Što su prirubnice?

● Uvod u prirubnice

Prirubnica cijevi povezuje cjevovod i komponente u sustavu cjevovoda pomoću vijčanih spojeva i brtvila. Najčešće korištene prirubnice su prirubnica sa zavarenim vratom, prirubnica s klizom, slijepa prirubnica, prirubnica za zavarivanje, prirubnica s navojem i prirubnica s preklopnim spojem (RTJ prirubnica). Ova vrsta spoja u prirubnici cijevi omogućuje jednostavno rastavljanje i odvajanje radi popravka i redovitog održavanja. Najčešća specifikacija za prirubnicu od ugljičnog čelika i nehrđajućeg čelika je ANSI B16.5 / ASME B16.5.

Metalne prirubnice obično se koriste za industrijsku, komercijalnu i institucionalnu primjenu. Prirubnice za čelične cijevi dostupne su u različitim stilovima i klasama tlaka. Metalne prirubnice su klasificirane od 150 do 2500 # ocjene. Osim specificiranja klase tlaka, određene prirubnice kao što su prirubnica sa zavarenim vratom i prirubnica za zavarivanje utičnicom također zahtijevaju određivanje rasporeda cijevi. Ovo osigurava da će provrt cijevi odgovarati provrtu zavarenog vrata ili prirubnice za zavarivanje naglavka.

SSM nudi širok izbor prirubnica za cijevi od ugljičnog čelika, nehrđajućeg čelika i legure nikla. Također možemo osigurati posebne prirubnice kao što su prirubnice s dugim zavarenim vratom, zahtjev za posebnim materijalom i prirubnice za cijevi visokog prinosa.

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;

● Prirubnica za zavarivanje vrata

Zavarena vratna prirubnica (koja se naziva i 'zavarena vratna prirubnica') dobro je poznata po svojoj dugoj konusnoj glavčini, koja pruža mehaničku čvrstoću (korisnu za otpornost na 'spuštanje' i 'savijanje'). Prirubnice za zavarivanje su prirubnice visokog integriteta i dostupne su u svim veličinama, svim uobičajenim tipovima lica (ravna, uzdignuta, RTJ) i svim klasama. Zbog čvrstoće glavčine i cjelovitosti zavara, ova vrsta prirubnice je prikladna za primjenu pri povišenim temperaturama i tlaku.

● Naklizne prirubnice

Slip-on prirubnice, poznate i kao "prirubnice s glavčinom", imaju glavčinu s vrlo niskim profilom. Ova vrsta prirubnice obično je spojena na cijev s jednim ili dva kutna zavara (jedan izvan prirubnice i jedan unutar prirubnice), međutim moguće je koristiti samo jedan zavar. Naklizne prirubnice proizvode se u mnogim veličinama i preferiraju se za primjene s nižim tlakom (ASME klasa Manje od ili jednako 600). Veličina provrta (unutarnji promjer) prirubnice koja se navlači je veća od veličine spojne cijevi, što joj omogućuje da klizi/klizi na cijev (navlačenje na cijev). Nema potpunog prodiranja zavara između cijevi i prirubnice, stoga postoje ograničenja za njegovu upotrebu zbog slabijeg integriteta zavara.

● Zavarene prirubnice

Zavarene prirubnice s utičnicom imaju utičnicu u koju je umetnuta cijev; cijev je pričvršćena jednim kutnim zavarom koji se nalazi na vanjskoj strani glavčine prirubnice. Značajan nedostatak ove vrste prirubnice je da se ne smatra spojem visokog integriteta jer je zavar teško dokazati; stoga su zavarene prirubnice prikladne samo za niske do srednje klase (manje ili jednako ASME 600). Zbog slabijeg integriteta i neprikladnosti za upotrebu pri višim tlakovima, prirubnice zavarene naglavkom gotovo uvijek imaju ravne ili uzdignute površine. Zavarene prirubnice s utičnicom dizajnirane su za male nominalne veličine cijevi (manje od ili jednako 4 inča, manje od ili jednako 10 cm) i uobičajene su za veličine cijevi od ½ do 2- inča (veličine cijevi od 1,3 do 5 cm). Mehanička čvrstoća zavarene prirubnice s utičnicom slična je onoj prirubnice koja se navlači, ali prirubnica koja se navlači može koristiti dva zavara.

