اخبار شرکت فلنج‌های RTJ: هندسه شیار اتصال حلقوی، واشر‌های R، RX و BX، و بازرسی میدانی

یک اتصال از نوع رینگ (RTJ) تنها اتصال پیچ و مهره‌ای در یک کارخانه فرآیندی است که در آن از واشر انتظار فشرده شدن نمی‌رود. انتظار می‌رود که تغییر شکل دهد. یک حلقه فلزی ماشین‌کاری شده به داخل یک شیار بریده شده در هر سطح فلنج فشرده می‌شود تا زمانی که حلقه و شیار به صورت فلز به فلز به هم برسند و آب‌بندی که تشکیل می‌شود، یک نوار باریک از تغییر شکل پلاستیکی کنترل شده است که در دو فلنج به طور همزمان ایجاد می‌شود.

این تصمیم واحد توضیح می‌دهد که چرا اتصالات RTJ در جایی که واشر فیبری بیرون زده می‌شود، نگه داشته می‌شوند، چرا نسبت به شیار خراشیده شده بی‌تحمل هستند و چرا حلقه‌ای که در استند تست آب‌بندی کرده است، نباید پس از باز شدن خط دوباره در اتصال قرار گیرد.

چرا یک اتصال از نوع رینگ وجود دارد

یک اتصال با سطح برجسته (raised-face) بار بار پیچ را در یک ناحیه نشیمن حلقوی پخش می‌کند. واشر ضخامت دارد و آن ضخامت ناهماهنگی، ناهمواری‌های سطح و حرکات کوچکی را که هنگام گرم شدن خط ظاهر می‌شوند، جذب می‌کند. معامله متقابل، بار واحد متوسطی در سطح آب‌بندی است که باعث می‌شود ماده واشر عامل محدود کننده فشار، دما و شیمی باشد.

یک اتصال RTJ همان بار را در یک نوار تماس باریک متمرکز می‌کند، بنابراین تنش در خط آب‌بندی بسیار بالاتر از هر واشر تخت است که می‌تواند تحمل کند. حلقه فلزی محدودیت‌های سرویس را به خود فلز منتقل می‌کند و از آنجایی که قبلاً در شیار تغییر شکل داده است، اتصال تقریباً مانند یک اتصال جوشی عمل می‌کند.

این استحکام همچنین نقطه ضعف است: هیچ ضخامتی از واشر برای جذب خطا باقی نمی‌ماند، بنابراین یک شیار فرسوده، شماره حلقه نادرست، فلنج‌های غیر موازی یا بار پیچ تک مرحله‌ای هر کدام نشتی ایجاد می‌کنند که سفت کردن مجدد نمی‌تواند آن را برطرف کند. هر سطح برجسته‌ای روی فلنج RTJ یک سطح موقعیت‌یابی است، نه یک آب‌بندی.

سه سبک رینگ: R، RX و BX

هر سه خانواده با تماس فلز به فلز آب‌بندی می‌کنند اما به طور آزاد قابل تعویض نیستند. حلقه‌های ساخته شده طبق ASME B16.20 و API 6A با عدد R، RX یا BX شناسایی می‌شوند و این عدد تنها راه قابل اعتماد برای تطبیق یک حلقه با یک شیار است.

سبک R: حلقه پایه

سبک R، اتصال رینگ اصلی و هنوز هم رایج‌ترین است. این حلقه در مقاطع بیضی و هشت ضلعی ساخته می‌شود که هر دو در شیارهای مدرن با کف تخت هشت ضلعی قابل تعویض هستند: حلقه هشت ضلعی با سطوح زاویه‌دار ۲۳ درجه، حلقه بیضی با انتهای شعاع‌دار تماس می‌گیرد. سطوح آب‌بندی تا ۱.۶ میکرومتر Ra یا ۶۳ میکرو اینچ RMS پرداخت می‌شوند و این پرداخت حلقه، نه سطح فلنج، سفتی را تعیین می‌کند. حلقه‌های R فلنج‌های ASME B16.5 از NPS ۱/۲ تا NPS ۲۴ و ASME B16.47 سری A بالاتر از آن را پوشش می‌دهند.

