Блог

Фланец болттарының сипаттамаларын саңылау және фланец беті талаптарына сәйкестендіру

Болттың ағу беріктігі мен ұзындығын саңылау сығылу қажеттіліктеріне (RF, FF, RTJ) сәйкестендіру

Жақсы салынған прокладканың қысуын қамтамасыз ету үшін фланец болтының дұрыс аққыштық шегі мен жеткілікті ұзындығын таңдау өте маңызды. Көтерілген жақты (RF) фланецтерде көпшілік жүктеме осы кішкентай герметиктік сақина аймағына шоғырланады, сондықтан жоғары қысымды жүйелерде қатты қысымды біркелкі ұстап тұру үшін және біздің бәрімізге ұнамайтын жиі кездесетін соруларды болдырмау үшін күштірек болттар қажет. Жазық жақты (FF) фланецтер басқаша жұмыс істейді, себебі олар жүктемені прокладканың барлық бетіне тең бөледі. Сондықтан фланецтің иілуін болдырмау үшін болт ұзындығын дәл таңдау өте маңызды, әсіресе иілуі нашар болатын шойын сияқты материалдармен жұмыс істеген кезде. Сақина тәрізді қосылатын (RTJ) фланецтер металл прокладкаларды арнайы тегістелген ойықтарға орналастыру арқылы герметизация жасайды. Осы ойықтарға прокладканы толық отырғызу үшін жеткілікті күшті болттар қажет, бұл әсіресе экстремалды жоғары температура немесе қысым жағдайларында әлдеқайда маңызды. Болт күшін тым аз таңдау прокладканың тұтас қиратылуына әкелуі мүмкін, ал керісінше, тым күшті болттар бейметалл прокладкаларға керісінше зиян келтіруі мүмкін. Саланың стандарттарына сәйкес, зерттеулер бұл құбылыстың қайталанатын циклдар кезінде сорулардың пайда болуын 15-30 пайызға дейін арттыруы мүмкін екендігін көрсетеді.

Фланцтың жағының геометриясы болттық жүктеменің таралуы мен тығыздаудың біркелкілігіне қалай әсер етеді

Фланцтардың жақтарының пішіні болатын болт күшінің қанша бөлігі шынымен орамал қысымына айналғанын анықтайды. Көтерілген жақты (RF) фланцтар осы көтерілген аймақта 40–50 пайызға дейін көбірек концентрленген кернеу туғызады, яғни жалпы алғанда аз сандағы болттармен тығыз жабысу қол жетімді болады. Бірақ мұнда бір ескерту бар: орамал бетінде қысым біркелкі таралмауы мүмкін болатын қиындықтарды болдырмау үшін өте ұқыпты болттарды бұрау реті қажет. Жазық жақты (FF) фланцтар жүктемені біркелкірек таратады, сондықтан жоғары қысымды «қызу нүктелерін» азайтады және олар төмен қысымда жұмыс істейтін жүйелер үшін жақсы жұмыс істейді. Дегенмен, орнату кезінде болттар дәл орналаспаған жағдайда бүкіл қосылыс теңсіз қысылу проблемаларына байланысты ыдырап кетеді. Сақиналы қосылыс (RTJ) фланцтары толығымен басқаша тәсіл қолданады — орамалды физикалық тұрақтандыру үшін белгілі паз пішіндерін пайдаланады. Олар RF нұсқаларымен салыстырғанда бастапқы бұрау күшін шамамен 25% артық талап етеді, бірақ дұрыс орындалған жағдайда олар 600 °C-тан жоғары температурада да толықтай саңылаусыз жұмыс істеуге қабілетті. Мысалы, RF және FF фланцтарын араластырып қосу әртүрлі қиындықтарға әкеледі, себебі жанасу қысымы барлық жерде тұрақсыз болады. Бұл ASME B31.3 стандарттарының осы қосылыстар үшін нақты қойған мақсатын бұзады, сонымен қатар практикалық тәжірибе көрсеткендей, жақтардың сәйкессіздігі дұрыс сәйкестендірілген жұптармен салыстырғанда термиялық циклдік зақымдануға шамамен 70% жиірек әкеледі.