● Prirubnica s navojem

Dizajn prirubnice s navojem (također nazvan "prirubnica s vijcima") koristi navoj za spajanje prirubnice na cijev. Muški navoj je izrezan na kraju cijevi, dok je ženski navoj urezan u provrt prirubnice; cijev s muškim navojem se zatim zavrti u prirubnicu s ženskim navojem.

Iako je dizajn prirubnice s navojem dostupan u mnogim veličinama i nazivnim tlakovima, uglavnom se koristi za sustave cjevovoda male veličine, tj. manje od ili jednako 4 inča. Njegova je upotreba također obično ograničena na netoksične sustave, sustave niskog tlaka i sustave niske temperature. Prirubnice s navojem veličine od ½ inča do 2- inča mnogo su češće od veličina od 2 inča i više. Zbog primjene nižeg tlaka, prirubnice s navojem koriste samo ravne i uzdignute površine. Nisu prikladni za primjenu pri visokim temperaturama jer bi se geometrija navoja iskrivila, što često dovodi do curenja.

● Slijepa prirubnica

Slijepa prirubnica (također nazvana 'prirubnica ploče za zatvaranje') postavlja se na kraju sustava cjevovoda za završetak cijevi. Nema središnju rupu (provrt), tako da nema protoka kroz prirubnicu. Slijepa prirubnica može se koristiti za izoliranje cijevi, ventila ili tlačne posude. Ova vrsta prirubnice dostupna je u svim veličinama i klasama, a može koristiti ravnu, uzdignutu ili prstenastu površinu spoja.

Slijepa prirubnica može zamijeniti poklopac za sučeoni zavar u slučaju da je potrebno produljenje cjevovoda ili u slučaju da je potrebna inspekcija cjevovoda (uklonite slijepu prirubnicu za pristup unutrašnjosti cijevi). Ova vrsta prirubnice također se može koristiti kao pristupna točka šipki na odvodnim sustavima. Ovisno o primjeni, slijepa prirubnica može se izbušiti i koristiti kao prirubnica za navlačenje, ili se narezati i koristiti kao prirubnica s navojem.

● Preklopna prirubnica (LJF)

Preklopna spojna prirubnica (LJF) je sklop dva elementa koji uključuje završetak i prstenastu prirubnicu preklopnog spoja (također se naziva 'preklopna prirubnica'). Da budemo tehnički ispravni, završetak nije dio prirubnice preklopljenog spoja. Međutim, preklopna spojna prirubnica uvijek se koristi zajedno s završetkom, tako da se oba dijela često zajedno nazivaju 'preklopna spojna prirubnica'. Zbog svog dizajna, prirubnice preklopljenog spoja uvijek imaju ravnu površinu s glatkom površinom. Ali, kada se spoji s završetkom utičnice, rezultirajuća brtvena površina je podignuta. To se događa zato što je brtvena površina kraja klina iznad ravnine zavrtnja prirubnice. Prirubnica preklopnog spoja nema brtvenu površinu, samo završetak ima brtvenu površinu. Brtvena površina vrha može biti obična, nazubljena ili užlijebljena kako bi se omogućio prstenasti spoj.

Za sastavljanje prstenaste prirubnice preklopnog spoja i završetka, završetak mora kliznuti u provrt prstena prirubnice, a zatim se čeono zavariti na cijev. Jedna strana kraja klina čini brtvenu površinu, dok suprotna/stražnja strana kraja klina pritišće prsten prirubnice preklopnog spoja (kada je prirubnica sastavljena). Prsten prirubnice preklopnog spoja može se slobodno okretati nakon što je završetak zavaren na cijev, to je zato što nije fizički spojen s krajem čepa. Nakon što je prirubnički spoj sastavljen, preklopni prsten više se ne može slobodno okretati.

