อธิบายระดับแรงดันการออกแบบ: ขีดจำกัดคลาส ASME และการเลือกปะเก็น

วิศวกรซ่อมบำรุงลงนามในหน้าแปลนเหล็กคาร์บอนคลาส 300 ขนาด 6 นิ้วสำหรับบริการ 400 ฟ จากนั้นเฝ้าดูข้อต่อร้องไห้ระหว่างการทำความร้อนครั้งแรก หน้าแปลนก็ดี ปะเก็นที่มาในกล่องเดียวกันนั้นมีคุณสมบัติเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมเท่านั้น และไม่มีใครวางตัวเลขทั้งสองไว้เคียงข้างกัน

คำตอบสั้นๆ: อัตราแรงดันการออกแบบคือแรงดันสูงสุดที่ส่วนประกอบอาจมี ที่อุณหภูมิที่กำหนด . ถอดอุณหภูมิออกแล้วตัวเลขก็ไม่มีความหมายอะไร เพราะเรตติ้งจะลดลงเมื่อความร้อนเพิ่มขึ้น บางครั้งอาจมากกว่า 70 เปอร์เซ็นต์

"คะแนนความดันการออกแบบ" หมายถึงอะไรจริงๆ

แนวคิดสองข้อถูกรวมไว้ในวลีนั้น และการแยกแนวคิดเหล่านั้นออกจากกันจะป้องกันการโต้แย้งส่วนใหญ่ในโครงการ

ความกดดันในการออกแบบเป็นอินพุตที่คุณเลือก ASME B31.3 ต้องการแรงดันการออกแบบของระบบท่อเพื่อให้ครอบคลุมแรงดันและอุณหภูมิที่เกิดขึ้นพร้อมกันที่รุนแรงที่สุดที่คาดหวังในการทำงานปกติ ในการปฏิบัติงานในโรงงานตามกระบวนการ วิศวกรโดยทั่วไปจะตั้งค่าไว้ที่มากกว่า 110 เปอร์เซ็นต์ของแรงดันใช้งานสูงสุดหรือแรงดันใช้งานสูงสุดบวก 25 psi จากนั้นปัดเศษขึ้นเป็นตัวเลขที่สามารถใช้งานได้ รหัสควบคุม ข้อมูลจำเพาะของลูกค้า หรือแรงดันที่ตั้งวาล์วระบายมักจะเหนือกว่าพฤติกรรมนั้นเสมอ

ระดับแรงกดการออกแบบเป็นผลลัพธ์ที่คุณค้นหา เป็นความดันที่ส่วนประกอบที่ซื้อมาอาจมีที่อุณหภูมิที่มองเห็นได้จริง หน้าแปลนใช้จาก ASME B16.5 หรือ B16.47 วาล์วจาก ASME B16.34 และปะเก็นจากคุณสมบัติของผู้ผลิตเทียบกับระดับหน้าแปลน การให้คะแนนเป็นของฮาร์ดแวร์ ไม่ใช่กระบวนการของคุณ

ตัวเลขทั้งสองจะต้องเรียงกันทั่วทั้งขอบเขตการปฏิบัติงาน ไม่เพียงแต่ที่จุดออกแบบที่พิมพ์บนแผ่นข้อมูลเท่านั้น

การทำงาน การออกแบบ MAWP และแรงดันทดสอบเป็นตัวเลขที่แตกต่างกันสี่ตัวเลข

สิ่งเหล่านี้ปะปนกันอย่างต่อเนื่อง และใบสั่งซื้อที่เสนอราคาผิดมักจะส่งมอบผลิตภัณฑ์ที่ไม่ถูกต้อง

กับดักคือแรงดันทดสอบ ข้อต่อที่รับแรงดันการออกแบบ 1.5 เท่าเป็นเวลาสิบนาทีในสภาวะแวดล้อมไม่ได้พิสูจน์อะไรเกี่ยวกับพฤติกรรมของมันที่อุณหภูมิ 750 F หลังจากรอบความร้อนห้าสิบรอบ

ASME เปลี่ยนหมายเลขคลาสให้เป็นระดับความกดดันได้อย่างไร

การพูดว่า "คลาส 300" ไม่ได้แสดงถึงความกดดัน โดยตั้งชื่อหมวดหมู่มิติและความดันจาก ASME B16.5 สำหรับขนาดจนถึง NPS 24 ความดันที่อนุญาตเบื้องหลังหมวดหมู่นั้นขึ้นอยู่กับตัวแปรเพิ่มเติมอีกสองตัว ได้แก่ หมายเลขกลุ่มวัสดุของวัสดุหน้าแปลน และอุณหภูมิในการใช้งาน

สำหรับกลุ่มที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย เหล็กกล้าคาร์บอนกลุ่ม 1.1 พิกัดที่ 100 ฟ มีลักษณะดังนี้:

ค่าต่างๆ นำมาจากตารางพิกัดอุณหภูมิแรงดันและความดัน ASME B16.5 สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนกลุ่ม 1.1 เปลี่ยนกลุ่มวัสดุและทุกกลุ่มจะเปลี่ยนไป