Өлшемдік сәйкестікті қамтамасыз ету: Болт тесіктерінің саны, диаметрі және болт шеңберінің диаметрі

Фланец стандарттары (ASME B16.5 және AWWA C110) мен фланец болттарының орналасуы арасындағы сәйкессіздікті болдырмау

Болттардың орналасуы өлшемдік тұрғыдан сәйкес келмесе, бұл жиі фланецтік қосылыстардың ақауға ұшырауына әкеледі. ASME B16.5 сияқты өнеркәсіптік трубопроводтық стандарттар фланецтің бетінде қанша болт қолданылуы керек, олардың тесіктері қандай диаметрде болуы керек және олар фланецтің бетінде қайда орналасуы керек деген нақты талаптарды белгілейді (соңғы өлшем «болт шеңберінің диаметрі» немесе BCD деп аталады). Мысал ретінде стандартты 12 дюймдық Class 150 фланецті қарастырайық — бұл талаптарға сәйкес, біз 19,5 дюйм диаметрлі шеңбер бойынша тең қашықтықта орналасқан, әрқайсысының диаметрі дәл 1 дюйм болатын 12 болтты күтеміз. Алайда, AWWA C110 стандартына назар аударыңыз — бұл стандарт қалалық су жүйелері үшін арнайы әзірленген, сондықтан мәселелер басқаша өзгереді. Сол 12 дюймдық өлшем үшін бұл стандарт 12 болт емес, 16 болт қолдануды талап етеді. Неге? Себебі су жүйелерін жобалаушылар қысымды тек ұстауға ғана емес, қосымша болттардың қосымша қауіпсіздік шегі ретінде болуын басымдыққа алады. Әртүрлі стандарттарды біріктіріп, құрылыс алаңында пайдалансаңыз, ауыр мәселелер туындайды. Болттар бір-біріне дәл келмей қалады, нәтижесінде пайда болған дәлсіздік салынған прокладканың материалына тең емес күш түсіреді. Соңында бұл салынған кезде қателерге, сондай-ақ техникалық қызмет көрсету кезінде ешкімнің қажет етпейтін иілген фланецтерге әкеледі.

Болт шеңберінің диаметрлерінде айырым болған кезде, жағдай тез қиындайды. ASME B16.5 стандарттарына сәйкес, БШД (болт шеңберінің диаметрі) қысымдық сыныптар мен түтік өлшемдері артқан сайын ұлғаяды. Алайда, AWWA C110 стандарттарына назар аударыңыз — олар 15% дейін ауытқуы мүмкін. Мысалы, 4 дюймдық, 300-ші класстық ASME фланцының болт шеңберінің диаметрі 9,25 дюйм құрайды. Ал сол өлшемдегі, бірақ AWWA стандарттарына сәйкес жасалған фланц өте өзгеше өлшемге ие болуы мүмкін, ол гидростатикалық сынақ кезінде фланц жақтарының бұралуы немесе деформациялануына әкелуі мүмкін. Кез келген компонентті сатып алу немесе орнату алдында осы өлшемдерді мұқият тексеріңіз. Сала статистикасы көрсеткендей, болт үлгілерін сақиналардың қажеттіліктеріне дәл келтіру арқылы сорғылауды шамамен 40% азайтуға болады. Шынында да, бұл кішкентай ерекшеліктер кейінгі техникалық қызмет көрсету кезіндегі қиындықтарды болдырмау үшін өте маңызды.

Сәйкессіз үлгілер болт тесіктерінде коррозияны жеделдетеді және қосылыстың ерте сорылуына әкеледі — көбінесе іске қосылғаннан кейін бірнеше ай ішінде.

