Taottu laippa vs levylaippa: Raevirtaus, lujuus ja ASME-koodin noudattaminen

Valinta taotun laipan ja levylaipan välillä näyttää ostopäätökseltä, mutta se on todellisuudessa materiaali- ja koodipäätös. Ataottu laippamuotoillaan puristamalla kuumaa terästä tai nikkeliseoksesta valmistettua aihiota paineen alaisena muotissa, joten metallin sisäinen kiderakenne seuraa osan muotoa. Alevyn laippase leikataan yksinkertaisesti - plasmalla, laserilla tai happipolttoaineella - litteästä valssatusta levylevystä ja koneistetaan sitten kokoon.

Kahdella laipalla voi olla identtiset ASME B16.5 -mitat ja ne näyttävät samalta pultattuina linjaan. Sisäisesti ne eivät ole sama osa. Tämä opas selittää eron selkeällä kielellä, kvantifioi lujuusraon ja - mikä tärkeintä - kertoo milloin ASME-koodi todella sallii levylaipan.

Taotuissa laippoissa on jatkuva, muotoa seuraava jyvävirtaus, ja ne ovat oletuskoodi painetta ylläpitäville napaliitoksille; levylaipat ovat halvempia, mutta ASME B16.5:n mukaan ne rajoittuvat sokeisiin laippoihin ja tiettyihin pieniin supistuslaippoihin ilman napoja.

Mikä on taottu laippa ja miten se valmistetaan?

Taottu laippa muotoillaan puristamalla ja vasaroimalla kuumaa metallia muotissa sen sijaan, että se leikattaisiin tasaisesta laattasta.

Sen valmistamiseksi ruostumattomasta tai nikkeliseoksesta valmistettu aihio kuumennetaan taontalämpötilaan, sitten se sekoitetaan ja puristetaan tai vasaroitetaan suuttimeen, joka on suunnilleen valmis laippa. Osa leikataan, koneistetaan B16.5/B16.47-mittaan, lämpökäsitellään (liuoshehkutettu austeniittisia ruostumattomia ja nikkeliseoksia varten) ja tarkastetaan - tyypillisesti ultraääni-, nesteenläpäisy- tai magneettihiukkastutkimuksella - ennen merkitsemistä ja leimaamista.

Puristusmuodonmuutos tekee kolme hyödyllistä asiaa kerralla: se sulkee sisäisen huokoisuuden ja sulamisesta jääneet tyhjiöt, hajottaa karkean valurakeen hienoksi, tasaiseksi raekokoiseksi ja se venyttää epäpuhtaudet "kierteiksi", jotka seuraavat metallin työntösuuntaa. Ruostumattomat taotut laipat valmistetaan ASTM A182:lle (esim. F304/L, F316/L, F51 duplex); nikkeliseostakokset ajetaan ASTM B564:n mukaisesti (seos 600/600, metalliseos 625, metalliseos C276, metalliseos 800, metalliseos 400).

Mikä on levylaippa ja miten se valmistetaan?

Levylaippa on valssatusta metallilevystä leikattu litteä kiekko, joka on päällystetty sorvin päällä - ei taontaa eikä muodostettu napaa.

Tuotanto on yksinkertaista: valitse vaadittua laatua oleva levy (ASTM A240 ruostumaton teräs; nikkeliseoslevy asiaankuuluvan B-sarjan levyspesifikaatioiden mukaan), leikkaa pyöreä aihio plasmalla, happipolttoaineella tai laserilla, poraa pultin ympyrä ja koneista tiivistepinta. Koska kyseessä ei ole plastinen muodonmuutos, levyaihio ei voi muodostaa hitsauskaulan kartiota tai vahvistettua napaa; osa pysyy yhtä tasaisena kuin levy, josta se tuli.

Kompromissi on ilmeinen: materiaalia on vähän, koneistus minimaalinen ja läpimenoaika lyhyt. Rajoitus on aivan yhtä ilmeinen - valmiissa levyssä on joka suuntaan vain ne ominaisuudet, jotka valssatulla levyllä oli jo valmiiksi. Levylaipat näkyvät siksi useimmiten umpilaippoina, halkaisijaltaan suurikokoisina limitysliitoksen taustalaippoina ja matalapaineisina huoltopalveluina.

Mikä on "viljavirtaus" ja miksi sillä on väliä?

Raevirtaus on suunta, johon metallin mikroskooppiset kiteet ja epäpuhtausnauhat venyvät; metalli on vahvaa säikeitään pitkin ja heikko sen poikki - samalla tavalla kuin puulevy on vahva kuidultaan.

