Οδηγός τοποθέτησης θηλής Swage για σωληνώσεις υψηλής πίεσης

Τι είναι ένα εξάρτημα θηλής συρρίκνωσης

ΣυμπέρασμαΈνα είναι ένα σφυρηλατημένο, απρόσκοπτο εξάρτημα που χρησιμοποιείται για την αλλαγή της διαμέτρου του σωλήνα εντός μιας γραμμής σωληνώσεων, διατηρώντας παράλληλα τη σύνδεση συμβατή με συστήματα με σπείρωμα ή υποδοχή συγκόλλησης. Σε αντίθεση με έναν συμβατικό μειωτήρα συγκόλλησης άκρου σε άκρο, ο οποίος συνδέεται με τη συγκόλληση των άκρων του σωλήνα στο εξάρτημα, μια θηλή συρρίκνωσης παράγεται με ψυχρή διαμόρφωση (συρρίκνωση) ενός μήκους απρόσκοπτου σωλήνα ή σωλήνωσης, έτσι ώστε το ένα άκρο να έχει μικρότερη εξωτερική διάμετρο από το άλλο. Η μετάβαση ακολουθεί μια ομαλή κωνική προφίλ αντί για ένα απότομο βήμα. Αυτή η γεωμετρία είναι ο λόγος που οι μηχανικοί χρησιμοποιούν θηλές συρρίκνωσης όταν χρειάζονται μείωση μεγέθους σε μια διακλάδωση μικρής διαμέτρου, υψηλής πίεσης, ή σε ένα σύστημα συναρμολογημένο με άκρα με σπείρωμα ή υποδοχή συγκόλλησης αντί για πλήρεις συγκολλήσεις άκρου σε άκρο.

Το βασικό υλικό είναι συνήθως απρόσκοπτος σωλήνας, ο οποίος επιλέγεται επειδή δεν έχει διαμήκη συγκόλληση που θα μπορούσε να γίνει αδυναμία υπό πίεση. Η διαδικασία συρρίκνωσης αναδιαμορφώνει το μέταλλο χωρίς να αφαιρεί υλικό, έτσι ώστε το πάχος του τοιχώματος να διατηρείται σε μεγάλο βαθμό και το εξάρτημα να διατηρεί την μηχανική ακεραιότητα του μητρικού σωλήνα. Στην πράξη, μια θηλή συρρίκνωσης είναι ένα κομμάτι σωλήνα που έχει αναδιαμορφωθεί στο ένα άκρο αντί για έναν ξεχωριστά χυτευμένο ή συγκολλημένο μειωτήρα.

Συγκεντρωτικές και Εκκεντρικές Διαμορφώσεις

Οι θηλές συρρίκνωσης παράγονται σε δύο γεωμετρίες. Μια συγκεντρική θηλή συρρίκνωσης μειώνει τη διάμετρο κατά μήκος της ίδιας κεντρικής γραμμής, έτσι ώστε τα μεγάλα και μικρά άκρα να μοιράζονται έναν κοινό άξονα. Αυτή είναι η προεπιλεγμένη επιλογή όταν η κεντρική γραμμή του σωλήνα πρέπει να παραμείνει συνεχής και δεν υπάρχει ανησυχία για παγίδευση υγρού ή στερεών στο κάτω μέρος της γραμμής.

Μια εκκεντρική θηλή συρρίκνωσης μετατοπίζει το μικρό άκρο έτσι ώστε η μία πλευρά του εξαρτήματος να παραμένει επίπεδη — οι κεντρικές γραμμές των δύο άκρων είναι παράλληλες αλλά όχι συνεπίπεδες. Η επίπεδη πλευρά επιτρέπει στο εξάρτημα να κάθεται στο κάτω μέρος μιας γραμμής σωλήνα χωρίς να δημιουργεί ένα χαμηλό σημείο όπου συσσωρεύεται υγρό ή λάσπη. Σε οριζόντιες γραμμές που πρέπει να είναι αυτο-αποστραγγιζόμενες, ή που μεταφέρουν πολτούς και στερεά, οι εκκεντρικές θηλές συρρίκνωσης καθορίζονται με την επίπεδη πλευρά προς τα κάτω ή προς τα πάνω ανάλογα με το αν η μείωση είναι στην αναρρόφηση ή την εκκένωση της αντλίας. Η σωστή προσανατολισμός είναι μια συνηθισμένη αλλά σημαντική λεπτομέρεια στις σωληνώσεις διεργασιών, και είναι ένα από τα στοιχεία που ένας αναθεωρητής πρέπει να επιβεβαιώσει στο ισομετρικό σχέδιο.