Қызмет көрсету шарттарына сәйкес дұрыс фланецтік болт материалын және беріктік дәрежесін таңдаңыз

ASTM A193 B7 және A320 L7: Температураның циклды өзгеруі мен жоғары қысымды (Class 300+) қолданыстар үшін фланецтік болттарды таңдау

Жылумен өңделген қорытпалы болаттан жасалған ASTM A193 B7 бұрандалары өте жоғары созылу беріктігін қамтамасыз етеді, сонымен қатар сызықтық деформацияға (ползучесть) қарсы төзімділік көрсетеді. Бұл қасиеттер оларды шамамен 1000 °F-қа дейінгі температура циклына ұшырайтын қолданыстарға және 300 немесе одан жоғары класстық қысымды жүйелерге қолдануға өте жарамды етеді. Бұл бұрандалардың ерекшелігі — көптеген кеңею мен сығылу циклдары арқылы да беріктігі мен тоқтығын сақтай алуы, яғни құрылымдық бүтіндігін жоғалтпайды. Алайда ASTM A320 L7 бұрандалары аса суық орталар үшін арнайы құрамдалған, мұнда температура минус 150 °F-қа дейін төмендей алады. Олар криогенді сақтау қондырғыларында немесе сұйытылған табиғи газды тасымалдау кезінде пайдаланылған кезде де икемділігін сақтайды және сынғыштыққа қарсы төзімділік көрсетеді. Аса суық жағдайларда B7 бұрандаларын қолдану әдетте сынғыш қиратылуға алып келеді. Сол сияқты L7 бұрандаларын қатты тербеліс пен интенсивті кернеуге ұшырайтын ыстық мұнай өңдеу ортасына орнату уақыт өте келе қажетті беріктіктің төмендеуіне әкеледі. Жалпы қолданыстағы жағдайларға дәл сәйкес келетін бұранда материалдарын таңдау әртүрлі маңызды инфрақұрылымдық жобаларда металдың усталуынан туындайтын қосылыс ақауларын шамамен 30 пайызға азайтады.

Фланец болтының беріктігін артық көрсетудің қауп-қатерлері: Сығылған прокладканың артық сығылуы және қосылыс саңылауы

Жұмыс үшін қажеттіден күштірек болатын болттарды қолдану, мысалы, төмен қысымды Class 150 жүйелеріне 10.9 классты немесе ASTM A193 B16 болттарды орнату, саңылау төсемдерін артық қысуға әкеледі. Артық күш қолданылған кезде бұл жұмсақ төсемдер өзінің шыдамдылығынан асып кетеді, нәтижесінде олар фланцтар арасынан шығып кетеді, трещиналарға ұшырайды немесе тұрақты түрде жазылады. Нәтижесі қандай? Сызықтық бекітудің нашарлауы және қалыптыдан гөрі көп жерден су ағуы — кейде су ағу жылдамдығы екі есе де артуы мүмкін. Кейде болттар өте қатты болса, әсіресе шойын немесе жұқа көміртекті болат фланцтарда, бүкіл фланц беті пішінінен ауытқиды. Дұрыс болт беріктігін таңдау маңызды, себебі ешкім су ағуын қаламайды. Көптеген инженерлер бұны қазірдің өзінде біледі. 300 psi-дан төмен қысымда жұмыс істейтін жүйелер үшін ASTM A193 B7 немесе A307 Grade B стандартты беріктіктегі болттарды қолдану әдетте ең тиімді болып табылады. Бұл болттар төсем материалдарын зақымдамай, жеткілікті бекітуді қамтамасыз етеді.

Сенімді механикалық герметизацияға қол жеткізу үшін бақыланатын болттау процедураларын қолданыңыз

Гидростатикалық соңғы күшті жеңу және прокладканың отыруын қамтамасыз ету үшін минималды момент пен алдын ала керілу шамасын есептеу

Сапалы механикалық тығыздағыштарды алу негізінен тек айналдырушы моментті қолдануға ғана емес, сонымен қатар бақыланатын алдын ала керілу шамасын қамтитын дұрыс болттау процедураларына тәуелді. Фланцтар туралы сөз болғанда, болттар фланц беттеріне ішкі қысымның түсіретін бөліп қойғыш күшін – яғни гидростатикалық соңғы күшті – жеңуге жеткілікті күш туғызуы керек. Сонымен қатар, орнатудан кейін жеткілікті қалдық керілу қалдырылуы керек, сонда прокладка жұмыс істеп тұрған кезде дұрыс отырып тұрады. Осы минималды алдын ала керілу шамасын қалай анықтауға болады? Негізгі есептеу осылай жүргізіледі: ішкі қысымды прокладканың орналасқан аймағының ауданына көбейтіп, одан кейін прокладканың материалдық қасиеттеріне байланысты оның дұрыс отыруы үшін қосымша қажетті керілу шамасын қосамыз. Бұл сандарды дәл анықтау – сіздің қосылысыңыз сорғысыз немесе уақытынан бұрын бұзылып кететін болмағанына тікелей әсер етеді.

