БЛОГ

Фланец болттарының бекіту күші тығыздық сапасын қалай анықтайды

Прокладканы орнатудың физикалық негізі: Неліктен минимальды болт жүгі міндетті

Жақсы фланец герметизациясын қамтамасыз ету үшін дұрыс бекітілген болттарды пайдаланып, жеткілікті бекіту күшін түсіру керектігінен басталады. Болттарды бекіткен кезде екі фланец бетінің арасындағы прокладка материалы сығылады. Бұл сығылу беттердегі өте кішкентай тегіс емес ойықтар мен шығырымдарды толтырады және сұйықтықтың сыртқа ағуына қарсы алғашқы қорғаныс сызығын құрайды. Түсірілетін күштің мөлшері фланецтерді іштен басып шығаратын қысымның күшін жеңуге және сонымен қатар прокладка сығылғаннан кейін қалпына келуге тырысатын серпімділік күшін компенсациялауға жетерліктей болуы тиіс. Пайда болатын көптеген ақаулар болттарды жеткілікті бекітпеуден туындайды – зерттеулердің нәтижесінше барлық ағып кетулердің шамамен 73% прокладканы дұрыс сығып бекітпеуден болады. Әртүрлі прокладкалар конструкцияларына және түсірілетін қысым деңгейіне қарай әртүрлі күш талап етеді. Мысалы, спиральді орамалы прокладкалар әдетте сұйықтықтардың сіңіп кетуін болдырмау үшін қатты металл сақиналы прокладкаларға қарағанда шамамен жартысына жуық қосымша сығылу күшін қажет етеді. Алайда, шын мәнінде маңыздысы бекіту күшін уақыт өте келе сақтау. Оны орнату кезінде ғана дұрыс орнату жеткіліксіз. Герметизация температура өзгеріп, қысым нормалды жұмыс істеу кезінде тербеліске ұшыраған кезде де сақталуы тиіс.

Айналу моментін артық немесе жеткіліксіз қолдану: API RP 14E және ASME PCC-1 стандарттарына сәйкес нақты уақиғалардағы сұйықтықтың сырқаю себептері

Айналу моментінің ауытқуы — өрістегі сырқаулардың негізгі себебі болып табылады, оның 68%-ы берілген мәндерден ±15% айырмашылықта болатын қолданулармен байланысты. API RP 14E және ASME PCC-1 үш маңызды істен шығу режимін көрсетеді:

Екі стандарт да мақсатты жүктемелерді қатаң 5% ауытқу шегінде жетуге калибрленген құралдар мен сертификатталған персоналды талап етеді — бұл бұрылтуды қолдану дәлдігінің тығыздық сенімділігінен бөлінбейтінін танып отыр.

Трубопроводтық жұмыс жағдайлары үшін дұрыс фланецты болт дәрежесін таңдау

ASTM A193 B7, B16, L7 және B8M: Беріктік, коррозияға төзімділік және жұмыс ортасына сәйкес термиялық тұрақтылық

Қосылыстардың уақыт өте келе қалай жұмыс істейтініне байланысты дұрыс болт материалын таңдау айырмашылық туғызады. Мысалы, ASTM A193 B7 құймалы болаттың әсер етуі - бұл қысымы жоғары қолданыстар үшін тамаша болып саналатын 125 ksi-ге дейінгі созылу беріктігі, бірақ температура 400 градус Цельсийден асқан кезде оның қасиеттері нашарлай бастайды және коррозияны нашар ұстайды. Күкіртсутек газы ортасы мүлдем басқа қиыншылықтар туғызады. Мұнда сульфидтік кернеулік сызаттану проблемаларына қарсы көп нәрсе жасайтын шайбаланған мартенситті құрылымы бар ASTM A193 L7 болттары тұрақтырақ болады. Теңіз жағалауында хлоридтердің көп болуымен айналысатын жұмыстар үшін мүлдем басқа нәрсе қажет. Молибденнің құрамынан пайда болатын қуыстардың пайда болуын тоқтататындықтан B8M болаты тамаша жұмыс істейді. Мұнай қайта өңдеу зауыттарында кездесетін термиялық циклдау сияқты жағдайлар үшін B16 болттарын қолдану керек. ASME стандарттарына сәйкес, 2022 жылға дейінгі деректерге сәйкес, B16 болттары 550 градус Цельсийде B7 болттарына қарағанда шамамен 17 пайызға артық бекіту жүктемесін сақтап қалады. Сондай-ақ өнеркәсіптің деректері тревожный нәрсені көрсетеді: NACE коррозия бойынша есептерде герметизацияның шамамен 42 пайызы дұрыс емес болт маркасын қолданудан туындайтынын көрсетеді. Біз қышқылды ағын жолдарына қарапайым көміртегілі болат болттарын қою арқылы кейіннен сутек сынғыштығының ауыр проблемаларына әкеліп соққан жағдайларды көргенбіз.

