لماذا يتم اختيار شفة عنق اللحام للضغط العالي
في أنظمة الأنابيب المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ- ذات الضغط العالي، غالبًا ما تكون وصلة الحافة هي النقطة الأكثر ضعفًا في الخط. من بين جميع أنواع الفلنجات، فإن الفلنجة ذات الرقبة الملحومة هي التي يتم اختيارها غالبًا عندما تكون الضغوط مرتفعة، أو درجات الحرارة شديدة، أو تتطلب الخدمة مستوى عالٍ من الاستمرارية الهيكلية. السمة المميزة لها هي المحور المستدق، والذي يتم لحامه بعقب -بالأنبوب. ينقل المحور الضغط من الأنبوب إلى جسم الحافة تدريجيًا، مما يقلل من تركيز الضغط الذي يحدث عند التقاطع بين الأنبوب والشفة ذات الوجه المسطح-. وهذا يجعل تصميم عنق اللحام مناسبًا تمامًا للخدمة الدورية والتمدد الحراري والضغط الداخلي العالي.
يمكن تصوير اللحام التناكبي بين الأنبوب والمحور شعاعيًا بالكامل، مما يعني أنه يمكن فحص الوصلة بنفس معيار الأنبوب نفسه. لا يوجد توصيل ملولب أو مفصل حضني أو ترتيب انزلاقي-يوفر هذا المزيج من كفاءة نقل الحمل-وقابلية الفحص. بالنسبة لأنظمة الفولاذ المقاوم للصدأ في المصانع الكيماوية والمصافي وحقن الماء عالي الضغط - والمعالجة عالية النقاء-، فإن شفة عنق اللحام هي الاختيار الهندسي الافتراضي عندما تكون ظروف التصميم مطلوبة.
درجات ومواصفات المواد المزورة
يتم تصنيع الفلنجات ذات الضغط العالي- عن طريق الطرق، وليس عن طريق القطع من اللوحة، لأن الطرق يعمل على تحسين بنية الحبوب ويعطي المادة أفضل من خلال-خصائص السُمك. الفلنجات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ مغطاة بمعايير ASTM A182، والتي تتضمن الدرجات الشائعة F304 وF304L وF316 وF316L، بالإضافة إلى الدرجات المستقرة F321 وF347 ودرجات السبائك الأعلى-مثل F310. بالنسبة لخدمة الضغط العالي-، غالبًا ما يتم تفضيل الدرجات-من الكربون المنخفض 304L و316L لأنها تقاوم التحسس والتآكل بين الحبيبات في المنطقة -المتأثرة بالحرارة من اللحام، بشرط أن يفي محتوى الكربون بحد الكربون المنخفض-.
بالنسبة للخدمات التي تتجاوز نطاق درجة حرارة الفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، أو حيث تسبب الكلوريدات خطر التآكل الإجهادي، يجب مراجعة اختيار المواد بواسطة مهندس تآكل. يجب أن تكون مادة الفلنجة، ومواد التثبيت، ومواد الأنابيب متوافقة أيضًا من الناحية المعدنية. من القواعد الشائعة للممارسة الجيدة تحديد تشكيل الحافة بنفس درجة مقاومة التآكل-من الأنبوب أو أكثر، بحيث لا تصبح الحافة نقطة الضعف في المفصل. تتوفر المواد المزدوجة-المعتمدة، على سبيل المثال 304/304L، على نطاق واسع وتعمل على تبسيط عملية الشراء مع تلبية متطلبات القوة والتآكل.
فئات الضغط والواجهات والحشوات
يتم تصنيع الشفاه المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ لخدمة الضغط العالي- وفقًا لمعايير الأبعاد مثل ASME B16.5، الذي يحدد معدلات درجة حرارة الضغط-للفئات 150، و300، و600، و900، و1500، و2500، وASME B16.47 للأقطار الكبيرة. يجب تحديد الفئة بحيث يكون تصنيف الشفة عند درجة حرارة التصميم مساوياً أو يتجاوز ضغط التصميم، وتتضمن جداول التصنيف بالفعل هوامش الأمان التي يتطلبها الكود. في أنظمة الضغط العالي-، تعد الفئة 600 وما فوق نموذجية لخطوط المعالجة، بينما تظهر الفئتان 1500 و2500 في تطبيقات مثل-حقن الماء عالي الضغط وخدمة الهيدروجين والعمليات فوق الحرجة.
يتم تحديد واجهة الحافة لتتناسب مع الحشية. تعتبر الشفاه البارزة ذات الوجه الحلزوني-الجرح أو الحلقة-الحشيات المفصلية الأكثر شيوعًا لخدمة الفولاذ المقاوم للصدأ ذات الضغط العالي-. يتم استخدام واجهات المفصلات الحلقية من النوع - (RTJ) ذات الأخاديد المثمنة عند أعلى الضغوط ودرجات الحرارة، نظرًا لأن الختم المعدني من -إلى-المعدن الذي تنتجه يكون موثوقًا للغاية عندما يتم تثبيت الوصلة بشكل صحيح. مهما كانت الواجهة التي تم اختيارها، يجب أن يكون سطح الحشية نظيفًا وغير تالف وخالي من علامات الأدوات، لأن أي خدش يعبر سطح الختم يعد مسارًا محتملاً للتسرب. وبالتالي فإن معالجة الحماية للوجه ليست إضافة اختيارية ولكنها متطلبات الجودة.
