Mặt bích thép không gỉ: Loại, xếp hạng và lựa chọn vật liệu (A182 so với A240)

Học hỏicác loại mặt bích thép không gỉ(WN, SO, BL, SW, LJ, THD), xếp hạng áp suất ASME B16.5 và cách chọn giữa mặt bích được rèn theo tiêu chuẩn ASTM A182 và mặt bích cắt theo tấm ASTM A240-. Hướng dẫn lựa chọn vật liệu hoàn chỉnh.

Mặt bích bằng thép không gỉ là một khớp nối hình đĩa-dùng để kết nối các đường ống, van, máy bơm và thiết bị trong hệ thống đường ống.Mặt bích bên phải được lựa chọn bởi ba yếu tố:kiểu(cách nó kết nối với đường ống),lớp áp lực(nó có thể chịu được bao nhiêu áp suất và nhiệt độ theo ASME B16.5) vàđặc điểm kỹ thuật vật liệu(ASTM A182 cho mặt bích rèn so với ASTM A240 cho mặt bích cắt-tấm). Đối với dịch vụ áp suất cao,-quan trọng, hãy chọn mặt bích rèn ASTM A182; đối với hình học có áp suất-thấp, không-quan trọng hoặc tùy chỉnh, mặt bích ASTM A240 cắt tấm- có thể được chấp nhận.

Mặt bích thép không gỉ là gì?

Mặt bích bằng thép không gỉ là một bộ phận hình tròn hoặc hình vòng-nối các đường ống, van, máy bơm và thiết bị khác để tạo thành hệ thống đường ống.Các mặt bích thường được bắt vít với nhau bằng một miếng đệm giữa các mặt tiếp xúc để tạo ra một lớp đệm kín áp suất. Lựa chọn vật liệu là rất quan trọng vì mặt bích phải chịu được áp suất bên trong, nhiệt độ vận hành và môi trường hóa học của chất lỏng xử lý trong toàn bộ tuổi thọ thiết kế của hệ thống. Lựa chọn sai - cho dù về thông số kỹ thuật vật liệu, cấp áp suất hay loại mặt bích - đều có thể dẫn đến rò rỉ, tắt máy đột xuất hoặc hỏng hóc nghiêm trọng.

Thép không gỉ được chọn khi môi trường sử dụng có tính ăn mòn, vệ sinh hoặc nhiệt độ{0}}cao. Các loại không gỉ phổ biến như 304, 316, 321 và 347 mang lại sự cân bằng về khả năng chống ăn mòn, độ bền cơ học và khả năng chế tạo. Đối với dịch vụ clorua mạnh hơn, các loại song công như 2205 hoặc siêu song công 2507 được chỉ định. Tiêu chuẩn vật liệu -ASTM A182cho các thành phần giả mạo so vớiASTM A240đối với tấm - không chỉ xác định thành phần hóa học mà còn cả quy trình sản xuất và các tính chất cơ học thu được.

Các loại mặt bích thép không gỉ chính là gì?

ASME B16.5 nhận dạng sáu loại mặt bích cơ bản: Cổ hàn (WN), Trượt-Trên (SO), Mù (BL), Mối hàn ổ cắm (SW), Khớp nối vòng (LJ) và Có ren (THD).Mỗi loại được tối ưu hóa cho một phương pháp nối cụ thể, sự tiện lợi khi lắp ráp và mức nhiệt độ-áp suất. Chọn đúng loại là bước đầu tiên để đảm bảo hệ thống đường ống an toàn và có thể bảo trì.

So sánh loại mặt bích

Hướng dẫn lựa chọn:Sử dụngMặt bích cổ hàndành cho những ứng dụng khắc nghiệt, ứng suất cao hoặc tải theo chu kỳ vì sự chuyển tiếp trơn tru từ mặt bích sang đường ống làm giảm sự tập trung ứng suất. Sử dụng Trượt-Trên mặt bích nơi tốc độ lắp đặt và chi phí quan trọng hơn tính toàn vẹn tối đa. Sử dụng mặt bích mù để cách ly các phần đường ống trong quá trình bảo trì. Sử dụng mặt bích Socket Weld cho đường ống có lỗ khoan nhỏ, áp suất cao- mà việc hàn đối đầu là không thực tế.

Xếp hạng áp suất ASME B16.5 là gì và chúng hoạt động như thế nào?

