Izvajalec nam je pred kratkim zastavil vprašanje, ki se pojavlja pogosteje, kot bi pričakovali:»Ali lahko preskočimo notranji zvar na drsni-na prirobnici, da prihranimo čas? Zunanji zvar je videti precej močan.«
To je razumljivo vprašanje -, zlasti pod pritiskom urnika. Toda odgovor je nedvoumen ne in razlog je pomemben veliko bolj kot preprosto navajanje kode. Ta članek razlaga inženirsko logiko za zahtevo dveh-zvarov, kaj se dejansko zgodi, ko se uporabi samo en zvar, in kako to narediti pravilno že prvič na-gradišču.
Varjenje prirobnic po ANSI
Kaj pravzaprav pravi koda - in zakaj
ASME B16.5 je vodilni standard za cevne prirobnice v območju NPS ½" do 24". Določa ne samo geometrijo prirobnice, ampak tudi, kako mora biti prirobnica pritrjena na cev. Za katero koliANSI Slip On Flange, standard je ekspliciten:opremljena morata biti dva kotna zvara -, eden na zunanji strani (na koncu pesta) in eden na notranji strani (na koncu čelne strani prirobnice).
To ni birokratska previdnost. Vsak zvar ima posebno mehansko funkcijo in nobeden ne more nadomestiti drugega.
| Položaj zvara | Primarna funkcija |
|---|---|
| Zunanji kotni zvar(konec pesta) | Nosi osno obremenitev, upogibni moment in silo izvleka-cevi |
| Notranji kotni zvar(konec izvrtine) | Tesni obročasto režo med OD cevi in izvrtino prirobnice; preprečuje nastanek korozije in vdor tekočine |
Odstranite notranji zvar in pustite nezatesnjeno obročasto špranjo - neposredno pot za procesno tekočino, ki se premika med cevjo in telesom prirobnice. Pod cikličnim pritiskom ali toplotnim raztezanjem ta špranja deluje kot ojačevalec napetosti in postopoma deluje proti enemu preostalemu zunanjemu zvaru. Namesto tega odstranite zunanji zvar in prirobnica bo v bistvu visela na tesnilnem zvaru s skoraj-ničelno upogibno odpornostjo. Oba scenarija se končata na enak način: pokanje zaradi prezgodnje utrujenosti.
ASME B31.3 Process Piping Code (oddelek 308.2.1) določa, da je dvojno varjenje obvezno v posebnih kategorijah storitev - huda erozija, tveganje korozije v razpokah in okoljih cikličnih obremenitev. To niso robni primeri; opisujejo velik delež pravih industrijskih cevovodov.
CNCJ Ansi Slip On Flange
Fizika enega-odpovedi zvara
Za razumevanje, zakaj eno-varilne instalacije ne uspejo, je potrebno osnovno znanjeutrujenost kotnega zvara- nagnjenost kotnih zvarov k pokanju od korena ali prsta pri ponavljajočih se obremenitvah.
Sočelni-zvar s popolno penetracijo, kot je tisti, ki se uporablja naVarjena vratna prirobnica ASME B16.5, spoji cev in prirobnico v neprekinjen, gladek kovinski prerez-. Skozenj enakomerno teče stres. Kotni zvar, nasprotno, ustvari nenadno geometrijsko spremembo - učinek zareze - tako na korenu kot na konici. Pod obremenitvijo zaradi utrujenosti (tlačni cikli, vibracije, toplotna ekspanzija) se te točke koncentracije napetosti kopičijo poškodbe.
Ko je prisoten le zunanji kotni zvar, notranji tlak v cevi povzroči aradoveden trenutekna prirobnici. Nepodprti rob izvrtine si predstavljajte kot vzvod: notranji pritisk poskuša "odpreti" režo med cevjo in ploskvijo prirobnice, pri čemer zunanji zvar obremeni ekscentrično in ne aksialno. To radovedno dejanje znatno poveča dejansko obremenitev korena zvara - kar za faktor štiri v primerjavi s pravilno dvojno-varjeno namestitvijo, glede na podatke o oceni utrujenosti, navedene v inženirski praksi pod okviri ASME B31.
Rezultat: tisto, kar se zdi ustrezen zunanji zvar, lahko poči iz korena v delčku svoje pričakovane življenjske dobe.
To je eden od temeljnih razlogov, da so drsne-prirobnične povezave, tudi če so pravilno dvojno-varjene, ocenjene na približnodve-tretjini tlačne močienakovredne prirobnice zvarnega vratu in približnoena-tretjina življenjske dobe zaradi utrujenosti. To niso teoretične kazni - zasnovane so-v mejah, ki jih je treba upoštevati pri izbiri storitve.
Skrito tveganje: intersticijska votlina
Obstaja subtilnejša težava, ki jo celo izkušeni inženirji cevovodov včasih spregledajo.