อุณหภูมิเป็นอีกครึ่งหนึ่งของคะแนน

หน้าแปลน Class 150 Group 1.1 แบบเดียวกันที่ให้แรงดัน 285 ปอนด์ต่อตารางนิ้ว ที่ 100 F อนุญาตเพียง 80 psi ที่ 800 F ซึ่งลดลง 72 เปอร์เซ็นต์ และเกิดขึ้นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงขนาดหน้าแปลน ขนาดสลักเกลียว หรือหมายเลขชิ้นส่วน

เหตุผลก็คือโลหะวิทยา ความแข็งแรงของผลผลิตจะลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น และเหนือประมาณ 600 F การคืบและการผ่อนคลายของโบลต์จะเริ่มใช้ภาระของโบลต์ที่ยึดข้อต่อไว้ด้วยกัน ตารางจัดอันดับคือตารางความแข็งแกร่งของวัสดุที่ลดลงตามอุณหภูมิ โดยมีระยะขอบอยู่ด้านบน

การอ่านตารางความดัน-อุณหภูมิโดยไม่ถูกเผา

นิสัยห้าประการแยกการตรวจสอบอันดับออกจากกันซึ่งไม่ผ่านการตรวจสอบ

1. ระบุกลุ่มวัสดุก่อน ไม่ใช่แค่ชื่อวัสดุ A105, A350 LF2 และ A182 F304 ตั้งอยู่คนละกลุ่มและมีพิกัดต่างกัน
2. ใช้อุณหภูมิการบริการจริง และใช้การประมาณค่า ASME B16.5 อนุญาตให้มีการแก้ไขเชิงเส้นระหว่างอุณหภูมิที่ระบุไว้ การปัดเศษเงื่อนไข 780 F ลงเหลือ 700 F ถือเป็นการละเมิดการให้คะแนน ไม่ใช่ทางลัดแบบอนุรักษ์นิยม
3. ใช้ชุดค่าผสมที่จำกัด หากเส้นเห็นอุณหภูมิ 400 F ที่ 200 psi และ 200 F ที่ 500 psi พิกัดจะต้องเป็นไปตามทั้งสองจุด ไม่ใช่แค่แรงดันที่สูงกว่าเท่านั้น
4. ตรวจสอบโบลต์และปะเก็นแยกกัน โบลต์จะเสื่อมสภาพตามอุณหภูมิเช่นกัน และตัวเติมปะเก็นและส่วนปิดหน้าก็มีเพดานของตัวเองซึ่งอาจอยู่ต่ำกว่าขีดจำกัดหน้าแปลนมาก
5. ตรวจสอบอีกครั้งหลังจากการทดแทนวัสดุใดๆ การเปลี่ยนจากเหล็กกล้าคาร์บอนเป็นสเตนเลสล่าช้าอาจทำให้การให้คะแนนที่ถูกต้องในเอกสารข้อมูลต้นฉบับเป็นโมฆะ

ปะเก็นอยู่ภายในขอบเขตความดัน

ข้อต่อหน้าแปลนที่ได้รับการจัดอันดับคือระบบ และปะเก็นเป็นเพียงส่วนเดียวที่ออกแบบมาเพื่อทำให้เสียรูป การโบลต์จะจ่ายโหลด ใบหน้าของหน้าแปลนจะกระจาย และปะเก็นจะแปลงเป็นความเค้นในการซีล

ภาพสามมิติแบบระเบิดของข้อต่อหน้าแปลนแบบเกลียว อัตราแรงดันการออกแบบใช้กับส่วนประกอบทั้งชิ้น: ทั้งหน้าแปลน สลักเกลียว และปะเก็นที่อยู่ระหว่างทั้งสองชิ้น หากปะเก็นไม่สามารถเกิดความเค้นขณะนั่งได้ที่อุณหภูมิการออกแบบ ระดับชั้นของหน้าแปลนจะกลายเป็นไปตามทฤษฎี

จับคู่ปะเก็นกับคลาสที่ได้รับการจัดอันดับ

หน้าแปลนคลาส 900 ไม่ได้มอบประสิทธิภาพของคลาส 900 กับสิ่งที่ยึดอยู่ระหว่างใบหน้า ที่ คุณสมบัติทางกายภาพของวัสดุปะเก็น เช่น ความแข็งและความต้านทานแรงดึง จะทำให้การออกแบบมีรูปทรงได้มากเท่ากับระดับแรงกด โครงสร้างสามแบบครอบคลุมข้อต่อที่ได้รับการจัดอันดับมากที่สุด

ปะเก็นพันเกลียว: อุปกรณ์ใช้งานทั่วไป

แถบโลหะที่พันเป็นเกลียวพร้อมตัวเติมแบบอ่อน มักจะมาพร้อมกับวงแหวนด้านในและวงแหวนด้านนอก ครอบคลุมประมาณคลาส 150 ถึงคลาส 2500 บนแถบอุณหภูมิที่กว้าง และทนทานต่อการหมุนของหน้าแปลนเล็กๆ ที่เกิดขึ้นระหว่างการหมุนเวียนด้วยความร้อน ตัวเติมกำหนดเพดาน: กราไฟท์ยืดหยุ่นสำหรับอุณหภูมิสูง, PTFE สำหรับสารเคมีที่มีฤทธิ์รุนแรง, ไมกาหรือเซรามิกที่สูงกว่า 850 F.

