Čo sú príruby?

● Úvod do prírub

Rúrková príruba spája potrubie a komponenty v potrubnom systéme pomocou skrutkových spojov a tesnení. Najbežnejšie používané príruby sú príruba so zvarovým hrdlom, nasúvacia príruba, slepá príruba, príruba na privarenie, závitová príruba a príruba pre preplátovaný spoj (RTJ Flange). Tento typ pripojenia v prírube potrubia umožňuje jednoduchú demontáž a oddelenie pri opravách a pravidelnej údržbe. Najbežnejšia špecifikácia pre prírubu z uhlíkovej ocele a nehrdzavejúcej ocele je ANSI B16.5 / ASME B16.5.

Kovové príruby sa bežne používajú na priemyselné, komerčné a inštitucionálne použitie. Oceľové rúrkové príruby sú dostupné v rôznych štýloch a tlakových triedach. Kovové príruby sú klasifikované v hodnotení od 150 do 2500 #. Okrem špecifikácie tlakovej triedy vyžadujú určité príruby, ako je zvarová príruba a hrdlová zvarová príruba, aj špecifikáciu plánu potrubia. To zaisťuje, že otvor rúry bude zodpovedať otvoru zvarového hrdla alebo hrdlovej zvarovej príruby.

SSM ponúka širokú škálu potrubných prírub z uhlíkovej ocele, nehrdzavejúcej ocele a zliatiny niklu. Môžeme tiež poskytnúť špeciálne príruby, ako je príruba s dlhým zvarovým hrdlom, požiadavka na špeciálny materiál a príruby s vysokou výťažnosťou.

Klasifikácia prírub sa vykonáva niekoľkými alternatívnymi spôsobmi, ako je uvedené nižšie;

● Na základe pripojenia potrubia

Príruby možno klasifikovať na základe spôsobu pripevnenia k potrubiu, ako je uvedené nižšie;

● Zváracia príruba na krk

Zváracia príruba hrdla (tiež nazývaná „príruba zváracieho hrdla“) je dobre známa pre svoj dlhý kužeľovitý náboj, ktorý poskytuje mechanickú pevnosť (užitočné na to, aby odolalo „nakláňaniu“ a „prehýbaniu“). Zváracie hrdlové príruby sú príruby s vysokou integritou a sú dostupné vo všetkých veľkostiach, všetkých bežných typoch čelných plôch (ploché, zvýšené, RTJ) a všetkých tried. Vďaka pevnosti náboja a celistvosti zvaru je tento typ príruby vhodný pre aplikácie so zvýšenou teplotou a tlakom.

● Nasúvacie príruby

Nasúvacie príruby, známe aj ako „hubbed flanges“, majú náboj s veľmi nízkym profilom. Tento typ príruby je zvyčajne spojený s rúrkou jedným alebo dvoma kútovými zvarmi (jeden mimo príruby a jeden vo vnútri príruby), je však možné použiť iba jeden zvar. Násuvné príruby sa vyrábajú v mnohých veľkostiach a uprednostňujú sa pre aplikácie s nižším tlakom (trieda ASME menšia alebo rovná 600). Veľkosť otvoru (vnútorný priemer) nasúvacej príruby je väčšia ako u spojovacej rúrky, čo umožňuje jej nasunutie/nasunutie na rúrku (nasunutie na rúrku). Medzi rúrou a prírubou nie je zvar s úplným prienikom, preto existujú obmedzenia pre jeho použitie z dôvodu nižšej integrity zvaru.

● Socket Weld Príruby

Príruby na privarenie hrdla majú hrdlo, do ktorého je vložená rúrka; rúra je zaistená jedným kútovým zvarom umiestneným na vonkajšej strane náboja príruby. Významnou nevýhodou tohto typu príruby je, že sa nepovažuje za spoj s vysokou integritou, pretože zvar je ťažké dokázať; preto sú privarovacie príruby vhodné len pre nízke až stredné triedy (menej alebo rovné ASME 600). Kvôli ich nižšej celistvosti a nevhodnosti na použitie pri vyšších tlakoch majú príruby na hrdlové zvary takmer vždy ploché alebo vyvýšené čelá. Príruby s hrdlovým zvarom sú navrhnuté pre malé menovité veľkosti rúr (menej alebo rovné 4 palcom, menšie alebo rovné 10 cm) a sú bežné pre veľkosti rúr ½ až 2- palca (veľkosti rúr od 1,3 do 5 cm). Mechanická pevnosť hrdlovej zvarovej príruby je podobná ako u nasúvacej príruby, ale nasúvacia príruba môže používať dva zvary.