Ko je drsna{0}}na prirobnica dvojno-zvarjena, dva kotna zvara ustvarita zaprto obročasto votlino med OD cevi in izvrtino prirobnice. V večini pogojev je to benigno. Toda v določenih storitvenih okoljih - zlasti v tekočih sistemih, kjer lahko medij difundira skozi kovino ali prežema mikro-prekinitve - ta ujet prostor postane težava.
Dodatek F ASME B31.3 (previdnostni, neobvezni dodatek) izrecno ugotavlja, da je treba za tekočinske storitve, vključno z vakuumskimi storitvami, ali kjer lahko procesna tekočina difundira v zaprte prostore, upoštevati intersticijsko votlino med obema zvaromaodzračevanje. V praksi to pomeni določitev majhne odzračevalne luknje v pestu prirobnice v ustreznih storitvah, tako da votlina med hidrostatičnim preskušanjem ali zagonom storitve ne postane tlačna past.
O tem se redko govori v splošnih drsnih{0}}vodilih za prirobnice -, toda za inženirje, ki določajo prirobnice v storitvah z vodikom, kriogenih aplikacijah ali sistemih, ki zahtevajo popolno preskušanje tesnosti zvara izvrtine, je to resnično inženirsko vprašanje.
Zahteve glede velikosti zvara: ni prepuščeno presoji varilca
Poleg števila zvarov,velikostvsakega kotnega zvara je tudi koda-definirana. To je še eno področje, kjer se praksa na terenu včasih razlikuje od standardnih zahtev.
Po ASME B31.1 (električne cevi) in B31.3 (procesne cevi), slika 328.5.2B:
- Velikost noge notranjega kotnega zvara:mora biti manjša od debeline stene cevi (T) ali 6 mm
- Velikost kraka zunanjega kotnega varjenja:mora biti manjša od 1,4 ×Tali debelina pesta
Pogosta napaka na terenu je prevelika velikost zunanjega zvara - bodisi zaradi videza bodisi zato, ker varilec dela po občutku in ne po postopku. Preveliki kotni zvari ne izboljšajo trdnosti spoja; povečajo vnos toplote, lahko povzročijo popačenje in lahko ustvarijo preostale napetosti, ki dejansko zmanjšajo učinkovitost utrujenosti. Najmanjša navedena velikost je tudi ciljna velikost.
Posodobitev ASME VIII-1 (oddelek UW-21) iz leta 2009 je popravila najmanjšo velikost zunanjega kotnega zvara navzgor za standardne drsne-prirobnice B16.5, ki se uporabljajo kot šobe za tlačne posode – sprememba, ki je v nekaterih provincah zahtevala posodobitve CRN (kanadske registracijske številke). Ta regulativni razvoj odraža nenehno izpopolnjevanje kode, ki temelji na podatkih o učinkovitosti na terenu, ne pa na konzervativnem pretiranem inženiringu.
Slip{0}}on vs. Socket Weld: zakaj se število zvarov razlikuje
Pogosta zmeda:Če so prirobnice z vtičnico varjene tudi kotno zvarjene povezave, zakaj potrebujejo le en zunanji zvar?
Odgovor je geometrija. Prirobnica z vtičnico ima strojno obdelano vtičnico (vtičnico), v katero je vstavljena cev. Konec cevi se nasloni na omejevalnik znotraj vtičnice, na pestu pa je izdelan en zunanji kotni zvar. Prileganje cevi-na-nastavek je dovolj tesno, da ni pomembne obročaste reže za tesnjenje - stena nastavka sama zagotavlja mehanski vprijem in delno tesnilno funkcijo, ki jo zagotavlja notranji zvar v konfiguraciji z drsenjem-.
Prirobnice z navojnim varjenjem se zato uporabljajo za aplikacije z majhnim-visokim{1}}tlakom (običajno NPS manj kot ali enako 2" do 4"), kjer bi bil dostop do izvrtine za notranji zvar fizično nepraktičen. Kompromis-je možno območje korozije v špranji na koncu cevi znotraj vtičnice -, zato se varjenih povezav vtičnice na splošno izogibamo pri jedkih ali-občutljivih storitvah.
Razumevanje tega razlikovanja preprečuje napačno uporabo:prirobnica ANSI Slip On Flange ni prirobnica z vtičnico z odstranjenim omejevalnikom.Notranji zvar je funkcionalna zahteva in ne neobvezen dodatek.
Povzetek: Kaj pravzaprav pomeni "pravilna namestitev".
Za inženirje cevovodov, inšpektorje QC in izvajalce, ki delajo s slip{0}}prirobnicami, je pravilna namestitev omejena na štiri preverljive zahteve:
- Dva zvara, vedno.Zunanji profil na pestu, notranji profil na koncu izvrtine. Brez izjem za urnik, težave pri dostopu ali zaznano odvečnost.