Ostali tipovi prirubnica s kojima će se mnogi inženjeri susresti su muški i ženski te tipovi pera i utora. Manje uobičajeni tipovi uključuju dizajn prirubnice s otvorom, ekspanderom, redukcijom i dugim zavarivanjem.

Krajevi prirubnica mogu se pričvrstiti vijcima, zavariti ili preklopiti (kontakt metal s metalom) na pripadajuće cijevi.

Pregled vrsta prirubnica

Neke važne informacije o vrstama prirubnica sabrane su u donjoj tablici. Iako su ASME standardi navedeni u tablici, dostupni su alternativni međunarodni i nacionalni standardi (DIN, EN itd.). ASME je, međutim, najšire prihvaćena organizacija za standardizaciju cjevovoda i zbog toga se citiraju njezini standardi.

U donjoj tablici stupac 'Lice' označava uobičajenu brtvenu površinu odabranu po vrsti prirubnice. Međutim, mogu postojati iznimke od pravila ovisno o vrsti prirubnice. Tablicu treba tretirati kao opću preglednu tablicu, dok specifične informacije treba tražiti u relevantnim standardima.

● Na temelju Sučeljavanja

Postoje tri uobičajene vrste prirubnice, ravni/ravni, uzdignuti i prstenasti spoj (RTJ). Postoje i drugi tipovi prirubnice, prije svega dizajn s perom i utorom (T&G), preklopni spoj i muški i ženski (M&F), ali oni su manje popularni. Standardi za cjevovode definiraju točnu geometriju, dimenzije, materijal i završnu obradu površine prirubnice.

Prirubnice se također mogu klasificirati na temelju obloga kao što je navedeno u nastavku:

● Prirubnica s podignutom površinom (RF)

Prirubnica s podignutom površinom (RF) ima brtvenu površinu kružnog oblika koja strši iz ravnine kruga zavrtnja prirubnice. Prirubnice s izdignutom površinom dostupne su u svim klasama tlaka, a time i za širok raspon vrijednosti tlaka i temperature. RF prirubnice su najčešći tip prirubnica koji se koriste u industriji nafte i plina te kemijskom inženjerstvu.

RF prirubnice koriste nazubljene brtvene površine s nemetalnim ili polumetalnim brtvama. Brtvena površina RF prirubnice je od unutarnjeg promjera prirubnice do vanjskog promjera uzdignute površine. Tipična brtva za RF prirubnice bila bi brtva od grafitnog čelika s temperaturnom ocjenom do 400⁰C (750⁰F) i ocjenom tlaka do 250 bara (3625 psi).

Visina uzdignute površine iznad ravnine čeone strane diktira se klasom prirubnice i standardom iz kojeg je preuzeta. Za standard ASME B16.5, čelične prirubnice u klasama 150 i 300 imaju visinu podignute površine od 1/16 inča (1,6 mm); čelične prirubnice koje prelaze klasu 300 koriste uzdignutu površinu od 1/4 inča (6,4 mm). U idealnom svijetu, visina uzdignutog lica bi se povećavala kako se klasa povećava, ali to se ne događa u većini standarda; to je ipak logična generalizacija.

●Ravna prirubnica (FF)

Prirubnice s ravnim licem (FF) koriste nemetalne brtve (meke brtve) i uvijek trebaju imati nazubljenu brtvenu površinu. Ova vrsta prirubnice je prikladna za primjene niskog tlaka i koristi se za klase tlaka 125 i 250.