ASME B16.5 chỉ định 'cấp áp suất' của mặt bích - Loại 150, 300, 400, 600, 900, 1500 và 2500 - xác định áp suất tối đa cho phép ở nhiệt độ nhất định.Số lớp không phải là mức áp suất; đó là ký hiệu tương ứng với bảng nhiệt độ-áp suất trong tiêu chuẩn. Các loại cao hơn có mặt bích dày hơn, bu lông lớn hơn và vòng tròn bu lông lớn hơn để chống lại áp suất bên trong cao hơn.

Xếp hạng áp suất là-nhóm-dành riêng cho vật liệu. Thép không gỉ 304 thuộc nhóm vật liệu ASME 2.1, trong khi 316/316L thường thuộc Nhóm 2.2. Khi nhiệt độ tăng, áp suất cho phép giảm đối với tất cả các nhóm vì vật liệu mất đi độ bền. Do đó, mặt bích chịu được định mức 50 bar ở nhiệt độ môi trường xung quanh chỉ có thể được định mức cho 25 bar ở 400 độ.

ASME B16.5 Áp suất-Xếp hạng nhiệt độ - 316 Thép không gỉ (Nhóm 2.2)

Lưu ý: Các giá trị được làm tròn và dựa trên thép không gỉ austenit Nhóm 2.2 (ví dụ: 316/316L). Luôn tham khảo phiên bản mới nhất của ASME B16.5 để biết các giá trị chính xác áp dụng cho nhóm vật liệu và nhiệt độ của bạn.

Ví dụ thực tế:Nếu đường ống hoạt động ở 40 bar và 200 độ sử dụng thép không gỉ 316L thì cần phải có mặt bích Loại 300 vì Loại 150 chỉ được định mức ở nhiệt độ 14,8 bar ở nhiệt độ đó, trong khi Loại 300 được định mức là 38,7 bar. Tùy thuộc vào các yếu tố an toàn và yêu cầu về mã, Loại 600 có thể được chọn để cung cấp thêm biên độ.

Sự khác biệt giữa ASTM A182 và ASTM A240 đối với mặt bích là gì?

ASTM A182 bao gồm các mặt bích, phụ kiện, van và các bộ phận-có nhiệt độ cao bằng hợp kim rèn hoặc cán và thép không gỉ. ASTM A240 bao gồm tấm, tấm và dải thép không gỉ crom và crom-niken dành cho bình chịu áp lực và các ứng dụng chung.Khi mặt bích được sản xuất từ ​​vật liệu A182, nógiả mạo; khi được sản xuất từ ​​vật liệu A240, nócắt từ đĩa. Sự khác biệt về sản xuất này là yếu tố quan trọng nhất tách biệt hai thông số kỹ thuật.

ASTM A182 so với ASTM A240

Mặc dù giới hạn thành phần hóa học thường giống nhau giữa mặt bích A182 F316 và tấm A240 Loại 316,tính chất cơ học khác nhaubởi vì quá trình rèn sẽ tinh chỉnh cấu trúc hạt và điều chỉnh dòng hạt phù hợp với hình dạng của bộ phận. Điều này giúp mặt bích rèn có khả năng chống mỏi, độ bền va đập và khả năng chịu áp lực-tốt hơn.

Mặt bích rèn có hiệu suất như thế nào so với mặt bích cắt-tấm?

Mặt bích được rèn tốt hơn mặt bích cắt tấm-về tính chất cơ học và độ tin cậy, nhưng mặt bích cắt tấm-có chi phí thấp hơn và tính linh hoạt hình học cao hơn.Quá trình rèn giúp loại bỏ các khoảng trống bên trong, căn chỉnh cấu trúc hạt và tạo ra thành phần có các đặc tính nhất quán thông qua mặt cắt ngang. Mặt bích cắt tấm-kế thừa các đặc tính định hướng của tấm ban đầu và có thể chứa các tạp chất hoặc lớp mà không thể phát hiện được cho đến khi gia công hoặc thử nghiệm.

Khi nào nên sử dụng giả mạo:chỉ định mặt bích rèn ASTM A182 cho các khớp nối chứa áp suất, dịch vụ tuần hoàn, cấp áp suất cao-(600 trở lên), dịch vụ nhiệt độ thấp-trong đó độ bền là rất quan trọng và bất kỳ ứng dụng nào thuộc quy trình đường ống xử lý ASME B31.3 hoặc mã bình chịu áp lực ASME Phần VIII.