ممارسة اللحام والربط
يتطلب اللحام التناكبي للمحور بالأنبوب إجراءً مؤهلاً وعمال لحام مؤهلين وفقًا للكود المعمول به، مثل القسم التاسع من ASME. يجب أن يتطابق إعداد الوصلة ومعدن الحشو والتسخين المسبق مع درجة المادة، وبالنسبة للفولاذ المقاوم للصدأ الأوستنيتي، يتم التحكم في درجة حرارة الممر الداخلي لمنع اللحام من التدهور. بعد اللحام، يجب فحص ممرات الجذر والغطاء، وللخدمة الحرجة يتم تصوير اللحام بالكامل شعاعيًا. إذا كان سيتم تخليل نظام الأنابيب أو تخميله، فيجب تنظيف منطقة اللحام من الصبغة الحرارية بحيث يمكن إعادة تشكيل طبقة الأكسيد الواقية - وإزالة الطبقة المستنفدة من الكروم-.
يستحق التثبيت نفس القدر من الاهتمام الذي تستحقه الحافة نفسها. يجب أن تكون البراغي والصواميل من درجة المواد الصحيحة، ويجب أن تكون مادة التشحيم متوافقة مع الخدمة. في خدمة الضغط العالي-، يتم ربط المسامير باستخدام مفتاح عزم الدوران أو الموتر الهيدروليكي للتحميل المسبق المحسوب، في تسلسل يحافظ على توازي وجه الحافة. تحت -يسبب التشديد التسرب والقلق؛ يمكن أن يؤدي التشديد الزائد- إلى إتلاف المسامير أو إتلاف الواجهة. الهدف الصحيح هو التحميل المسبق الذي يثبت الحشية ويحافظ على المفصل تحت التأثير المشترك للضغط الداخلي والتمدد الحراري.
التفتيش وضمان الجودة
يتم تحديد جودة الفلنجة ذات الضغط العالي-على ثلاث مراحل. أولاً، في عملية الحدادة: يجب أن تكون المادة قابلة لتتبع حرارتها، مع تحليل كيميائي وخصائص ميكانيكية معتمدة، وبالنسبة للخدمة الحرجة، يتم فحص المطروقات بالموجات فوق الصوتية للتأكد من سلامتها الداخلية. ثانيًا، في ورشة الآلات: يتم التحقق من الأبعاد الحرجة، والتشطيبات المواجهة، وتناقص المحور ودائرة الترباس وفقًا للمعايير، ويتم تمييز الحافة بالمادة والحجم والفئة ورقم الحرارة بحيث تظل إمكانية التتبع في الميدان. ثالثًا، في الميدان: يتم فحص وجوه الحافة قبل التثبيت، ويتم فحص اللحام بعد اللحام، ويتم اختبار الضغط على الوصلة المكتملة-كجزء من اختبار النظام.
بالنسبة للفلنجات المصنوعة من الفولاذ المقاوم للصدأ، يعد التعرف الإيجابي على المواد (PMI) وسيلة حماية مستخدمة على نطاق واسع لأن المظهر المرئي لـ 304 و316 متطابق ويشكل خلط الاثنين خطرًا حقيقيًا في المشاريع الكبيرة. يتحقق اختبار PMI باستخدام محلل فلورية الأشعة السينية - المحمول من أن الفلنجة والأنبوب وحشو اللحام هي جميع الدرجات المزعومة. إنه اختبار منخفض التكلفة-يمنع حدوث فشل عالي التكلفة-، والعديد من مواصفات المشروع تجعله إلزاميًا لكل حرارة في نظام الأنابيب.
الأسئلة المتداولة
يعتمد المعيار المطبق على المنتج والخدمة: API 5L لأنابيب الخطوط، وASTM A53 وA106 لأنابيب الفولاذ الكربوني، وASTM A312 وA213 للفولاذ المقاوم للصدأ، وسلسلة ASME B16 للأبعاد والتجهيزات؛ يجب أن يذكر الطلب المعيار وإصداره.
تتراوح الأحجام من التجويف الصغير إلى القطر الكبير وفقًا لمعايير المنتج، مع التعبير عن سمك الجدار بأرقام جدولية من SCH10 إلى XXS أو بالملليمتر؛ يوضح الترتيب القطر الخارجي وسمك الجدار وطوله.
تتوفر درجات الفولاذ الكربوني مثل API 5L B إلى X70 وASTM A106 B، وسبائك الفولاذ، ودرجات الفولاذ المقاوم للصدأ مثل 304/304L، و316/316L والدوبلكس، ويتم تسليم كل منها بخصائص كيميائية وميكانيكية معتمدة.
يتم اختبار كل دفعة من حيث التركيب الكيميائي والخواص الميكانيكية والأبعاد وسلامة الضغط، من خلال الاختبار الهيدروستاتيكي والفحص غير المدمر-وفقًا للمعيار، وتوثق الشهادة النتائج.
تتوفر أسطح مطلية باللون الأسود، أو مطلية، أو مزيتة، أو مجلفنة، أو مطلية، بنهايات عادية أو مشطوفة أو ملولبة؛ تعمل الأغطية البلاستيكية وواقيات الأطراف الفولاذية على حماية الأنبوب أثناء النقل.
يتم تخزينها على زلاجات مرتفعة عن الأرض مع حماية الأطراف، وإبقائها جافة وبعيدة عن المعادن المتباينة، ورفع الحزم بالحبال في نقاط الرفع المحددة لتجنب تلفها.