Συνδέσεις Άκρων

Η χρησιμότητα μιας Μια έγκειται εν μέρει στο ότι τα άκρα της μπορούν να τελειώσουν για να ταιριάζουν με τη μέθοδο σύνδεσης που χρησιμοποιεί το σύστημα:

• Απλά άκρα, για συγκόλληση απευθείας στη γραμμή.
• Άκρα με λοξότμηση, προετοιμασμένα για συγκόλληση με λοξότμηση, έτσι ώστε το εξάρτημα να μπορεί να συγκολληθεί άκρο σε άκρο.
• Άκρα με σπείρωμα, συνήθως NPT (κωνικό) σύμφωνα με το ASME B1.20.1, για συνδέσεις με βίδα.
• Συνδυαστικά άκρα, όπως ένα απλό και ένα με σπείρωμα, για τη γεφύρωση μιας συγκολλημένης γραμμής και μιας διακλάδωσης με σπείρωμα.

Εκτός από την ίδια τη θηλή συρρίκνωσης, το MSS SP-95 καλύπτει επίσης ένθετα μειωτήρες υποδοχής συγκόλλησης και τάπες, τα οποία είναι σχετικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται για παρόμοιες εργασίες αλλαγής μεγέθους και σφράγισης σε σωληνώσεις μικρής διαμέτρου υψηλής πίεσης. Ένα ένθετο μειωτήρα υποδοχής συγκόλλησης κάθεται μέσα σε μια σύζευξη ή εξάρτημα υποδοχής συγκόλλησης για να μειώσει την εσωτερική διάμετρο, το οποίο είναι μια συμπαγής εναλλακτική λύση όταν ο χώρος είναι περιορισμένος.

Γιατί χρησιμοποιούνται θηλές συρρίκνωσης σε σωληνώσεις υψηλής πίεσης

Η ελκυστικότητα στις σωληνώσεις υψηλής πίεσης προέρχεται από τρεις ιδιότητες. Πρώτον, το απρόσκοπτο αρχικό υλικό και το ψυχρά συρρικνωμένο σώμα αποφεύγουν τη γραμμή συγκόλλησης που θα εισήγαγε ένας κατασκευασμένος μειωτήρας. Δεύτερον, η ομαλή, σταδιακή κωνικότητα μειώνει την αναταραχή της ροής και την σχετική τοπική διάβρωση και απώλεια πίεσης σε σύγκριση με μια απότομη στένωση. Τρίτον, επειδή το εξάρτημα κατασκευάζεται από σωλήνα γνωστού προγράμματος, η ικανότητα φόρτισης πίεσης συνδέεται με μια τεκμηριωμένη προδιαγραφή σωλήνα αντί για ένα άγνωστο κατασκευασμένο εξάρτημα.

Είναι σημαντικό να είμαστε ακριβείς σχετικά με την πίεση. Μια θηλή συρρίκνωσης δεν φέρει ανεξάρτητη βαθμολογία πίεσης σφραγισμένη από τον κατασκευαστή του εξαρτήματος με τον τρόπο που κάνουν κάποιες φλάντζες. Η επιτρεπόμενη πίεσή της καθορίζεται από το πρόγραμμα και την ποιότητα του σωλήνα από τον οποίο κατασκευάζεται και από τη βαθμολογία της σύνδεσης του άκρου. Οι συνδέσεις με σπείρωμα, για παράδειγμα, περιορίζονται από την εμπλοκή του σπειρώματος και τον σχεδιασμό NPT αντί μόνο από τον σωλήνα. Οι κώδικες σχεδιασμού σωληνώσεων όπως ο ASME B31.3 παρέχουν τη βάση υπολογισμού για την επιτρεπόμενη πίεση ως συνάρτηση του υλικού, του πάχους του τοιχώματος, της θερμοκρασίας και του τύπου σύνδεσης. Η αντιμετώπιση μιας θηλής συρρίκνωσης ως "εξαρτήματος υψηλής πίεσης" χωρίς έλεγχο του υποκείμενου προγράμματος σωλήνα είναι ένα κοινό σφάλμα προδιαγραφών.

