje je čelična cijev s navojem i koristi se za opskrbu parom iznad 250 psi ili za opskrbu vodom iznad 100 psi s temperaturama vode iznad 220 stupnjeva F, cijev mora biti bešavna i imati debljinu najmanje jednaku popisu 80 prema ASME B36.10.Zavarivanje naglavkom i prirubnice s navojem ne preporučuju se za rad iznad 250 stupnjeva i ispod -45 C.

Preklopna prirubnica –

Preklopne spojne prirubnice koriste se s završecima kada su cijevi od skupog materijala. Na primjer, u sustavu cijevi od nehrđajućeg čelika može se primijeniti prirubnica od ugljičnog čelika, jer prirubnica neće doći u dodir s proizvodom u cijevi. Rubovi će biti sučeono zavareni na cjevovod, a prirubnice će ostati labave preko istih. Unutarnji radijus ovih prirubnica je skošen kako bi se očistio krajnji polumjer. Ove su prirubnice gotovo identične Slip On prirubnici s izuzetkom radijusa na sjecištu površine prirubnice i provrta za prilagodbu rubnom dijelu kraja prirubnice. . Njihova sposobnost držanja pritiska malo je bolja, ako ikakva, od one prirubnica s naklizavanjem, a vijek trajanja sklopa samo je jedna desetina od prirubnica s zavarenim vratom. Stoga se ovi prirubnički priključci primjenjuju u niskotlačnim i nekritičnim primjenama.

Prirubnica za zavarivanje vrata –

Prirubnice za zavarivanje vrata lako je prepoznati kao dugačku konusnu glavčinu, koja postupno prelazi na debljinu stijenke cijevi ili spojnice. Duga konusna glavčina pruža važno pojačanje za korištenje u nekoliko primjena koje uključuju visoki tlak, temperature ispod nule i/ili povišene temperature. Glatki prijelaz s debljine prirubnice na debljinu stijenke cijevi ili priključka na koji utječe konus izuzetno je koristan, u uvjetima opetovanog savijanja, uzrokovanog širenjem linije ili drugim promjenjivim silama. Ove su prirubnice izbušene kako bi odgovarale unutarnjem promjeru spojne cijevi ili spoja tako da neće biti ograničenja protoka proizvoda. To sprječava turbulencije na spoju i smanjuje eroziju. Također pružaju izvrsnu raspodjelu naprezanja kroz konusnu glavčinu. Prirubnice zavarenog vrata pričvršćene su sučeonim zavarivanjem na cijevi. Koriste se uglavnom za kritične usluge gdje je svim zavarenim spojevima potrebna radiografska kontrola. Prilikom određivanja ovih prirubnica, debljina kraja za zavarivanje također treba biti navedena zajedno sa specifikacijom prirubnice.

 

Slijepa prirubnica –

Slijepe prirubnice proizvode se bez provrta i koriste se za zatvaranje krajeva cjevovoda, ventila i otvora posuda pod pritiskom. Sa stajališta unutarnjeg tlaka i opterećenja vijcima, slijepe prirubnice, posebno u većim veličinama, najopterećenije su vrste prirubnica. Međutim, većina ovih naprezanja su tipa savijanja blizu središta, a budući da ne postoji standardni unutarnji promjer, ove su prirubnice prikladne za primjene pri višim temperaturama tlaka.

Reducirna prirubnica –

Redukcijske prirubnice koriste se za spajanje većih i manjih veličina bez upotrebe reduktora. U slučaju redukcijskih prirubnica, debljina prirubnice treba biti ona većeg promjera. Ove prirubnice obično dolaze kao slijepe prirubnice, prirubnice koje se navlače, prirubnice s navojem i prirubnice za zavarivanje. Dostupni su u svim klasama tlaka i pružaju dobru alternativu spajanju dvije različite veličine cijevi. Ova vrsta prirubnice ne bi se trebala koristiti ako bi nagli prijelaz stvorio neželjene turbulencije, kao što je na pumpi.