- Pravilna velikost zvara.Upoštevajte ASME B31.1/B31.3 Slika 328.5.2B najmanjše mere noge - ne smejo biti prevelike.
- Preverite votlino v občutljivih storitvah.Če procesna tekočina lahko difundira ali če je potrebno vakuumsko testiranje, glejte B31.3 Dodatek F o odzračevanju vmesne votline.
- Uskladite vrsto prirobnice s storitvijo.Za razred 600 in višje, ciklične storitve ali aplikacije pri visokih-temperaturah ocenite, ali je prirobnica z varjenim vratom pravilna specifikacija, ne pa dr-on.
To niso zahteve glede papirologije -, to so tehnični pogoji, pod katerimi veljajo objavljene ocene tlaka in utrujenosti povezave. Če odstopate od njih, boste delovali zunaj zasnove.
pogosta vprašanja
V: Ali je kdaj uporaba-s kodeksom samo enega kotnega zvara na zvaru-na prirobnici?
V standardnih namestitvah ASME B16.5 pod B31.3 in B31.1 nista potrebna - dva kotna zvara. Nekatere ne-kodirane ali lahke-naloge (splošne konstrukcijske storitve, nizkotlačne-naprave zunaj kodeksov tlačnih cevovodov) lahko dopuščajo en sam zvar, vendar mora biti to izrecno dokumentirano in odobreno, ne domnevno.
V: Kako pregledate notranji kotni zvar, ko je cev nameščena?
Vizualni pregled med varjenjem je primarna metoda - izvrtina je dostopna, preden je zunanji zvar dokončan. Po-namestitvi se lahko na dostopnih zvarnih površinah uporabi preizkus penetracije barvila (PT/DPT). Radiografsko testiranje (RT/rentgenski žarki) ni praktično za kotne zvare; to je ena od inherentnih omejitev inšpekcijskega pregleda zdrsa-na prirobnicah v primerjavi s prirobnicami z varjenim vratom, kjer je mogoče sočelni zvar v celoti radiografirati.
V: Kakšen je najvišji razred tlaka za drsne{0}}prirobnice ANSI?
ASME B16.5 navaja zdrs-na prirobnicah v razredih od 150 do 1500 za velikosti NPS ½" do 24" (razred 1500 samo do 2½"). Vendar v praksi večina industrijskih specifikacij omejuje zdrs-na prirobnicah na razred 300 ali razred 600, višje razrede pa rezervira za varjeni vrat oz. zasnove naglavnega zvara zaradi utrujenosti in omejitev pri pregledu.
V: Ali se prirobnica-na drsnem delu lahko uporablja v parnem sistemu?
Za niz{0}}tlačno paro (razred 150/300, ne-ciklično) se uporabljajo drsne-prirobnice, vendar zahtevajo natančno oceno. Za visokotlačno-paro, povišano-temperaturno paro ali katero koli parno napeljavo, ki je podvržena toplotnemu kroženju, večina kodeksov za cevovode in številne specifikacije obratov predpisujejo prirobnice z varjenim vratom. Kazen življenjske dobe zaradi utrujenosti konfiguracije dvojnega kotnega zvara - približno ena-tretjina sočele{11}}zvarjene povezave - postane kritična v cikličnih termičnih okoljih.
V: Kako Chengjiu (CNCJ) zagotavlja, da so drsne{0}}prirobnice izdelane v pravilnih dimenzijah izvrtine in pesta za ustrezno dvojno{1}}zvarjeno prileganje-?
V obratu CNCJ v mestu Quzhou, Zhejiang, so vse drsne prirobnice ANSI B16.5-strojno obdelane na namenskih CNC stružnicah s tolerancami izvrtin, pred začetkom proizvodnje preverjenimi glede na dimenzijske tabele B16.5. Razdalja-od-OD cevi je nadzorovana, da se zagotovi pravilno prileganje-za oba kotna zvara brez odvečne vrzeli. Vsaka proizvodna serija je dimenzijsko pregledana ravno-položena s 100-odstotno pokritostjo kosov, material pa je PMI-preverjen glede na navedeno stopnjo (A105, SS304, SS316L itd.). MTC-ji za EN 10204 3.1 so standardno priloženi vsakemu naročilu.
CNCJ (Zhejiang Chengjiu Pipeline Co., Ltd.) od leta 2012 izdeluje prirobnice iz nerjavečega jekla in ogljikovega jekla v skladu z ANSI B16.5, EN 1092-1, GOST, JIS in drugimi mednarodnimi standardi. Naša paleta izdelkov pokriva NPS ½" do 80", tlačne razrede od 150 lb do 2500 lb, z ISO Certifikat 9001:2015 in inšpekcija tretjih oseb s strani BV, SGS, TÜV in Lloyd's sta na voljo na zahtevo.