ปะเก็นแผลเกลียว ปะเก็นแผลเกลียวพร้อมฟิลเลอร์ PTFE ดูผลิตภัณฑ์ →

ปะเก็นวงแหวน: สำหรับคลาสสูงสุด

ที่สูงกว่าคลาส 900 หรือในการให้บริการที่อุดมด้วยไฮโดรเจนและมีวงจรสูง การเชื่อมปะเก็นวงแหวนระหว่างโลหะกับโลหะมักเป็นคำตอบเดียวที่ใช้งานได้จริง การปิดผนึกทำได้โดยการใส่ปะเก็นที่นั่งเข้าไปในร่อง ดังนั้นขนาดของร่อง พื้นผิวสำเร็จ และความแข็งของปะเก็นจึงมีความสำคัญพอๆ กับระดับแรงกด

ปะเก็นแหวนร่วม ปะเก็นข้อต่อแบบวงแหวนได้รับการพัฒนาเพื่อใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมตลอดจนอุปกรณ์ขุดเจาะและการผลิตก๊าซน้ำมัน ปะเก็นเหล่านี้เหมาะสำหรับพี... ดูผลิตภัณฑ์ →

ปะเก็น Kammprofile: ความเค้นสูง โหลดโบลต์ต่ำกว่า

แกนโลหะหยักที่มีชั้นหันหน้าอ่อน มีความเครียดในการนั่งสูงเช่นปะเก็นโลหะทั้งหมด แต่ปิดผนึกด้วยโหลดโบลต์ที่ต่ำกว่า และมักได้รับการตกแต่งใหม่แทนที่จะเปลี่ยนใหม่ เหมาะกับเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนและข้อต่อใดๆ ที่การเข้าถึงโบลต์มีจำกัด

ปะเก็น Kammprofile ปะเก็น Kammprofile พร้อมวงแหวนรอบนอกหลวม ดูผลิตภัณฑ์ →

ข้อผิดพลาดห้าประการที่ปรากฏในรีวิวความกดดันด้านการออกแบบ

• การอ้างอิงการให้คะแนนโดยไม่มีอุณหภูมิ คลาส 150 คือ 285 psi ที่ 100 F และ 20 psi ที่ 1,000 F ในกลุ่มวัสดุเดียวกัน
• ถือว่าคะแนนหน้าแปลนเป็นคะแนนร่วม การโบลต์ ปะเก็น และหันหน้าเข้าหากันทั้งหมดอยู่ภายในขอบเขตแรงดัน
• สมมติว่าคนชั้นสูงสามารถรักษารอยรั่วได้ การก้าวจากคลาส 300 ไปเป็นคลาส 600 จะไม่เปลี่ยนแปลงอะไรเลยหากปะเก็นไม่เคยถึงความเค้นของเบาะนั่ง
• โดยไม่สนใจว่าขีดจำกัดอุณหภูมิของกลุ่มวัสดุและปะเก็นมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไร หน้าแปลนสามารถผ่านได้ในขณะที่ปะเก็นล้มเหลวที่อุณหภูมิเดียวกันทุกประการ
• ปฏิบัติต่อไฮโดรเทสเพื่อเป็นข้อพิสูจน์ การทดสอบการพิสูจน์อุณหภูมิแวดล้อมจะตรวจสอบขอบเขตเพียงครั้งเดียว ไม่ใช่พฤติกรรมในระยะยาว

คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับการจัดอันดับความกดดันในการออกแบบ

การได้รับอัตราแรงดันการออกแบบที่เหมาะสมนั้นส่วนใหญ่เป็นวินัยในการจับคู่ตัวเลขความดันทุกตัวกับอุณหภูมิของมัน และตรวจสอบส่วนประกอบทั้งหมด ไม่ใช่แค่หน้าแปลน วัสดุปิดผนึก Ningbo Rilson ผลิตแผลเป็นเกลียว ข้อต่อแหวน โปรไฟล์ kamm โลหะลูกฟูก อโลหะ และปะเก็นตัวแลกเปลี่ยนความร้อน และทำงานจากประเภทหน้าแปลน กลุ่มวัสดุ และอุณหภูมิการบริการที่ตรงกัน แทนที่จะเป็นหมายเลขหัวข้อเดียว ส่งรายละเอียดทั้งสามนี้ไปพร้อมกับคำถามของคุณ และโครงสร้างการปิดผนึกสามารถยืนยันเทียบกับพิกัดที่ข้อต่อต้องเป็นไปตามนั้น