Integralna prirubnica –

Integralne prirubnice su one koje su izlivene zajedno s vratom mlaznice ili stijenkom posude ili cijevi, sučeono zavarene na njih ili pričvršćene drugim oblicima elektrolučnog ili plinskog zavarivanja takve prirode da prirubnica i vrat mlaznice ili posude ili cijevi zid se smatra ekvivalentom integralne strukture. U zavarenoj konstrukciji, grlo mlaznice ili stijenka posude ili cijevi se smatra središtem. Debljine integralno lijevanih i zavarenih prirubnica razlikuju se u određenim veličinama.

Na temelju Sučeljavanja

Prirubnice se također mogu klasificirati na temelju obloga kako slijedi:

Prirubnica s podignutom površinom (RF) –

Prirubnica s podignutom površinom najčešći je tip koji se koristi u procesnim postrojenjima i lako ju je prepoznati. Naziva se uzdignutom površinom jer su površine brtve podignute iznad površine kruga zavrtnja. Ova vrsta površine omogućuje korištenje široke kombinacije dizajna brtvila, uključujući vrste ravnih prstenastih listova i metalnih kompozita kao što su spiralno namotani i dvostruki omotači. Svrha RF prirubnice je koncentrirati veći pritisak na manju površinu brtve i time povećati sposobnost zadržavanja tlaka spoja. Za prirubnice 150# i 300#, podignuta površina iznosi 1,6 mm (1/16 inča) i uključena je u navedenu debljinu. Za višu ocjenu, debljina prirubnice ne uključuje debljinu ispupčene površine. Debljina uzdignute površine za višu ocjenu je 6,4 mm (1/4 inča). Tipična završna obrada površine prirubnice za ASME B16.5 RF prirubnice je 125 do 250µu Ra (3 do 6µm Ra).

Ravna prirubnica (FF) –

Prirubnica s ravnom površinom ima površinu brtve u istoj ravnini kao i površina kruga zavrtnja. Primjene koje koriste prirubnice s ravnim čeonim dijelom često su one u kojima je spojna prirubnica ili prirubnički spoj izrađen od odljevka. Prirubnice s ravnom stranom nikada se ne smiju pričvršćivati ​​vijcima za prirubnicu s uzdignutom stranom. ASME B31.1 kaže da se kod spajanja ravnih prirubnica od lijevanog željeza na prirubnice od ugljičnog čelika mora ukloniti uzdignuta površina na prirubnici od ugljičnog čelika i da je potrebna brtva s cijelom površinom. Ovo je kako bi se spriječilo da tanka, lomljiva prirubnica od lijevanog željeza uskoči u zazor uzrokovan podignutom površinom prirubnice od ugljičnog čelika.

Prstenasti spoj (RTJ) –

Prirubnice s prstenastim spojem obično se koriste u uvjetima visokog tlaka (klasa 600 i više) i/ili pri visokim temperaturama iznad 800 stupnjeva F (427 stupnjeva). Imaju utore izrezane na njihovim stranama koji postavljaju brtve prstena. Prirubnice brtve kada zategnuti vijci sabijaju brtvu između prirubnica u utore, deformirajući brtvu kako bi ostvarili intiman kontakt unutar utora, stvarajući brtvu metal na metal. RTJ prirubnica može imati uzdignutu površinu s prstenastim utorom strojno urezanim u nju. Ova podignuta strana ne služi kao dio sredstva za brtvljenje. Za RTJ prirubnice koje brtve prstenastim brtvama, podignute površine spojenih i zategnutih prirubnica mogu dodirivati ​​jedna drugu. U tom slučaju stisnuta brtva neće podnijeti dodatno opterećenje izvan napetosti vijka, vibracije i pomicanje ne mogu dalje zgnječiti brtvu i smanjiti spojnu napetost.