Болттар жеткілікті дәрежеде бекітілмеген кезде, салынған орама фланец бетіне дұрыс отырмайды. Керісінше, артық күш түсіру фланецті бұрғылап, болттарды шектен тыс созып немесе тіпті ораманың өзін жыртып тастай алады. Сала бойынша есептерге сәйкес, қиындық туғызатын фланецтің сорылуының шамамен 70%-ы істен шыққан бөлшектерден емес, болттарды бекіту ретіндегі қателіктерден пайда болады, бұл өз кезегінде өрістегі техниктерге жақсы белгілі. ASME PCC-1 қосымшасы А-да сипатталған кезекті крест тәрізді бекіту ретін қолдану қосылысқа қысымды біркелкі таратуға және орнату кезінде фланецтердің бұрғылануын болдырмауға көмектеседі. Болттар шамамен 50 000 psi кернеу деңгейін көтеруге тиіс болатын жоғары қысымды қолданыста дұрыс айналдыру моментінің мәні өте маңызды. Қалыпты импульстық гайка бұрағыштарының орнына калибрленген айналдыру моментін өлшейтін гайка бұрағыштарын қолдану әрбір болттың нешінші дәрежеде бекітілгенінің ауытқуын шамамен 30% дейін азайтады, әсіресе белгілі үйкеліс қасиеттері бар майлағыштармен қосып қолданған кезде. Сонымен қатар, жабдықтың шамамен төрт сағат жұмыс істегеннен кейін қайтадан тексеруді ұмытпаңыз. Бұл екінші реттік бекіту орамалардың босауы мен температураның өзгеруі нәтижесінде табиғи отыру процесін компенсациялайды және салынған орамалардың қалыпты жұмыс істеуін қамтамасыз етеді.

Жиі қойылатын сұрақтар

Фланец болттарын таңдаған кезде қандай факторларды ескеру керек?

Олардың салыстырмалы беріктігін, ұзындығын және материалдың түрін ескере отырып, олардың салынған сақиналардың қысу талаптары мен жұмыс жағдайларына сәйкес келетінін қамтамасыз етіңіз.

Фланец бетінің геометриясы салынған сақиналардың герметизациясына қалай әсер етеді?

Фланец бетінің пішіні болттық жүктеменің таралуына және салынған сақиналардың герметизациясының біркелкілігіне әсер етеді; RF, FF және RTJ фланецтері әртүрлі жағдайларда оптималды жұмыс істеу үшін әртүрлі ескертулерді талап етеді.

Фланец қосылыстарында өлшемдік сәйкестіктің маңызы қандай?

Өлшемдік сәйкестік болттардың орналасуының фланец стандарттарына сәйкес келуін қамтамасыз етеді, ол орнату және техникалық қызмет көрсету тексерістері кезінде сорулар мен фланецтердің бұралуы сияқты ақауларды болдырмауға көмектеседі.

Дұрыс фланец болттарының материалын және беріктік дәрежесін қолданудың негізі неде?

Дұрыс материал мен беріктік дәрежесі экстремалық температура өзгерістері немесе жоғары қысымды орталар сияқты белгілі жұмыс жағдайларында металдың усталуынан туындайтын ақауларды болдырмайды.

Артық сипатталған фланец болттарын қолданудың қандай қауп-қатерлері бар?

Артық берік болттарды қолдану салдарынан салынған орамды артық сығылуы, қосылыс саңылаулары және басқа механикалық ақаулар пайда болуы мүмкін.

Болттарды бекіту бойынша бақыланатын процедуралар неге маңызды?

Бақыланатын процедуралар дұрыс айналдыру моменті мен алдын ала керілу күшін қамтамасыз етеді, бұл сенімді механикалық тығыздауға жету үшін және фланецтің уақытынан бұрын бұзылуын болдырмау үшін өте маңызды.