سبک RX: فعال شده با فشار در یک شیار R

یک حلقه RX بلندتر و سنگین‌تر از حلقه R با همان اندازه است. پخ‌های بیرونی آن ابتدا با سطوح بیرونی شیار تماس پیدا می‌کنند، بنابراین قبل از فشاردار شدن خط، آب‌بندی وجود دارد و فشار رو به افزایش حلقه را به سمت بیرون فشار می‌دهد تا تنش نشیمن را افزایش دهد. این عمل خود فعال‌کننده در برابر بارهای ضربه‌ای، فشارهای تست و لرزش مقاومت می‌کند. حلقه‌های RX در شیارهای استاندارد R قرار می‌گیرند، اما ارتفاع اضافی طول مونتاژ شده را تغییر می‌دهد که در اسپولی که بر اساس حلقه R ابعاد بندی شده است، اهمیت دارد.

سبک BX: هندسه API 6A

حلقه‌های BX دارای قطر گام کمی بزرگتر از قطر گام شیار هستند، بنابراین تماس در قسمت بیرونی حلقه شروع می‌شود و قبل از رسیدن فشار، آن را پیش‌بارگذاری می‌کند. هر حلقه دارای یک گذرگاه فشار است که به فشار محبوس شده اجازه می‌دهد تا برابر شود. حلقه‌های BX متعلق به تجهیزات سرچاهی API 6A هستند، فقط در شیارهای BX قرار می‌گیرند و با RX قابل تعویض نیستند.

هندسه شیار: جایی که سفتی آب‌بندی تعیین می‌شود

یک شیار توسط چهار ویژگی تعریف می‌شود که در میدان مهم هستند: زاویه جانبی، عرض، عمق و قطر گام. تلرانس‌ها در حد صدم میلی‌متر اندازه‌گیری می‌شوند و حلقه برای تطابق ماشین‌کاری می‌شود، به همین دلیل حلقه‌ها به جای اندازه لوله، با شماره سفارش داده می‌شوند. کف تخت آب‌بندی نمی‌کند؛ یک مبنا و فضایی برای تغییر شکل کوچک که در هنگام مونتاژ رخ می‌دهد، فراهم می‌کند.

آسیب، خطر عملی است. یک خراش محیطی روی یک جانبی، مسیر نشتی است که هیچ بار پیچی آن را نمی‌بندد، زیرا حلقه نمی‌تواند به داخل شیاری که دیگر با پروفیل آن مطابقت ندارد، تغییر شکل دهد؛ فرورفتگی‌ها، پلیسه‌ها و حفره‌ها با آن برابرند. ماشین‌کاری مجدد عیب را برطرف می‌کند اما عمق یا عرض را تغییر می‌دهد، بنابراین فلنج باید در برابر ابعاد جدید شیار مجدداً واجد شرایط شود و با حلقه‌ای که با آن‌ها مطابقت دارد، دوباره تعمیر شود.

جنس و سختی حلقه: جفتی که قابل معکوس شدن نیست

قانون حاکم ساده و اغلب شکسته شده است: حلقه باید نرم‌تر از فلنجی باشد که با آن آب‌بندی می‌کند. حلقه بخشی است که برای تغییر شکل طراحی شده است؛ اگر سخت‌تر از شیار باشد، شیار تغییر شکل می‌دهد و فلنج به مورد مصرفی تبدیل می‌شود. مقادیر منتشر شده سقف هستند، نه هدف.

مورد مشکل، فولاد ضد زنگ روی فولاد ضد زنگ است. فلنج‌های F304 یا F316 که طبقASTM A182/A182M آهنگری شده‌اند، معمولاً به صورت آنیل شده عرضه می‌شوند و یک حلقه ۳۱۶ در سقف ۱۶۰ HB حاشیه کمی در برابر شیاری با سختی مشابه باقی می‌گذارد. حلقه را طوری مشخص کنید که حداکثر مجاز آن به وضوح زیر سختی اندازه‌گیری شده شیار قرار گیرد و هر دو را از گواهی‌های آسیاب تأیید کنید؛ یک رقم سختی واحد در سفارش خرید، بررسی مواد نیست.