● Závitová príruba

Konštrukcia závitovej príruby (tiež nazývaná „skrutková príruba“) využíva skrutkový závit na pripojenie príruby k potrubiu. Vonkajší závit sa vyreže na koniec rúry, zatiaľ čo vnútorný závit sa vyreže do otvoru príruby; rúrka s vonkajším závitom sa potom naskrutkuje do príruby s vnútorným závitom.

Aj keď je dizajn závitovej príruby dostupný v mnohých veľkostiach a tlakových triedach, používa sa hlavne pre malé potrubné systémy, tj menšie alebo rovné 4 palcom. Jeho použitie je tiež typicky obmedzené na netoxické systémy, nízkotlakové systémy a nízkoteplotné systémy. Závitové príruby s veľkosťou ½ palca až 2- palca sú oveľa bežnejšie ako veľkosti 2 palce a viac. Vzhľadom na aplikácie s nižším tlakom používajú závitové príruby iba ploché a zvýšené plochy. Nie sú vhodné pre vysokoteplotné aplikácie, pretože by sa deformovala geometria závitu, čo často vedie k netesnostiam.

● Slepá príruba

Slepá príruba (tiež nazývaná „príruba uzatváracej dosky“) je inštalovaná na konci potrubného systému na ukončenie potrubia. Nemá stredový otvor (vývrt), takže cez prírubu nepreteká. Slepú prírubu možno použiť na izoláciu potrubia, ventilu alebo tlakovej nádoby. Tento typ príruby je dostupný vo všetkých veľkostiach a triedach a môže používať plochú, vyvýšenú alebo prstencovú spojovaciu plochu.

Slepá príruba môže nahradiť uzáver na privarenie v prípade potreby predĺženia potrubia alebo v prípade potreby kontroly potrubia (odstránením slepej príruby sa dostanete do vnútra potrubia). Tento typ príruby možno použiť aj ako prístupový bod tyče na odtokových systémoch. V závislosti od aplikácie môže byť slepá príruba vyvŕtaná a použitá ako nasúvacia príruba alebo môže byť závitovaná a použitá ako závitová príruba.

● Kĺbová príruba (LJF)

Preplátovaná spojovacia príruba (LJF) je zostava dvoch prvkov zahŕňajúcich čapový koniec a prekrytú kĺbovú prstencovú prírubu (tiež nazývaná „preplátovaná spojovacia príruba“). Aby sme boli technicky správne, čapový koniec nie je súčasťou príruby preplátovaného spoja. Preplátovaná príruba sa však vždy používa v spojení s čapom, takže obe časti sa často súhrnne označujú ako „príruba preplátovaného spoja“. Vďaka svojej konštrukcii majú príruby preplátovaného spoja vždy ploché čelo s hladkým povrchom. Keď sa však spojí s nákružkom, výsledná tesniaca plocha sa zdvihne. K tomu dochádza, pretože tesniaca plocha čapu je nad rovinou skrutkovania príruby. Príruba preplátovaného spoja nemá tesniacu plochu, tesniacu plochu má iba čap. Tesniaca plocha čapu môže byť hladká, zúbkovaná alebo drážkovaná, aby sa umožnilo spojenie prstencového typu.

Na zostavenie príruby a čapu krúžku s prekríženým spojom sa musí nástavec zasunúť do otvoru prírubového krúžku a potom byť privarený na tupo k potrubiu. Jedna strana čapu tvorí tesniacu plochu, zatiaľ čo protiľahlá/zadná strana čapu tlačí na prekrížený prírubový krúžok (keď je príruba zmontovaná). Prírubový krúžok preplátovaného spoja sa môže voľne otáčať po privarení čapu k potrubiu, pretože nie je fyzicky pripojený k čapu. Po zmontovaní prírubového spoja sa prekrížený krúžok už nemôže voľne otáčať.

Ďalšie typy prírub, s ktorými sa mnohí inžinieri stretnú, sú samčie a samičie a typy s perom a drážkou. Menej bežné typy zahŕňajú dizajn otvoru, expandéra, redukcie a dlhého zváracieho hrdla.

Konce prírub môžu byť priskrutkované, privarené alebo lapované (kontakt kov na kov) k ich príslušnému potrubiu.