Фланец болт геометриясы мен конфигурациясы: Біркелкі жүктеме таралуын қамтамасыз ету

Шпилька болттар, патшабыр болттар және екі гайкаланған құрамалар — Қайталанушылық пен жоғары циклды бүтіндікке әсері

Болттардың пішіні орамалар бойынша бекіту күшінің қаншалықты жақсы таралуында үлкен рөл атқарады. Екі жағынан да салатын болттар — шпилькалар — кермелеу күшінің теңдесірегірек таралуына мүмкіндік береді және фланецтік қосылыс нүктелерінде кернеудің жиналуын болдырмауға көмектеседі. Алайда, тығырық болттар (tap bolts) басқаша болып келеді — олар ораманың артық сығылуы немесе дұрыс емес деформациялануы мүмкін болатын аймақтарға әкелетін теңсіз жүктеме паттерндерін жиі қалыптастырады. Көптеген циклдардан өтетін жабдықпен жұмыс істегенде екі гайканың маңызы зор, себебі олар жұмыс істеу кезінде температураның өзгеруіне байланысты салалардың сырғанауын болдырмауға көмектеседі. ASME PCC-1 салалық стандартына сәйкес, шпилькалы болттарды дұрыс бекіту ретімен қолданған кезде жүктеме тербелістері 15%-дан төмен түседі. Бұл әдетте 25-тен 40%-ға дейінгі ауытқулармен сипатталатын тығырық болт жүйелеріне қарағанда айтарлықтай жақсартылған нәтиже. Үлкен диаметрлі болттарды қолдану қысымды одан да теңдесірегірек таратуға көмектеседі, ал ұзын шпилькалар қайталанатын кернеу циклдеріне төзімдірек болады — бұл әдетте 500-ден астам қысым циклдарын көтеруі тиіс қосылыстар үшін өте маңызды.

Сәйкестікті қамтамасыз ететін фланец болттарының өлшемдері: ASME B16.5 Классы, Өлшемі және Дәрежесі Талаптары

ASME B16.5 стандарттары — бұл тек ұсыныстар ғана емес, сорылмайтын қауіпсіз жұмыс істеуді қамтамасыз етуге арналған талаптар. Бұл стандарт игнор жасауға болмайтын үш негізгі факторды қамтиды: қысым рейтингі (класс), өлшемдер (өлшемі мен ұзындығы) және материал беріктігі (дәрежесі). Мысалы, шамамен 400 градус Фаренгейт температурада квадрат дюймге 500 фунт қысыммен жұмыс істейтін 300-ші класс фланецті қарастырыңыз. Бұл орнату 150-ші класс нұсқасы үшін жұмыс істейтіннен әлдеқайда берік болттарды қажет етеді. Компоненттер бұл спецификацияларға сәйкес келмесе, жағдай тез арада проблемалыққа айналады. Қысымды теңсіз тарату пайда болады, соңғы дерек бойынша өнеркәсіптегі бұл құбылыс барлық құбыр желілеріндегі сорылулардың шамамен 37%-ын құрайды. Сондықтан да жақсы инженерлер жабдық таңдау мен орнату туралы шешім қабылдамас бұрын әрқашан осы үш негізгі санды бірге тексереді.