حلقه‌های آهن نرم و فولاد کم کربن تا حداکثر ۸ میکرومتر برای محافظت اتمسفر، نه آب‌بندی، آبکاری روی می‌شوند. هر حلقه دارای علامت‌گذاری دائمی با تنش کم است که سبک، شماره حلقه، مواد و استاندارد را نشان می‌دهد.

عملکرد پیچ و مونتاژ

حلقه یک بار تغییر شکل می‌دهد. بار پیچ باید به اندازه‌ای بالا باشد که آن را به داخل شیار فشار دهد و پس از شل شدن کوتاه‌مدت همچنان پیش‌بار باقی بماند؛ از آنجایی که ناحیه تماس کوچک است، آن بار به سرعت به دست می‌آید و حاشیه خطا در سفت کردن نیز کوچک است.

• پیچ و مهره را با سرویس تطبیق دهید. ASTM A193/A193M پیچ و مهره‌های آلیاژی و ضد زنگ را برای کار در دمای بالا یا فشار بالا پوشش می‌دهد؛ سرویس دمای پایین به A320/A320M منتقل می‌شود.
• از مقادیر گشتاور صادر شده برای پروژه استفاده کنید، نه جداول عمومی که روان کننده، پوشش و کلاس فلنج را نادیده می‌گیرند. توالی در یادداشت مربوط به گشتاور پیچ فلنج و توالی سفت کردن پوشش داده شده است.
• در مراحل و با الگوی ضربدری سفت کنید و بسته شدن شکاف را به طور یکنواخت مشاهده کنید؛ اتصالی که ابتدا از یک طرف بسته می‌شود، حلقه را کج کرده است.
• شیار و حلقه را تمیز و خشک نگه دارید، زیرا ضد چسب یا گریس روی سطوح آب‌بندی اصطکاک مورد نیاز حلقه برای تغییر شکل را تغییر می‌دهد و هرگز از حلقه دوباره استفاده نکنید یا دو واشر برای بستن شکاف قرار ندهید.

پیچ و مهره جایی است که بیشتر نشتی‌های پس از راه‌اندازی شروع می‌شوند. اتصالی که تست هیدرو سرد را پاس می‌کند و در دمای بالا نشتی دارد، معمولاً پیش‌بار را از دست داده است، نه حجم واشر: پیچ، فلنج و حلقه با نرخ‌های متفاوتی منبسط می‌شوند.

بازرسی قبل از بسته شدن اتصال

بیشتر خرابی‌های RTJ قبل از سفت شدن آخرین پیچ تعیین می‌شوند. هنگام مونتاژ، شماره حلقه را با علامت‌گذاری فلنج و مشخصات خط تأیید کنید؛ هر شیار را برای خراش‌های محیطی، فرورفتگی‌ها، پلیسه‌ها، حفره‌ها و رنگ روی سطوح جانبی بازرسی کنید؛ بررسی کنید که حلقه صاف نشسته است؛ مواد و سختی را در برابر گواهی تأیید کنید؛ تأیید کنید که پیچ‌ها آزادانه وارد می‌شوند و به طور یکنواخت بیرون زده‌اند؛ و شکاف نهایی فلنج را در چهار نقطه ثبت کنید تا یک اتصال کج قبل از تست فشار شناسایی شود.

چه زمانی RTJ انتخاب اشتباهی است

RTJ یک پیش‌فرض ضعیف است. جایگاه خود را در جایی که فشار، دما، چرخه حرارتی یا محیط، واشر نرم‌تری را رد می‌کند، به دست می‌آورد؛ در غیر این صورت، هزینه ماشین‌کاری و نظم نگهداری را بدون هیچ مزیت آب‌بندی اضافه می‌کند. تبدیل آن نیز صرفاً بریدن یک شیار در یک سطح موجود نیست: ضخامت فلنج، هندسه شیار، ارتفاع پشته و پیچ و مهره با هم تغییر می‌کنند.