Prehľad typov prírub

Niektoré dôležité informácie týkajúce sa typov prírub sú zhrnuté do nižšie uvedenej tabuľky. Aj keď sú v tabuľke citované normy ASME, dostupné sú alternatívne medzinárodné a národné normy (DIN, EN atď.). ASME je však najrozšírenejšou organizáciou pre normalizáciu potrubí, a preto boli jej normy citované.

V tabuľke nižšie stĺpec „Faces“ označuje obvyklú tesniacu plochu zvolenú pre typ príruby. V závislosti od typu príruby však môžu existovať výnimky z pravidla. S tabuľkou by sa malo zaobchádzať ako s tabuľkou všeobecného prehľadu, zatiaľ čo konkrétne informácie by sa mali hľadať v príslušných normách.

● Na základe Facing

Existujú tri bežné typy čela príruby, hladký/plochý, zvýšený a prstencový spoj (RTJ). Existujú aj iné typy čelných plôch príruby, predovšetkým dizajny Tongue-and-Groove (T&G), Lap Joint a Male-and-Female (M&F), ale tieto sú menej populárne. Potrubné normy definujú presnú geometriu, rozmery, materiál a povrchovú úpravu čela príruby.

Príruby môžu byť tiež klasifikované na základe obloženia, ako je uvedené nižšie:

● Zvýšená čelná príruba (RF)

Príruba so zvýšeným čelom (RF) má kruhové tvarované tesniace čelo, ktoré vyčnieva z roviny skrutkovacieho kruhu príruby. Zvýšené čelné príruby sú dostupné vo všetkých tlakových triedach, a teda pre široký rozsah tlakových a teplotných tried. RF príruby sú najbežnejším typom prírub používaných v ropnom a plynárenskom priemysle a chemickom inžinierstve.

RF príruby používajú zúbkované tesniace plochy s nekovovými alebo polokovovými tesneniami. Tesniaca plocha RF príruby je od vnútorného priemeru príruby po vonkajší priemer zvýšenej plochy. Typickým tesnením pre RF príruby by bolo tesnenie z grafitovej ocele s teplotným menovitým výkonom do 400 °C (750 °F) a menovitým tlakom do 250 barov (3 625 psi).

Výška zvýšeného čela nad rovinou čela skrutky je daná triedou príruby a normou, z ktorej je prevzatá. Pre štandard ASME B16.5 majú oceľové príruby v triedach 150 a 300 zvýšenú výšku čela 1/16 palca (1,6 mm); oceľové príruby presahujúce triedu 300 používajú vyvýšenú plochu 1/4 palca (6,4 mm). V ideálnom svete by sa výška vyvýšenej tváre zväčšovala so zvyšujúcou sa triedou, čo sa však vo väčšine štandardov nevyskytuje; je to však logické zovšeobecnenie.

●Plochá čelná príruba (FF)

Príruby s plochým čelom (FF) používajú nekovové tesnenia (mäkké tesnenia) a mali by mať vždy zúbkovaný tesniaci povrch. Tento typ príruby je vhodný pre nízkotlakové aplikácie a používa sa pre tlakové triedy 125 a 250.

Tesnenia sa inštalujú priamo na predné tesniace čelo listu príruby, tj v rovnakej rovine ako čelo skrutkového kruhu. Plocha tesnenia je od vnútorného priemeru príruby po vonkajší priemer príruby. Typické mäkké tesniace materiály sú zvyčajne dimenzované na 100 °C (212 °F) a tlak nie väčší ako 20 bar (290 psi). Pretože ploché čelné príruby využívajú takú veľkú tesniacu plochu, sú vyrobené na mieru. Ploché tesnenia príruby sa po nainštalovaní nemôžu otáčať kvôli prenikaniu otvorov pre skrutky cez tesnenie. Ploché čelné príruby sú vďaka veľkému rozmeru tesniacej plochy odolné proti mechanickému skresleniu (ohyb, vybočenie atď.).

Ploché čelné príruby by sa nikdy nemali spájať s vyvýšenými čelnými prírubami, najmä ak je zvýšená čelná príruba vyrobená z tvrdšieho materiálu.

● Kĺb krúžkového typu (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 (>750 ⁰C / 1 382 ⁰F). Príruby RTJ je možné použiť vo všetkých tlakových triedach, ale zvyčajne sa používajú pre triedu 900 a vyššie.