Υλικά και Πρότυπα Κατασκευής

Το κανονιστικό πρότυπο για τη μορφή του προϊόντος είναι το MSS SP-95, το οποίο ορίζει διαστάσεις και ανοχές για συρρικνωμένα εξαρτήματα, ένθετα μειωτήρες υποδοχής συγκόλλησης και τάπες. Το υλικό επιλέγεται συνήθως για να ταιριάζει ή να υπερβαίνει τις συνδεδεμένες σωληνώσεις:

• Ανθρακούχος χάλυβας: απρόσκοπτος σωλήνας σύμφωνα με το ASTM A106 ή υλικό ποιότητας εξαρτήματος σύμφωνα με το ASTM A234, για γενική χρήση διεργασιών.
• Βαθμοί χαμηλής θερμοκρασίας και κράματος: όπου η θερμοκρασία λειτουργίας ή η απαίτηση αντοχής το απαιτεί.
• Ανοξείδωτος χάλυβας: απρόσκοπτος σωλήνας σύμφωνα με το ASTM A312 με υλικό ποιότητας εξαρτήματος, για διαβρωτική χρήση.

Ένας ικανός προμηθευτής θα επιβεβαιώσει την προδιαγραφή του υλικού και, κατόπιν αιτήματος, θα παράσχει αναφορές δοκιμών υλικού. Τα σπειρώματα, όταν υπάρχουν, κόβονται σύμφωνα με το ASME B1.20.1. Στην εμπειρία πεδίου, τα προβλήματα συχνά εντοπίζονται σε θηλές συρρίκνωσης που παραγγέλλονται μόνο ως "ανθρακούχος χάλυβας" χωρίς να δηλώνεται πρόγραμμα ή ποιότητα, οι οποίες στη συνέχεια γίνονται το αδύναμο σημείο σε μια κατά τα άλλα καλά καθορισμένη γραμμή.

Λίστα Ελέγχου Μεγέθους και Προδιαγραφών

Για να αποκτηθεί ένα Ένα που ταιριάζει στην εργασία, μια παραγγελία αγοράς πρέπει να δηλώνει:

• Ονομαστικά μεγέθη σωλήνων μεγάλης και μικρής άκρης.
• Προγράμματα μεγάλης και μικρής άκρης (αυτά δεν χρειάζεται να είναι ίσα· ένα παχύ μεγάλο άκρο που μεταβαίνει σε ένα λεπτό μικρό άκρο είναι συνηθισμένο).
• Συνολικό μήκος και, όπου είναι σχετικό, το μήκος της μειωμένης ενότητας.
• Τύποι άκρων σε κάθε άκρο (απλό, με λοξότμηση, με σπείρωμα NPT, ή συνδυασμός).
• Συγκεντρικό ή εκκεντρικό, και για εκκεντρικό ο απαιτούμενος προσανατολισμός.
• Προδιαγραφή υλικού και εφαρμοστέριο πρότυπο (MSS SP-95 συν την προδιαγραφή υλικού).
• Επιφανειακή κατάσταση (π.χ., ως-συρρικνωμένο, αποξηραμένο, γαλβανισμένο) εάν το απαιτεί η χρήση.

Η παροχή της θερμοκρασίας και της πίεσης λειτουργίας επιτρέπει στον προμηθευτή να επισημάνει οποιαδήποτε σύγκρουση — όπως ένα μικρό άκρο λεπτού τοιχώματος που προτείνεται για χρήση υψηλής πίεσης. Οι αγοραστές που παρέχουν μια πλήρη λίστα γραμμής αντί για μεμονωμένα εξαρτήματα συνήθως λαμβάνουν ένα πιο συνεπές πακέτο.