Brtve se ugrađuju izravno na prednju brtvenu površinu oštrice prirubnice, tj. u istoj ravnini kao i površina kruga vijka. Područje brtvljenja brtve je od unutarnjeg promjera prirubnice do vanjskog promjera prirubnice. Tipični materijali za mekane brtve obično su ocijenjeni na 100⁰C (212⁰F) i ne više od 20 bara (290 psi) tlaka. Budući da ravne prirubnice koriste tako veliko brtveno područje, napravljene su da pristaju. Brtve prirubnice s ravnim licem ne mogu se okretati nakon što su postavljene zbog proboja otvora za vijke kroz brtvu. Zbog velike veličine brtvene površine, prirubnice s ravnom površinom otporne su na mehanička izobličenja (savijanje, savijanje itd.).

Prirubnice s ravnom površinom nikada se ne smiju spajati s prirubnicama s uzdignutom površinom, osobito ako je prirubnica s uzdignutom površinom izrađena od tvrđeg materijala.

● Prstenasti spoj (RTJ)

Ring-type joint (RTJ) flanges are a variation of the raised face flange design. RTJ flanges are typically used for more severe applications, particularly for high pressure systems, and/or high temperature systems (>750⁰C / 1382⁰F). Moguće je koristiti RTJ prirubnice u svim klasama tlaka, ali obično se koriste za klasu 900 i više.

Razlika između RTJ prirubnice i uzdignute prirubnice je način na koji se dobiva brtva. Metalne brtve (tvrde) koriste se s RTJ prirubnicama, dok brtve s podignutom površinom koriste meke ili polumetalne brtve. Postoje tri glavne grupe zglobova tipa prstena, to su R, RX i BX; fokusirat ćemo se na R tip zgloba jer je daleko najčešći.

R-tip RTJ brtvila su kružnog oblika s ovalnim ili osmerokutnim profilom/tijelom; osmerokutni profil postiže najučinkovitije brtvljenje i modernijeg je dizajna. Žlijeb je strojno izrađen na licu RTJ prirubnice i pridružena brtva se ugrađuje u taj žlijeb. Kada je prirubnica sastavljena, dvije spojene površine pritišću brtvu sve dok se ne deformira i ne formira se brtva metal na metal. Ako je prirubnica ispravno sastavljena, dvije spojene RTJ prirubnice ne bi trebale doći u fizički kontakt jedna s drugom.

RTJ brtve se često proizvode od materijala nešto mekšeg od materijala prirubnice. Budući da je materijal brtve mekši, deformira se pri nižem tlaku od prirubnice, to osigurava da je brtva ta koja se deformira kako bi napravila brtvu, a ne prirubnica koja se deformira oko 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.

Sažetak površine prirubnice

Donja tablica sažima karakteristike tri najčešća lica prirubnice.

● Na temelju završne obrade lica

Lična površina prirubnice je područje na kojem je ugrađen brtveni element (brtva). Najčešći dizajni površine prirubnice su glatki i nazubljeni. Površine prirubnice s ravnim licem (FF) i površine prirubnice s uzdignutim licem (RF) zahtijevaju nazubljenje ako su izrađene prema industrijskim standardima.

● 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 obrada

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 suprotnih 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 crte.

Prirubnice s glatkom završnom obradom navedene su kada su navedene metalne brtve, a nazubljena završna obrada je predviđena kada je isporučena nemetalna brtva.

Odgovarajuće vrijednosti hrapavosti

Industrijski standardi diktiraju odgovarajuće vrijednosti hrapavosti, sljedeće je preuzeto iz standarda ASME B16.5:

● 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;

● 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. Navedena 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.

● ZAKLJUČAK

Iz gore navedenih možete razabrati različite vrste prirubnica, proizvodnju i značajke izvedbe. Možete odabrati pravu čeličnu prirubnicu proizvedenu od različitih materijala kao što su nehrđajući čelik, niskolegirani čelik, ugljični čelik, dvostruki čelik ili mnogi drugi.

Odabir prave prirubnice s pravim materijalom i poznavanje elemenata s kojima se suočava tijekom primjene koja koristi metodu cjevovoda od ključne je važnosti. Nadamo se da će vam ovaj blog pomoći da prepoznate ključne stvari prije kupnje prirubnica.