Khi việc cắt tấm-được chấp nhận:Mặt bích cắt tấm ASTM A240-có thể được sử dụng cho các đường dây tiện ích-áp suất thấp, bể khí quyển, giá đỡ kết cấu, đường ống tạm thời và mặt bích đường kính-lớn tùy chỉnh mà việc rèn rèn tiêu chuẩn không có sẵn hoặc không kinh tế. Luôn xác minh với kỹ sư dự án và mã hiện hành xem mặt bích cắt tấm-có được phép hay không.

Làm thế nào để bạn chọn loại mặt bích thép không gỉ phù hợp?

Lựa chọn cấp mặt bích dựa trên khả năng chống ăn mòn, tiếp xúc với nhiệt độ, khả năng hàn và chi phí.Các loại Austenitic như 304 và 316 chiếm ưu thế trong dịch vụ chung. Các loại cacbon-thấp (các loại L-) được sử dụng khi cần hàn để tránh hiện tượng nhạy cảm và ăn mòn giữa các hạt. Các cấp ổn định (321, 347) được chọn để duy trì dịch vụ ở nhiệt độ cao-. Các loại song công và siêu song công xử lý môi trường clorua mạnh.

Các loại mặt bích thép không gỉ phổ biến

Nguyên tắc lựa chọn:Bắt đầu với F304L cho môi trường lành tính, chuyển sang F316L để tiếp xúc với clorua, chọn F321/F347 cho dịch vụ ở nhiệt độ-cao và chỉ định song công hoặc siêu song công đối với nguy cơ nứt ăn mòn do ứng suất clorua nghiêm trọng-. Đối với dịch vụ chua (H₂S), hãy tham khảo giới hạn độ cứng NACE MR0175 / ISO 15156.

Các loại mặt bích là gì?

Mặt bích là bề mặt tiếp xúc nén miếng đệm để tạo thành vòng đệm.Mặt bích thép không gỉ có ba loại mặt phổ biến: Mặt nâng (RF), Mặt phẳng (FF) và Khớp nối kiểu vòng- (RTJ). Việc lựa chọn mặt phụ thuộc vào loại áp suất, loại đệm và vật liệu của mặt bích đối tiếp.

So sánh loại mặt bích

Ghi chú:Không bắt vít mặt bích-mặt phẳng vào mặt bích-nâng cao làm bằng thép không gỉ. Sự tiếp xúc không đều có thể làm cong mặt phẳng và gây rò rỉ. Tương tự, mặt bích RTJ chỉ được ghép với các mặt bích RTJ khác có cùng hình dạng rãnh và số vòng. Miếng đệm phải được chọn cho chất lỏng, nhiệt độ, áp suất và loại bề mặt.

Khi nào bạn nên chọn mặt bích rèn A182 so với mặt bích tấm A240-Mặt bích cắt?

Chọn mặt bích rèn ASTM A182 khi mối nối chịu áp lực-có chứa, mức độ an toàn-quan trọng hoặc bị chi phối bởi mã ASME.Chọn mặt bích cắt tấm ASTM A240-khi chi phí, hình dạng tùy chỉnh hoặc hoạt động áp suất-thấp là yếu tố cần cân nhắc chính và khi thiết kế đã được kỹ sư chịu trách nhiệm xem xét và chấp nhận.

Tiêu chuẩn và kiểm soát chất lượng mặt bích thép không gỉ

Kiểm soát kích thước được điều chỉnh bởi ASME B16.5 và ASME B16.47; kiểm soát vật liệu được quản lý bởi ASTM A182 hoặc A240; và chất lượng chế tạo được xác minh bằng cách kiểm tra kích thước, kiểm tra thủy tĩnh và kiểm tra không{4}}phá hủy khi được yêu cầu.Để chấp nhận dự án, mặt bích phải có Báo cáo thử nghiệm vật liệu (MTR) hoàn chỉnh cho thấy số nhiệt, phân tích hóa học, kết quả thử nghiệm cơ học, điều kiện xử lý nhiệt và bất kỳ thử nghiệm bổ sung nào được chỉ định.

Kiểm tra điển hình:kiểm tra trực quan, kiểm tra kích thước (OD, ID, độ dày, vòng tròn bu lông, độ hoàn thiện bề mặt), nhận dạng vật liệu (Nhận dạng vật liệu dương tính PMI -), kiểm tra vỏ thủy tĩnh (khi được yêu cầu) và NDE chẳng hạn như kiểm tra thẩm thấu chất lỏng hoặc siêu âm cho dịch vụ quan trọng. Các rãnh RTJ và bề mặt bịt kín cần được chú ý đặc biệt vì bất kỳ hư hỏng nào cũng có thể ảnh hưởng đến chỗ ngồi của miếng đệm.