Εγκατάσταση και Επιθεώρηση

Στα άκρα με σπείρωμα, η κωνικότητα NPT παρέχει τη σφράγιση και πρέπει να επεξεργάζεται με ταινία PTFE ή στεγανωτικό σπείρωμα κατάλληλο για το μέσο. Η υπερβολική σύσφιξη μπορεί να σπάσει ένα μικρό εξάρτημα· η ανεπαρκής σύσφιξη προκαλεί διαρροές. Στα συγκολλημένα άκρα, η ευθυγράμμιση και η διαδικασία συγκόλλησης έχουν μεγαλύτερη σημασία από το ίδιο το εξάρτημα. Για εκκεντρικές θηλές, επαληθεύστε τον προσανατολισμό της επίπεδης πλευράς πριν από τη συγκόλληση. Η οπτική επιθεώρηση πρέπει να ελέγχει για ρωγμές, άκρα εκτός στρογγυλότητας και σωστό φινίρισμα άκρου· για κρίσιμη χρήση, υπερηχητική ή ακτινογραφική εξέταση της συρρικνωμένης μετάβασης μπορεί να επιβεβαιώσει ότι δεν υπάρχουν ελαττώματα επικάλυψης ή αναδίπλωσης που εισήχθησαν κατά τη διαμόρφωση. Μια αναθεώρηση της πιστοποίησης της διαδικασίας συρρίκνωσης από τον κατασκευαστή είναι ένα λογικό αίτημα για γραμμές που σχετίζονται με την ασφάλεια.

Τυπικά Περιβάλλοντα Εφαρμογής

Οι θηλές συρρίκνωσης

• εμφανίζονται οπουδήποτε μια σύνδεση μικρής διαμέτρου, υψηλής πίεσης πρέπει να αλλάξει μέγεθος:
• Συνδέσεις οργάνων και δειγματοληψίας που φέρνουν ένα όργανο ή αναλυτή από μια κύρια γραμμή διεργασίας.
• Ακροφύσια αναρρόφησης και εκκένωσης αντλίας όπου το μέγεθος του ακροφυσίου του εξοπλισμού διαφέρει από το μέγεθος του σωλήνα.
• Συστήματα ατμού, υδρογονανθράκων και χημικών διεργασιών όπου προτιμάται η συναρμολόγηση με σπείρωμα ή υποδοχή συγκόλλησης.

Γραμμές βοηθητικών και υδραυλικών υψηλής πίεσης σε εργοστάσια και σταθμούς συμπιεστών.

Επειδή είναι συμπαγείς και απρόσκοπτες, αποτελούν πρακτική επιλογή όταν ένας μειωτήρας συγκόλλησης άκρου σε άκρο θα ήταν άβολος ή όταν η σύνδεση πρέπει να γίνει με συνδέσεις με σπείρωμα. Για μια ευρύτερη άποψη των συμβατών εξαρτημάτων, η γκάμα σφυρηλατημένων και με σπείρωμα προϊόντων στον κατάλογο θηλών σωλήνων μας καλύπτει σχετικά μειωτικά και συνδετικά εξαρτήματα.

Συχνές Ερωτήσεις

ΣυμπέρασμαΜια θηλή συρρίκνωσης

κατασκευάζεται από απρόσκοπτο σωλήνα που διαμορφώνεται ψυχρά σε μικρότερη διάμετρο στο ένα άκρο, και τα άκρα της μπορούν να είναι με σπείρωμα, απλά ή με λοξότμηση. Ένας μειωτήρας συγκόλλησης άκρου σε άκρο είναι ένα ξεχωριστό εξάρτημα που συνδέεται με τη συγκόλληση του σωλήνα και στα δύο άκρα. Οι θηλές συρρίκνωσης προτιμώνται σε συστήματα μικρής διαμέτρου, υψηλής πίεσης, με σπείρωμα ή υποδοχή συγκόλλησης όπου ένας μειωτήρας συγκόλλησης άκρου σε άκρο είναι μη πρακτικός.