Prstenaste spojne brtve su metalni brtveni prstenovi, prikladni za primjenu pri visokim tlakovima i visokim temperaturama. Prstenaste spojne brtve dizajnirane su za brtvljenje "početnim linijskim kontaktom" ili djelovanjem klina između spojne prirubnice i brtve. Primjenom pritiska na sučelje brtve putem sile vijka, "mekši" metal brtve ulazi u mikrofinu strukturu tvrđeg materijala prirubnice i stvara vrlo čvrsto i učinkovito brtvljenje. Najčešće primjenjivana vrsta je stilRprsten koji je proizveden u skladu s ASME B16.20 koji se koristi s ASME B16.5 prirubnicama, klase 150 do 2500. Prstenasti spojevi tipa "R" proizvode se u ovalnoj i osmerokutnoj konfiguraciji.

Osmerokutni poprečni presjek ima veću učinkovitost brtvljenja od ovalnog i bila bi poželjna brtva. Brtvene površine na utorima prstenastog spoja moraju biti glatko obrađene do 63 mikroinča i moraju biti bez neželjenih izbočina, tragova alata ili klepetanja. Oni brtve početnim linijskim kontaktom ili djelovanjem klina dok se primjenjuju sile kompresije. Tvrdoća prstena uvijek treba biti manja od tvrdoće prirubnica.

Za više informacija o brtvama pogledajte: Uvod u brtve.

Pero i utor (T/G)–

Jedna strana prirubnice ima uzdignuti prsten (jezik) strojno izrađen na površini prirubnice, dok spojna prirubnica ima odgovarajuće udubljenje (utor) strojno izrađeno na svojoj površini. Površine pera i utora ovih prirubnica moraju biti usklađene. Obloge s perom i utorom standardizirane su u velikim i malim tipovima. Razlikuju se od muških i ženskih po tome što se unutarnji promjeri pera i utora ne protežu u bazu prirubnice, čime se brtva zadržava na unutarnjem i vanjskom promjeru. Oni se obično nalaze na poklopcima pumpi i poklopcima ventila. Spojevi s perom i utorom također imaju prednost u tome što se sami poravnavaju i djeluju kao spremnik za ljepilo. Spoj s rubom drži os opterećenja u liniji sa spojem i ne zahtijeva veliku strojnu obradu.

Muško i žensko (M/Ž)–

Kod ovog tipa prirubnice također moraju biti usklađene. Jedna površina prirubnice ima područje koje se proteže izvan normalne površine prirubnice (muški). Druga prirubnica ili spojna prirubnica ima odgovarajuće udubljenje (ženski) strojno urezano u njezino lice. Žensko lice duboko je 3/16-inča, a muško lice visoko 1/4-inča, a oba su glatka. Vanjski promjer ženskog lica služi za lociranje i zadržavanje brtve. Prilagođene muške i ženske obloge obično se nalaze na ljusci izmjenjivača topline za kanaliziranje i pokrivanje prirubnica. Žensko i muško lice su glatko obrađeni. Vanjski promjer ženskog lica služi za lociranje i zadržavanje brtve.

Opće površine prirubnice kao što su RTJ, T&G i F&M nikada se ne smiju spajati vijcima. Razlog tome je što se kontaktne površine ne poklapaju i ne postoji brtva koja ima jednu vrstu s jedne strane, a drugu s druge strane.