نتیجه‌گیری

یک اتصال RTJ توسط سه چیز که قبل از مونتاژ ثابت می‌شوند، تعیین می‌شود: شیار، حلقه و بار پیچ. شیار باید پروفیل و قطر گام صحیح را بدون آسیب محیطی داشته باشد؛ حلقه باید شماره، مواد و سختی مناسب برای آن شیار باشد؛ بار پیچ باید حلقه را یک بار، به طور یکنواخت تغییر شکل دهد و آن را نگه دارد. هر سه را درست انجام دهید و اتصال در طول چرخه‌های حرارتی که یک واشر تخت را از بین می‌برد، پایدار خواهد ماند.

سوالات متداول

آیا می‌توان یک حلقه R بیضی را در همان شیار با حلقه R هشت ضلعی جایگزین کرد؟

بله. هر دو شماره حلقه یکسانی دارند و در شیارهای هشت ضلعی با کف تخت قرار می‌گیرند، اما آنها با شیار به طور متفاوتی تماس پیدا می‌کنند و نباید در یک جفت فلنج با هم مخلوط شوند.

آیا می‌توان از حلقه RX در شیار R استاندارد استفاده کرد؟

بله، حلقه‌های RX در شیارهای استاندارد R قرار می‌گیرند و برای افزودن مقاومت در برابر ضربه و لرزش استفاده می‌شوند. حلقه بلندتر است، بنابراین طول مونتاژ شده افزایش می‌یابد و هر اسپولی که بر اساس حلقه R ابعاد بندی شده است باید مجدداً بررسی شود.

چرا یک اتصال RTJ پس از گذراندن تست هیدرو نشتی دارد؟

معمولاً به دلیل از دست دادن پیش‌بار، نه به دلیل خرابی حلقه. انبساط دیفرانسیلی بین پیچ‌ها، فلنج‌ها و حلقه در دمای عملیاتی، یا شیاری که از ابتدا حاشیه‌ای بوده است، تنها در دمای سرویس ظاهر می‌شود.

آیا فلنج RTJ قوی‌تر از فلنج با سطح برجسته است؟

بدنه فلنج به طور خودکار قوی‌تر نیست؛ سیستم آب‌بندی تغییر می‌کند. یک حلقه فلزی فشار و دمای بالاتری نسبت به یک واشر نرم تحمل می‌کند و نیازمند یک شیار سالم و بار پیچ کافی است.

مشخص کردن فلنج‌های RTJ برای استعلام

استعلامی که هر یک از این موارد را حذف کند، با یک سوال و گاهی اوقات با قطعه اشتباه برمی‌گردد: اندازه، کلاس و استاندارد ابعادی (NPS 6 Class 600 تا ASME B16.5)؛ نوع و درجه فلنج (جوش گردنی، ASTM A182 F316L)؛ شماره و سبک حلقه (R45 هشت ضلعی، یا RX برای بازسازی)؛ مواد حلقه با حداکثر سختی و الزام گواهی؛ و پرداخت شیار با هر نقطه شاهد.

فلنج‌های RTJ در گریدهای فولاد ضد زنگ، دوفلکس، سوپر دوفلکس و آلیاژ نیکل در محدوده فلنج فولادی آلیاژی قرار می‌گیرند، از جمله فلنج‌های جوش گردنی که با سطح RF یا RTJ عرضه می‌شوند. از آنجایی که یک اتصال رینگ با شماره حلقه ابعاد بندی می‌شود، استعلام فنی باید آن شماره را به همراه اندازه، کلاس، استاندارد و مواد حمل کند، بنابراین فلنج و حلقه به عنوان یک مجموعه تطبیق یافته قیمت‌گذاری می‌شوند.

برای هندسه، تلرانس‌ها و مقادیر سختی پشت این خانواده‌ها، به داده‌های فنی اتصال نوع رینگ منتشر شده توسط Flexitallic برای حلقه‌های ساخته شده طبق ASME B16.20 و API 6A مراجعه کنید.

این مقاله فقط اطلاعات عمومی است. انتخاب نهایی باید بر اساس کد قابل اجرا، مشخصات پروژه و تأیید توسط پرسنل مهندسی واجد شرایط باشد.