Câu hỏi thường gặp

Không phải không có sự xem xét kỹ thuật.Mặc dù kích thước danh nghĩa có thể giống nhau theo ASME B16.5 nhưng dạng vật liệu lại khác. Mặt bích cắt tấm A240-có thể không đáp ứng các yêu cầu về đặc tính cơ học-giống như mặt bích rèn A182, đặc biệt đối với các loại áp suất-cao. Đối với các hệ thống được mã hóa ASME{8}}, việc thay thế thường yêu cầu phê duyệt chính thức, xem xét tài liệu và có thể cả thử nghiệm bổ sung.

Câu hỏi 2: Chữ 'F' trong F304 có nghĩa là gì?

'F' chỉ ra rằng vật liệu được sản xuất theo tiêu chuẩn ASTM A182 dành cho các phụ kiện rèn, mặt bích, van và các bộ phận.Ví dụ: F304 tương ứng với UNS S30400, thành phần cơ bản tương tự như tấm Loại 304 theo tiêu chuẩn ASTM A240. Tiền tố 'F' xác định dạng sản phẩm và các yêu cầu định hướng rèn-của A182, chứ không phải hóa học khác.

Câu hỏi 3: Loại 150 có được định mức ở mức 150 psi không?

KHÔNG.Số lớp là danh pháp lịch sử, không phải là đánh giá áp suất trực tiếp. Ở nhiệt độ môi trường xung quanh, mặt bích bằng thép không gỉ Loại 150 được định mức ở khoảng 275–285 psi (19 bar), không phải 150 psi. Xếp hạng thực tế phụ thuộc vào nhóm vật liệu và nhiệt độ và được lập bảng trong ASME B16.5.

Câu hỏi 4: Sự khác biệt giữa cổ hàn và cổ trượt-trên mặt bích là gì?

Mặt bích cổ hàn có một trục côn dài được hàn giáp-vào ống, tạo ra sự chuyển tiếp ứng suất trơn tru, lý tưởng cho các ứng dụng-áp suất cao và tuần hoàn.Mặt bích-Trượt trượt trên đường ống và được hàn phi lê-ở cả hai mặt. Trượt-Trên mặt bích rẻ hơn và dễ lắp đặt hơn nhưng có tính toàn vẹn cơ học thấp hơn và thường bị giới hạn ở mức áp suất thấp hơn.

Câu hỏi 5: Lớp hoàn thiện mặt bích nào là tốt nhất cho dịch vụ áp suất cao{1}}?

Khớp-loại vòng (RTJ) là loại khớp tốt nhất cho dịch vụ-áp suất cao và nhiệt độ-cao.Mặt bích RTJ sử dụng vòng đệm kim loại nằm trong rãnh gia công và biến dạng dưới tải trọng của bu lông để tạo ra vòng đệm có độ tin cậy cao. Đối với áp suất thấp hơn, Mặt nâng (RF) với miếng đệm phi kim loại hoặc bán{2}}kim loại phù hợp là tiêu chuẩn.

Câu hỏi 6: Khi nào tôi nên chỉ định mặt bích 316L thay vì 316?

Chỉ định 316L bất cứ khi nào mặt bích sẽ được hàn.Hàm lượng carbon thấp hơn (tối đa 0,03% so với tối đa. 0.08%% đối với 316) giúp giảm nguy cơ nhạy cảm kết tủa crom cacbua - - trong quá trình hàn. Sự nhạy cảm làm cạn kiệt crom ở các ranh giới hạt và làm cho vùng-bị ảnh hưởng nhiệt dễ bị ăn mòn giữa các hạt. 316L về cơ bản cung cấp khả năng chống ăn mòn tương tự như 316 với khả năng hàn tốt hơn.

Câu 7: Sự khác biệt giữa ASME B16.5 và B16.47 là gì?

ASME B16.5 bao gồm các mặt bích từ NPS 1/2 đến 24; ASME B16.47 bao gồm các mặt bích có đường kính-lớn từ NPS 26 đến 60.B16.47 có hai dòng: Dòng A (trước đây là MSS SP-44) có mặt bích nặng hơn với vòng tròn bu lông lớn hơn, trong khi Dòng B (trước đây là API 605) có kích thước nhẹ hơn. Hai loạt không thể thay thế cho nhau trên cùng một khớp.