2. Έχει μια θηλή συρρίκνωσης τη δική της βαθμολογία πίεσης;

Όχι. Η επιτρεπόμενη πίεσή της προέρχεται από το πρόγραμμα και την ποιότητα του σωλήνα από τον οποίο κατασκευάζεται και από τη βαθμολογία της σύνδεσης του άκρου, αξιολογούμενη σύμφωνα με έναν κώδικα σωληνώσεων όπως ο ASME B31.3. Το εξάρτημα πρέπει να καθορίζεται έτσι ώστε το συρρικνωμένο τμήμα να είναι τουλάχιστον τόσο ισχυρό όσο ο συνδεδεμένος σωλήνας στην ίδια χρήση.

3. Πότε πρέπει να καθορίζω μια εκκεντρική αντί για μια συγκεντρική θηλή συρρίκνωσης;

Καθορίστε εκκεντρική όταν η γραμμή πρέπει να παραμένει επίπεδη στο κάτω μέρος για να αποφευχθεί η παγίδευση υγρού ή στερεών, ή για να διατηρηθεί η ευθυγράμμιση της αναρρόφησης της αντλίας. Για κάθετες γραμμές ή όπου απαιτείται συνέχεια της κεντρικής γραμμής, η συγκεντρική είναι η τυπική επιλογή.

4. Ποιο πρότυπο διέπει τις θηλές συρρίκνωσης;

Το MSS SP-95 καλύπτει συρρικνωμένα εξαρτήματα, ένθετα μειωτήρες υποδοχής συγκόλλησης και τάπες. Το υλικό του μητρικού σωλήνα ακολουθεί πρότυπα όπως ASTM A106, A234, ή A312 ανάλογα με την ποιότητα, και τυχόν σπειρώματα κόβονται σύμφωνα με το ASME B1.20.1.

5. Μπορούν οι θηλές συρρίκνωσης να χρησιμοποιηθούν τόσο για συστήματα με σπείρωμα όσο και για συγκολλημένα συστήματα;

Ναι. Τα άκρα μπορούν να παραδοθούν απλά για συγκόλληση, με λοξότμηση για συγκόλληση άκρου σε άκρο, ή με σπείρωμα (NPT). Οι συνδυαστικές άκρες — μία συγκολλημένη, μία με σπείρωμα — είναι συνηθισμένες όπου μια γραμμή μεταβαίνει μεταξύ συγκολλημένων κύριων γραμμών και διακλαδώσεων ή οργάνων με σπείρωμα.

ΣυμπέρασμαΈνα εξάρτημα θηλής συρρίκνωσης

λύνει ένα συγκεκριμένο πρόβλημα: μια απρόσκοπτη, σταδιακή μείωση μεγέθους σε σωληνώσεις μικρής διαμέτρου, υψηλής πίεσης όπου προτιμάται η συναρμολόγηση με σπείρωμα ή υποδοχή συγκόλλησης. Οι βασικές αποφάσεις είναι η γεωμετρία (συγκεντρική έναντι εκκεντρικής με σωστό προσανατολισμό), η διαμόρφωση των άκρων και το υλικό που ταιριάζει με τον συνδεδεμένο σωλήνα και το εφαρμοστέριο πρότυπο (MSS SP-95 συν την προδιαγραφή υλικού). Η ικανότητα πίεσης δεν είναι ανεξάρτητη βαθμολογία αλλά ακολουθεί από το πρόγραμμα σωλήνα, την ποιότητα και τον τύπο σύνδεσης σύμφωνα με το ASME B31.3. Καθορισμένες με μια πλήρη λίστα γραμμής και επαληθευμένη πιστοποίηση υλικού, οι θηλές συρρίκνωσης παρέχουν μια αξιόπιστη, συμπαγή μειωτική σύνδεση· καθορισμένες χαλαρά, γίνονται ο αδύναμος κρίκος σε ένα κατά τα άλλα υγιές σύστημα.

1. Αναφορές
2. Manufacturers Standardization Society. MSS SP-95: Standard Practice for Swaged Fittings, Socket-Welding Reducer Inserts, and Bull Plugs.
3. American Society of Mechanical Engineers. ASME B31.3: Process Piping.
4. American Society for Testing and Materials. ASTM A733: Specification for Welded and Seamless Carbon and Alloy Steel Pipe Nipples.
5. Crane Co. Crane Technical Paper No. 410: Flow of Fluids Through Valves, Fittings, and Pipe.