1. Класс талаптары : Қысым-температура сипаттамалары минималды болт беріктігін анықтайды
2. Өлшемдік спецификация : Толық тегершік қосылысы мен жеткілікті созылу үшін диаметр/ұзындық таңдауы
3. Класс бірлестігі : Коррозияға, температураға және механикалық талаптарға сәйкес материалдарды растау (мысалы, ASTM A193)

Үш бөлікті тығыздандыру тәсілі болттарды, прокладкалар мен фланецтерді жүйенің бір бүтіні ретінде қарастырады, мұнда кез келген элементтегі ақаулар бүкіл жүйені істен шығаруы мүмкін. Болт өлшемдерін есептеу үшін қазіргі бағдарламалық құралдарда енді қолмен есептеуді қажет етпейтін ASME B16.5 деректері бар. 2022 жылдан бастап осы сандық шешімдер пайда болғалы техниктер қондырғыларда 23% аз монтаждық мәселелер байқады. Соңғы жылдары, әсіресе 2021 жылы жоғары температуралық қорытпаларға маңызды өзгерістер енгізілгендіктен, қазіргі уақытта қолданылатын стандарттардың қай нұсқасына сай болатынын тексеріп отырыңыз, өйткені көптеген мамандар осы өзгерістерді білмейді.

Үшжақты Сығындыру Жүйесі: Фланецті болттарды таңдау сақина мен фланец конструкциясына сәйкес келуі неге қажет

Құбырлардың бүтіндігі фланецтердің, сақиналардың және болттардың үйлесімді жұмысына байланысты. Осы компоненттердің арасындағы сәйкессіздік - апаттық жалғаудың бұзылуының негізгі себебі. Мысалы, спиральді орамалы сақиналар ASME B16.20 нұсқаулығына сәйкес металл орамдарды зақымдамай дұрыс отыру үшін RTJ сақиналарына қарағанда 30–50% төмен болатын болттық жүктемені қажет етеді.

Спиральді Орамалы және RTJ Сақиналар: Сақинаның түрі Қажетті Фланецті Болттық Жүктемені және Ақырғы Шегін Қалай Анықтайды

Спиральді орамды сақиналар металл орамдардың ішіндегі графит сияқты икемді материалдарды сығу арқылы жұмыс істейді. Бұл сақиналар 15 мыңнан 30 мың фунтқа дейінгі шаршы дюймге келетін қысым аралығында ең жақсы жұмыс істейді. Бұл ауқым тығынды жақсы жасау үшін және материалды уақыт бойы қасиеттерін сақтайтындай серпімділігін сақтау үшін тым дәл. Көбінесе спиральді орамды конструкциялар температураның өзгеруіне жақсы шыдайды, әдетте ұлғаю мен сығылу циклдарынан кейін шамамаған 15 пайызға қайтады. Алайда RTJ сақиналар басқа. Олар алюминий немесе әлсіз болат сияқты жұмсақ металдарды фланецтердің ойықтарына деформациялайтындықтан әлдеқайда жоғары қысымды талап етеді. Бұл барлығын бекітетін болттардан кем емес 40 мың psi қысымды қажет етеді. Мұнда болатыны толығымен қалпына келмейтін тұрақты металл байланыс тығынының жасалуы. Кемшілігі қандай? Егер осы болттар шектерінен созылса, бүкіл жүйе болашақта бүлінуге және істен шығуға бейім болады.

Болттарды таңдау бұл негізгі айырмашылықты ескеруі тиіс: температуралық тербелістер кезінде жүктемені ұстап тұру үшін иілгіштігі жоғары болттар спиральді орам жүйелері үшін тиімді; RTJ жүйелері шамадан тыс деформация қысымын сақтау қабілеті бар, беріктігі жоғары болттарды талап етеді. ASME B31.3 бойынша зерттелген жағдайларға сәйкес, жоғары қысымды магистральды құбырлардағы герметизациялау істен шығуларының 23%-ы сәйкессіздіктерге байланысты.