Ajattele puuta. Sahaa rungon poikki ja näet samankeskisiä kasvurenkaita - se on "loppujyvä". Sahaa runkoa pitkin ja kuidut kulkevat laudan pituudella; tämä levy kestää taipumista kuituja pitkin ja halkeaa helposti niiden yli. Teräs käyttäytyy samalla tavalla. Kun metallia työstetään - valssataan tai takotaan - sen rakeet ja pienet ei-metalliset sulkeumat leviävät pitkiksi "kierteiksi", jotka seuraavat työstösuuntaa. Tämän viljapolun suuntaisesti kuljetettu kuorma kulkee hyvin; kuorma, joka vetää jyvän poikki tai paljastaa leikatut jyvät, luo luonnollisen kiitotien halkeamille.

Kuinka viljan virtaus todella eroaa näiden kahden välillä?

Taotussa laipassa jyvä kiertyy jatkuvasti reiän, navan ja pulttiympyrän ympärille; levylaipassa jyvä kulkee tasaisesti ja päättyy äkillisesti jokaisella koneistetulla pinnalla.

Takominen työntää aihiomateriaalia ulospäin ja ylöspäin muotiin, joten epämuodostunut jyvä seuraa laipan muotoa - kuten kasvurenkaat veistetyssä kulhossa. Porauksessa tai navassa ei ole paljaita poikkirakeita; pääjännitykset (pultin kireys, sisäinen paine, navan taivutus) kulkevat virtauslinjojen mukana.

Levylaippa on erilainen. Levy valssattiin tasaiseksi, joten sen kaikki raeviivat kulkevat vaakasuorassa kahden suuren pinnan suuntaisesti. Kun myymälä poraa keskiosan ja kääntää ulkohalkaisijan, se leikkaa jyvän lyhyiksi ja paljastaa "päätysykeen" porauksessa, napapinnassa ja tiivistepinnassa. Nämä paljaat päät ovat juuri siellä, missä laminaatit, inkluusionauhat ja väsymishalkeamat avautuvat ensin.

Kumpi on vahvempi - taottu vai levy?

Julkaistussa vähimmäistiedot voivat näyttää samanlaisilta; käytössä taonta on mielekkäästi sitkeämpi, väsymistä kestävämpi ja paksuudeltaan äänetön.

Minimimekaniikka ovat itse asiassa lähellä. ASTM A182 F316 (taottu) ja ASTM A240 Grade 316 (levy) määrittävät molemmat minimivetolujuuden noin 515 MPa (75 ksi) ja vähimmäistuoton noin 205 MPa (30 ksi). Joten vierekkäinen teknisten arkkien vertailu ei sinänsä paljasta teknistä aukkoa.

Takomisen etu näkyy siellä, missä minimiluvut eivät kata sitä:

• Kovuus.Kuumatyöstö jalostaa karkeaa valurakea ja nostaa Charpyn V-lovin iskunkestävyyttä – kykyä vaimentaa iskuja murtumatta.
• Soundness.Puristusvoimahitsaus sulkee sisäisiä onteloita, putkia ja huokoisuutta, joka voi jäädä levyvarastoon; ultraäänen ääni on paljon yhtenäisempi.
• Työsuunnan vahvuus.Takomo on tyypillisesti noin 10–15 % suurempi lujuus työskentelysuunnassa kuin hehkutetun levyn minimi, koska raekokoa jalostetaan ja viat sulkeutuvat.
• Paksuuden läpi.Levy on heikoin oman paksuutensa kautta ("Z"-suunta) - tarkalleen pultin esijännityksen ja tiivisteen paineen veto. Laminaatiot ja stringerit toimivat jo olemassa olevina halkeamia tämän kuormituksen alla.
• Väsymys.Lämpökierto ja painekierto lisäävät halkeamia kohtisuorassa rakeeseen nähden. Jatkuvat taotut virtauslinjat ohjaavat halkeamia pois; levyn päätysyvyys antaa niille suoran polun.

Muuttaako valmistusreitti korroosionkestävyyttä?

Kyllä - erityisesti ruostumattomissa ja nikkeliseoksissa - koska levylaipat jättävät paljaita päätyrakeita tiivistepintaan ja poraukseen, josta korroosio alkaa.