Rozdiel medzi RTJ prírubou a vyvýšenou čelnou prírubou je spôsob, akým sa získa tesnenie. Kovové tesnenia (tvrdé) sa používajú s prírubami RTJ, zatiaľ čo tesnenia so zvýšeným čelom používajú mäkké alebo polokovové tesnenia. Existujú tri hlavné kĺbové skupiny kruhového typu, sú to R, RX a BX; zameriame sa na kĺb typu R, pretože je zďaleka najbežnejší.

Tesnenia RTJ typu R sú kruhového tvaru s oválnym alebo osemhranným profilom/telesom; osemhranný profil získava najúčinnejšie tesnenie a má modernejší dizajn. Do čela príruby RTJ je vyrezaná drážka a do tejto drážky je inštalované príslušné tesnenie. Keď je príruba zmontovaná, dve protiľahlé plochy stlačia tesnenie, kým sa nedeformuje a nevytvorí sa tesnenie kov na kov. Ak je príruba zmontovaná správne, dve protiľahlé príruby RTJ by nemali prísť do vzájomného fyzického kontaktu.

Tesnenia RTJ sú často vyrobené z materiálu o niečo mäkšieho ako je materiál príruby. Pretože materiál tesnenia je mäkší, deformuje sa pri nižšom tlaku ako príruba, to zaisťuje, že je to tesnenie, ktoré sa deformuje, aby sa vytvorilo tesnenie, a nie príruba sa deformuje okolo tesnenia.

● Jazyk a drážka (T/G)

Jedna plocha príruby má vyvýšený krúžok (jazyk) obrobený na ploche príruby, zatiaľ čo protiľahlá príruba má zodpovedajúcu priehlbinu (drážku) opracovanú na jej ploche. Plochy jazyka a drážky týchto prírub musia byť zhodné. Obklady pero-drážka sú štandardizované vo veľkých aj malých typoch. Líšia sa od samčieho a vonkajšieho v tom, že vnútorné priemery pera a drážky nezasahujú do základne príruby, čím zachovávajú tesnenie na svojom vnútornom a vonkajšom priemere. Bežne sa nachádzajú na krytoch čerpadiel a krytoch ventilov. Spoje pero-drážka majú tiež výhodu v tom, že sú samovyrovnávacie a fungujú ako zásobník lepidla. Škrtový spoj udržuje os zaťaženia v jednej rovine so spojom a nevyžaduje veľké obrábanie.

● Muž a žena (M/F)

Pri tomto type musia byť príruby tiež zladené. Jedna plocha príruby má oblasť, ktorá presahuje normálnu plochu príruby (samec). Druhá príruba alebo protiľahlá príruba má zodpovedajúcu priehlbinu (samica) opracovanú na jej ploche. Ženská tvár má hĺbku 3/16- palca, mužská tvár je vysoká 1/4- palca a obe sú hladké. Vonkajší priemer samičieho čela slúži na umiestnenie a uchytenie tesnenia. Vlastné samčie a samičie obklady sa bežne nachádzajú na plášti výmenníka tepla na vedenie a krytie prírub. Ženská a mužská tvár sú hladké. Vonkajší priemer samičieho čela slúži na umiestnenie a uchytenie tesnenia.

Súhrn čela príruby

Nasledujúca tabuľka sumarizuje charakteristiky troch najbežnejších plôch prírub.

● Na základe povrchovej úpravy tváre

Čelná plocha príruby je oblasť, kde je inštalovaný tesniaci prvok (tesnenie). Najbežnejšie konštrukcie čelných plôch prírub sú hladké a zúbkované. Plochy príruby s plochým čelom (FF) a povrchy prírub so zvýšeným čelom (RF) vyžadujú zúbkovanie, ak sú vyrobené podľa priemyselných noriem.

● Dokončenie zásob

Najpoužívanejšia zo všetkých prírubových povrchových úprav, pretože je prakticky vhodná do všetkých bežných prevádzkových podmienok. Pri stlačení sa mäkká plocha z tesnenia vloží do tejto povrchovej úpravy, čo pomáha vytvoriť tesnenie a medzi spojovacími povrchmi sa vytvára vysoká úroveň trenia. Povrchová úprava pre tieto príruby je generovaná nástrojom s okrúhlym hrotom s polomerom 1,6 mm pri rýchlosti posuvu 0,8 mm na otáčku až do 12 palcov. Pre veľkosti 14 palcov a väčšie je povrchová úprava vyrobená 3,2 mm nástrojom s okrúhlym nosom pri posuve 1,2 mm na otáčku.