Na temelju ocjene tlaka i temperature

Prirubnice su također klasificirane prema nazivnom tlaku i temperaturi u ASME B 16.5 kao što je dolje;

• 150#
• 300#
• 400#
• 600#
• 900#
• 1500#
• 2500#

Grafikoni vrijednosti temperature tlaka, u standardu ASME B 16.5, specificiraju radni nadtlak bez udara kojem prirubnica može biti izložena na određenoj temperaturi. Prirubnice mogu izdržati različite pritiske na različitim temperaturama. Kako temperatura raste, nazivni tlak prirubnice se smanjuje. Naznačena tlačna klasa od 150#, 300#, itd. su osnovne vrijednosti i prirubnice mogu izdržati više pritiske na nižim temperaturama. ASME B 16.5 označava dopuštene tlakove za različite materijale konstrukcije vis-a-vis temperature. ASME B16.5 ne preporučuje upotrebu 150# prirubnica iznad 400 stupnjeva F (200 stupnjeva). Tlačna klasa ili nazivna vrijednost za prirubnice bit će navedena u funtama. Za označavanje klase tlaka koriste se različiti nazivi. Na primjer: 150 Lb ili 150 Lbs ili 150# ili Klasa 150, sve su iste vrijednosti.

Na temelju završne obrade lica

Postoje dvije vrste završnih obrada na oblogama.

Stock Finish–

Najrašireniji od svih završnih površina prirubnice, jer je praktički prikladan za sve uobičajene uvjete rada. Pod pritiskom, meka površina brtve će se ugraditi u ovu završnu obradu, što pomaže u stvaranju brtve, a između spojenih površina stvara se visoka razina trenja. Završna obrada ovih prirubnica generirana je alatom s okruglim vrhom radijusa 1,6 mm pri brzini napredovanja od 0,8 mm po okretaju do 12 inča. Za veličine od 14 inča i veće, završna obrada se izrađuje alatom s okruglim vrhom od 3,2 mm pri posmaku od 1,2 mm po okretaju.

Glatka završna prirubnica–

Ova završna obrada ne pokazuje vizualno vidljive oznake alata. Ovi završni slojevi obično se koriste za brtve s metalnim oblogama kao što su dvostruki omotač, ravni čelik i valoviti metal. Glatke površine spajaju se kako bi stvorile pečat i ovise o ravnosti nasuprotnih strana kako bi se postigao pečat. To se obično postiže tako da kontaktnu površinu brtve oblikuje kontinuirani (ponekad zvan fonografski) spiralni utor koji stvara {{0}}.8 mm polumjer alat s okruglim vrhom pri brzini posmaka od {{5} }.3 mm po okretaju s dubinom od 0,05 mm. To će rezultirati hrapavošću između Ra 3,2 i 6,3 mikrometara (125 – 250 mikro inča).

Nazubljeni završetak–

Ovo je također kontinuirani ili fonografski spiralni utor, ali se razlikuje od standardne završne obrade po tome što se utor obično generira pomoću 90-deg alata koji stvara "V" geometriju s nazubljenim kutom od 45 stupnjeva. Nazubljenja na prednjoj strani mogu biti koncentrična ili spiralna (fonografska). Inzistira se na koncentričnim nazubljenjima za završnu obradu lica kada tekućina koja se prenosi ima vrlo nisku gustoću i može pronaći put curenja kroz šupljinu. Nazubljenost je određena brojem, koji je aritmetička prosječna visina hrapavosti (AARH). Ovo je aritmetički prosjek apsolutnih vrijednosti izmjerenih odstupanja visine profila uzetih unutar duljine uzorkovanja i mjerenih od grafičke središnje linije.

Glatke završne prirubnice specificirane su kada su navedene metalne brtve, a nazubljena završna obrada je predviđena kada je isporučena nemetalna brtva.

Na temelju materijala konstrukcije

Prirubnice su obično kovane osim u vrlo malom broju slučajeva kada su izrađene od ploča. Kada se ploče koriste za izradu, one bi trebale biti zavarljive kvalitete. ASME B16.5 dopušta izradu samo redukcijskih prirubnica i slijepih prirubnica od ploče. Materijali za izradu koji se obično koriste su sljedeći:

• ASTM A105 – Kovani ugljični čelik
• ASTM A181 – Kovani ugljični čelik za opću namjenu
• ASTM A182 – Kovani legirani čelik i nehrđajući čelik
• ASTM A350 – Kovani legirani čelik za niske temperature