Τρεις κύριες διαδικασίες παραγωγής παράγουν τις φλάντζες που χρησιμοποιούνται στα συστήματα σωληνώσεων: σφυρηλάτηση, χύτευση και κοπή από πλάκα. Κάθε μέθοδος παράγει φλάντζες με διαφορετικές μηχανικές ιδιότητες, εσωτερική σταθερότητα και χαρακτηριστικά κόστους. Η κατανόηση αυτών των διαφορών βοηθά τους αγοραστές και τους μηχανικούς να καθορίσουν την κατάλληλη μέθοδο κατασκευής για κάθε εφαρμογή.
Επισκόπηση κατασκευής φλάντζας
Η μέθοδος κατασκευής επηρεάζει τη δομή των κόκκων της φλάντζας, το πορώδες, την εσωτερική σταθερότητα και τελικά τη μηχανική της απόδοση κατά τη λειτουργία. Η σφυρηλάτηση παράγει ανώτερη ροή κόκκων ευθυγραμμισμένη με το περίγραμμα της φλάντζας, με αποτέλεσμα την υψηλότερη αντοχή και αντοχή στην κόπωση. Η χύτευση επιτρέπει σύνθετα σχήματα και μεγάλους όγκους παραγωγής με χαμηλότερο κόστος ανά-μονάδα αλλά με υψηλότερο κίνδυνο εσωτερικών ελαττωμάτων. Η κοπή από πλάκα είναι οικονομική για μεγάλες διαμέτρους, αλλά δεν έχει το πλεονέκτημα ροής κόκκων της σφυρηλάτησης. Οι απαιτήσεις κώδικα συχνά επιβάλλουν συγκεκριμένες μεθόδους κατασκευής για ορισμένες υπηρεσίες, με σφυρηλατημένες φλάντζες να απαιτούνται για κρίσιμες εφαρμογές υψηλής-πίεσης και υψηλής- θερμοκρασίας.
Σφυρήλατα Φλάντζες
Η σφυρηλάτηση είναι η πιο κοινή μέθοδος κατασκευής για φλάντζες ASME B16.5, ιδιαίτερα για μεγέθη έως NPS 24 και υψηλότερες κατηγορίες πίεσης. Η διαδικασία περιλαμβάνει τη θέρμανση ενός χάλυβα σε θερμοκρασία σφυρηλάτησης (συνήθως 1900-2300 βαθμούς F) και τη διαμόρφωση του σε σχήμα χρησιμοποιώντας σφυρί σφυρηλάτησης ή πρέσα. Η θερμή διαμόρφωση παράγει μια συνεχή ροή κόκκων που ακολουθεί το περίγραμμα της φλάντζας, με αποτέλεσμα ανώτερες μηχανικές ιδιότητες, όπως αντοχή, ολκιμότητα και αντοχή στην κόπωση. Οι σφυρήλατες φλάντζες έχουν ελάχιστο πορώδες και εξαιρετική εσωτερική σταθερότητα σε σύγκριση με τα χυτά. Οι περισσότερες κρίσιμες φλάντζες σέρβις είναι σφυρηλατημένες για να διασφαλίζουν τη μέγιστη αξιοπιστία.
| Ιδιοκτησία | Σφυρήλατος | Εκμαγείο | Πλάκα κοπής |
|---|---|---|---|
| Ροή κόκκων | Συνεχής, ακολουθεί περίγραμμα | Ισότροπο, χωρίς προσανατολισμό κόκκων | Μόνο κατεύθυνση κύλισης |
| Εσωτερική ηχητικότητα | Εξαιρετικό, ελάχιστο πορώδες | Μεταβλητό, κίνδυνος πορώδους | Καλή (ποιότητα πλάκας) |
| Μηχανική Αντοχή | Υψιστος | Μέτριος | Μέτριος |
| Αντοχή στην κόπωση | Εξοχος | Καλός | Καλός |
| Αποτελέσματα NDT | Πιο συνεπής | Πιο μεταβλητό | Συνεπής |
| Μέγιστο μέγεθος | Περιορίζεται από την ικανότητα σφυρηλάτησης | Ουσιαστικά απεριόριστο | Απεριόριστο (πιάτο) |
| Σχετικό κόστος (μικρή ποσότητα) | Μέτριος | Υψηλό (εργαλείο) | Χαμηλός |
| Σχετικό κόστος (μεγάλη ποσότητα) | Μέτριος | Κατώτατος | Ψηλά |
Χυτές φλάντζες
Η χύτευση περιλαμβάνει την έκχυση του λιωμένου μετάλλου σε ένα καλούπι και την αφαίρεση του να στερεοποιηθεί στο σχήμα της φλάντζας. Η διαδικασία είναι οικονομική για σύνθετες γεωμετρίες φλάντζας και μεγάλες ποσότητες παραγωγής, επειδή το αρχικό κόστος εργαλείων καλουπιού κατανέμεται σε πολλές μονάδες. Ωστόσο, η δομή του χυτού κόκκου είναι ισότροπη και δεν έχει τον κατευθυντικό προσανατολισμό των σφυρηλατήσεων. Οι χυτές φλάντζες έχουν υψηλότερο κίνδυνο εσωτερικών ελαττωμάτων, συμπεριλαμβανομένου του πορώδους, των κοιλοτήτων συρρίκνωσης και των μη μεταλλικών εγκλεισμάτων. Είναι αποδεκτές για μη-κρίσιμες εφαρμογές χαμηλής-πίεσης ανά ισχύοντες κωδικούς, αλλά απαγορεύονται από ορισμένους κωδικούς για επικίνδυνες υπηρεσίες.