● Hladká povrchová úprava

Táto povrchová úprava nevykazuje žiadne vizuálne viditeľné značky nástroja. Tieto povrchové úpravy sa zvyčajne používajú pre tesnenia s kovovým povrchom, ako je dvojitý plášť, plochá oceľ a vlnitý kov. Hladké povrchy sa spájajú, aby vytvorili tesnenie, a závisia od rovinnosti protiľahlých plôch na dosiahnutie tesnenia. To sa zvyčajne dosahuje tak, že kontaktný povrch tesnenia je tvorený súvislou (niekedy nazývanou fonografickou) špirálovou drážkou vytvorenou nástrojom s okrúhlym nosom s polomerom 0,8 mm pri rýchlosti posuvu {{5} }.3 mm na otáčku s hĺbkou 0,05 mm. Výsledkom bude drsnosť medzi Ra 3,2 a 6,3 mikrometrov (125 – 250 mikro palcov).

● Zúbkovaný povrch

Toto je tiež súvislá alebo fonografická špirálová drážka, ale od povrchovej úpravy materiálu sa líši tým, že drážka sa zvyčajne vytvára pomocou nástroja 90-°, ktorý vytvára geometriu „V“ so 45-stupňovým zúbkovaním. Zúbkovanie na povrchu môže byť koncentrické alebo špirálové (fonografické). Sústredné zúbkovanie sa vyžaduje pre povrchovú úpravu, keď má prepravovaná tekutina veľmi nízku hustotu a môže nájsť únikovú cestu cez dutinu. Zúbkovanie je určené číslom, ktorým je aritmetická priemerná výška drsnosti (AARH). Toto je aritmetický priemer absolútnych hodnôt nameraných odchýlok výšky profilu v rámci vzorkovacej dĺžky a meraných od grafickej stredovej čiary.

Hladké povrchové príruby sú špecifikované, keď sú špecifikované kovové tesnenia a zúbkovaný povrch je poskytnutý, keď je poskytnuté nekovové tesnenie.

Vhodné hodnoty drsnosti

Priemyselné normy diktujú vhodné hodnoty drsnosti, nasledovné je prevzaté z normy ASME B16.5:

● Na základe materiálu konštrukcie

Príruby sú bežne kované s výnimkou veľmi málo prípadov, keď sú vyrobené z dosiek. Keď sa dosky používajú na výrobu, mali by mať zvárateľnú kvalitu. ASME B16.5 umožňuje vyrábať iba redukčné príruby a slepé príruby z dosky. Bežne používané konštrukčné materiály sú nasledovné;

● Na základe hodnotenia tlaku a teploty

Príruby sú tiež klasifikované podľa triedy tlaku a teploty v ASME B 16.5, ako je uvedené nižšie;

150#

300#

400#

600#

900#

1500#

2500#

Tabuľky menovitých tlakových teplôt v norme ASME B 16.5 špecifikujú nešokový pracovný pretlak, ktorému môže byť príruba vystavená pri určitej teplote. Príruby môžu odolať rôznym tlakom pri rôznych teplotách. So zvyšujúcou sa teplotou klesá menovitý tlak príruby. Uvedené tlakové triedy 150#, 300# atď. sú základné hodnoty a príruby znesú vyššie tlaky pri nižších teplotách. ASME B 16.5 udáva prípustné tlaky pre rôzne konštrukčné materiály vzhľadom na teplotu. ASME B16.5 neodporúča používať 150# príruby nad 400 stupňov F (200 stupňov). Tlaková trieda alebo menovitý výkon pre príruby budú uvedené v librách. Na označenie tlakovej triedy sa používajú rôzne názvy. Napríklad: 150 Lb alebo 150 Lbs alebo 150# alebo Class 150, všetky znamenajú rovnaké.

● ZÁVER

Z vyššie uvedených typov môžete rozlišovať rôzne typy prírub, výrobné a výkonnostné prvky. Môžete si vybrať správnu oceľovú prírubu vyrobenú z rôznych materiálov, ako je nehrdzavejúca oceľ, nízkolegovaná oceľ, uhlíková oceľ, duplexná oceľ alebo mnoho ďalších.

Výber správnej príruby so správnym materiálom a znalosť prvkov, ktorým čelí počas aplikácie, ktorá využíva metódu potrubia, je kritická. Dúfame, že tento blog vám pomôže identifikovať kľúčové veci pred zakúpením prírub.