Rullaus venyttää sulfidi- ja oksidisulkeumat naruiksi, jotka ovat auki missä tahansa leikkauspinnassa. Paljas päätyrae tiivisteen kosketuspinnalla ja reiässä on klassinen aloituspaikka pistesyöpymiselle, rakokorroosiolle ja kloridijännityskorroosiohalkeilulle – juuri niitä vikatiloja vastaan, joita insinöörit taistelevat 304/316:ssa ja nikkeliseoksissa, jotka käsittelevät merivettä, suolaliuosta ja hapanta prosessikemiaa. Taottu laippa kiertää jyvänsä näiden pintojen ympärille, joten tiivistepinnassa on pitkäsyinen päätysyyn sijaan.

Tämä on yksi syy, miksi hapan palvelu (NACE MR0175 / ISO 15156), offshore- ja vedenalaiset tekniset tiedot vaativat lähes kaikkialla takomoita. Syövyttävässä huollossa kustannusero ei ole vain materiaali - se on vuotoriski pyörivässä ruuviliitoksessa.

Ovatko levylaipat jopa laillisia ASME B16.5:n mukaan?

ASME B16.5 vaatii lähes kaikkiin putkeen liitettäviin laippatyyppeihin valu- tai taottumateriaalia; levy on sallittu vain umpilaipoille ja tietyille pienille supistuslaippoille ilman napoja.

ASME B16.5:n soveltamisala on selkeä. Standardi kattaa "valetuista tai taotuista materiaaleista valmistetut laipat ja laippaliittimet" ja sallii erikseen "valetuista, taotuista tai levymateriaaleista valmistetut sokkolaipat ja tietyt supistuslaipat". Toinen lause on koko levyn laillinen universumi. Käytännössä:

• Sokeat laipat:kansi, joka sulkee linjan pään - tässä levyä käytetään rutiininomaisesti ja oikein.
• Pienennyslaipat ilman napoja:ne, joiden pienempi pistorasia alittaa B16.5 Taulukon 6 kokokynnyksen, joten koodi ei vaadi napaa.
• Ei sallittu levyltä:hitsauskaula (WN), kierre (THD), muhvihitsaus (SW), slip-on (SO) ja napaliitoslaipat ovat "laipallisia liitoksia", ja ne on valettava tai taottu. Levystä koneistettu "levyn slip-on" ei ole B16.5-yhteensopiva painetta pidättävänä liittimenä, vaikka sen mitat vastaisivat.

Nikkeliseoksia pidetään tiukemmissa lukemissa. ASME B16 -tapauksissa (esimerkiksi B16 tapaus 21 UNS N06674:lle) todetaan, että laippoja tulee valmistaa vain takoista ASTM B564:n mukaisia ​​umpilaippoja ja supistuslaippoja ilman napoja lukuun ottamatta. Suurille halkaisijoille ASME B16.47 (NPS 26 - NPS 60; Sarja A on linjassa MSS:n SP-44 kanssa, Sarja B API 605:llä) suosii myös takomoita napakäyttöön, vaikka suuret levysokkulaipat ovat yleisiä matalapaineisissa, ei-kriittisissä kanava- ja vesikäytössä.

Tekninen huomautus: Valmistaja voi työstää levyn "erikoisversiona", mutta tämä tekee osan B16.5:n ulkopuolelle ja vaatii dokumentoidun teknisen hyväksynnän sovellettavan putkistokoodin (ASME B31.3) tai paineastiakoodin (ASME BPVC, jakso VIII) mukaisesti. Se ei ole drop-in korvike.

Mitkä ASTM-materiaalitiedot todella pätevät?

Ruostumattomalle teräkselle taotut laipat noudattavat ASTM A182:ta ja levy ASTM A240; nikkeliseoksille takeet ajetaan ASTM B564:n mukaisesti ja levy vastaavan B-sarjan levyspesifikaation mukaan - et voi sertifioida taontaa levystä.

• Ruostumattomat takeet:ASTM A182 - taotut/valssatut laipat, liittimet ja venttiilien osat korkean lämpötilan huoltoon: F304/L, F316/L, F321, F347, F51/F55 duplex.
• Ruostumaton levy:ASTM A240 - kromi ja kromi-nikkeli ruostumaton levy, levy ja nauha paineastioihin: Gr 304/L, Gr 316/L.
• Nikkeliseoksesta tehdyt takeet:ASTM B564 - nikkelilejeeringit: UNS N06600 (Seos 600), N06625 (Seos 625), N10276 (Seos C276), N08800 (Seos 800), N04400 (Seos 400).
• Nikkeliseoslevy:esim. ASTM B424 (Seos 800 -levy), B575 (Seos C276 -levy), B463 (Seos 20 -levy). Tuotelomakkeen tulee vastata eritelmää. B564-laadun taontaa ei voida valmistaa leikkaamalla B575-levyä ja leimaamalla sitten taokseksi; myllyn koeraportista on käytävä ilmi oikea muoto ja oikea lämpökäsittely.