Κόψτε φλάντζες πλάκας
Οι φλάντζες κομμένων πλακών κατασκευάζονται απευθείας από έλασμα χάλυβα, συνήθως για μεγάλες διαμέτρους πέρα από τις τυπικές δυνατότητες σφυρηλάτησης (πάνω από NPS 24). Το προφίλ της φλάντζας κόβεται από την πλάκα χρησιμοποιώντας κοπή πλάσματος, λέιζερ ή εκτόξευσης νερού και στη συνέχεια υποβάλλεται σε μηχανική επεξεργασία στις τελικές διαστάσεις. Οι φλάντζες κομμένης πλάκας δεν έχουν πλεονέκτημα ροής κόκκων επειδή η κατεύθυνση κύλισης της πλάκας παρέχει αντοχή μόνο στο επίπεδο της πλάκας. Περιορίζονται σε χαμηλότερες κατηγορίες πίεσης λόγω περιορισμών στο πάχος της πλάκας και είναι πιο συνηθισμένες για δομικές και μη κρίσιμες εφαρμογές σωληνώσεων όπου το κόστος μεγάλων σφυρηλατητών ή χυτών φλαντζών θα ήταν απαγορευτικό.
Σύγκριση Ποιότητας
Οι σφυρήλατες φλάντζες παρέχουν σταθερά τον καλύτερο συνδυασμό μηχανικών ιδιοτήτων, εσωτερικής σταθερότητας και αξιοπιστίας. Το σχέδιο ροής κόκκων σε σφυρηλατημένη φλάντζα ακολουθεί το περίγραμμα της φλάντζας, παρέχοντας μέγιστη αντοχή όπου χρειάζεται περισσότερο. Οι χυτές φλάντζες μπορούν να επιτύχουν αποδεκτές ιδιότητες για πολλές εφαρμογές, αλλά έχουν τα πιο μεταβλητά αποτελέσματα NDT λόγω της εγγενούς μεταβλητότητας της διαδικασίας χύτευσης. Οι φλάντζες κομμένων πλακών έχουν ιδιότητες που ταιριάζουν με την κατεύθυνση κύλισης της πλάκας, η οποία είναι λιγότερο ομοιόμορφη από τις πανκατευθυντικές ιδιότητες μιας σφυρηλάτησης. Για κυκλικές και{4}}εφαρμογές υψηλής καταπόνησης, οι σφυρήλατες φλάντζες είναι η προτιμώμενη επιλογή.
Σύγκριση Κόστους
Η σφυρηλάτηση έχει μέτριο κόστος εργαλείων και είναι-οικονομική για μέτριες έως μεγάλες ποσότητες παραγωγής. Η χύτευση έχει υψηλό αρχικό κόστος εργαλείων (δημιουργία προτύπων) αλλά το χαμηλότερο ανά-μονάδα κόστος σε υψηλούς όγκους. Το κομμένο πιάτο δεν έχει κόστος εργαλείων και είναι η πιο οικονομική επιλογή για μικρές ποσότητες σε μεγάλα μεγέθη. Το κόστος μηχανικής κατεργασίας είναι παρόμοιο σε όλες τις μεθόδους όταν παράγεται το τραχύ σχήμα. Το κόστος θερμικής επεξεργασίας ποικίλλει ανάλογα με το υλικό και τις απαιτούμενες μηχανικές ιδιότητες, με ορισμένες ποιότητες κραμάτων να απαιτούν δαπανηρούς κύκλους θερμικής επεξεργασίας μετά{6}}σφυρηλάτησης.
Απαιτήσεις προτύπων
Το ASME B16.5 επιτρέπει φλάντζες που κατασκευάζονται με σφυρηλάτηση, χύτευση ή κοπή από πλάκα, υπό την προϋπόθεση ότι πληρούνται οι προδιαγραφές υλικού και οι απαιτήσεις μηχανικών ιδιοτήτων. Ορισμένες προδιαγραφές υλικών απαιτούν συγκεκριμένα πλαστά προϊόντα (π.χ. ASTM A182), ενώ άλλες επιτρέπουν πολλαπλές μεθόδους κατασκευής. Ορισμένοι κωδικοί εγκατάστασης και προδιαγραφές ιδιοκτήτη απαγορεύουν τις χυτές φλάντζες για ορισμένες επικίνδυνες υπηρεσίες λόγω του υψηλότερου κινδύνου εσωτερικών ελαττωμάτων. Οι απαιτήσεις ιχνηλασιμότητας ισχύουν ανεξάρτητα από τη μέθοδο κατασκευής και οι απαιτήσεις δοκιμών πρόσκρουσης είναι-ανεξάρτητες μέθοδοι. Το βασικό στοιχείο είναι ότι οι σφυρήλατες φλάντζες παρέχουν την καλύτερη αντοχή και αξιοπιστία για κρίσιμες εργασίες, ενώ οι χυτές φλάντζες και οι φλάντζες πλάκας εξυπηρετούν συγκεκριμένες μη{9}}κρίσιμες εφαρμογές.
Προϊόντα Φλάντζας