Miten kustannuksia ja toimitusaikaa verrataan?

Levylaipat ovat halvempia ja nopeampia hyllyltä; taotut laipat maksavat enemmän etukäteen, mutta ne ovat ainoa koodin mukainen vaihtoehto napa-, korkeapaine- tai kriittiseen huoltoon.

Levyaihio leikataan hyödykelevystä lähes nettomuodolla ja vähäisellä työstyksellä, joten yksikkökustannukset ovat alhaiset ja toimituspäivät lyhyitä - etu kasvaa suuriin, ohuisiin halkaisijoihin. Takominen vaatii aihion, puristus- ja muottiajan, lämpökäsittelyn ja ainetta rikkomattoman tarkastuksen, joten kappalehinta on korkeampi ja toimitus pidempi, vaikka yksikköhinta laskee volyymin mukaan työkalujen kuluessa.

Kokonaiskustannusnäkymä on se, joka yleensä ratkaisee väitteen. Levylaippa, joka ei ole koodin mukainen tai joka vuotaa tai halkeilee syklisen tai syövyttävän käytön aikaisessa vaiheessa, aiheuttaa vaihto-, sammutus- ja turvallisuuskustannuksia, jotka pienentävät alkuperäistä säästöä. Halvimman kappalekohtaisen vaihtoehdon määrittäminen on siksi järkevää vain silloin, kun koodi ja tulli sen sallivat.

Joten milloin sinun tulisi määrittää taottu vs. levy?

Määritä taottu aina, kun kyseessä on paine, lämpötila, syklinen kuormitus, syövyttävä huolto tai napalaippa; varalevy koodin sallitulle kaihtimelle ja matalapaineiselle ei-kriittiselle käytölle.

Valitse taottu, kun:

• laippatyyppi on hitsauskaula-, liuku-, kierre-, muhvihitsaus tai napaliitos - B16.5 vaatii sen joka tapauksessa;
• luokitus on luokka 300 tai korkeampi tai palvelu on korkean lämpötilan, kryogeeninen tai lämpö-/painekiertoinen;
• tulli on hapan palvelu (NACE MR0175), offshore-, merenalainen tai ydinvoimalaitos;
• hitsaat nikkeliseosprosessiputkia (B564) kloridi- tai happopalvelussa;
• tiivistepinnan on kestettävä loppurakeen hyökkäys vähävuodon kriittiseen liitokseen.

Valitse levy (koodin rajoissa), kun:

• tarvitset sokean laipan tarkastusta varten tai tyhjän pään luokkaan 150, vaaraton huolto;
• työ on halkaisijaltaan suuri, matalapaineinen ilma-, vesi- tai kanavatyö (esim. B16.47 sokea tausta);
• tämä on tilapäinen tai yleishyödyllinen palvelu, jossa taonta olisi ylimääritelty;
• kaikki poikkeamat kohdasta B16.5 katetaan dokumentoidulla teknisellä hyväksynnällä kohdassa B31.3 tai BPVC:n jaksossa VIII.

Vierekkäinen yhteenveto

Taulukossa 1 on esitetty vertailu suoraa määrittelyä varten.

Taulukko 1 - Taotun vs. levylaipan vertailu valmistuksen, koodin, suorituskyvyn ja kustannusten mukaan.

Usein kysytyt kysymykset

Mitä eroa on taotun laipan ja levylaipan välillä?

Taottu laippa on kuumamuotoiltu aihiosta, joten metallirae seuraa laipan muotoa; litteästä valssatusta levystä leikataan levylaippa. Taotut laipat ovat sitkeämpiä, väsymystä kestävämpiä ja koodin vaatimia napapainehuoltoon; levylaipat ovat halvempia, mutta ASME B16.5 rajoittaa ne sokeisiin ja tiettyihin napattomiin laippoihin.

Ovatko levylaipat ASME B16.5 -yhteensopivia?

Vain umpilaipoille ja supistuslaippoille ilman napoja B16.5-koon kynnyksen alapuolella. Kaikkien muiden napalaippojen - hitsauskaula, slip-on, kierteitetty, hylsyhitsaus - on oltava valetusta tai taotusta materiaalista.

Kumpi on vahvempi, taottu vai levylaippa?

Samalle seokselle (esimerkiksi 316) julkaistut vähimmäisvetolujuus- ja myötörajat voivat olla samat, mutta taonta tarjoaa paremman iskunkestävyyden, pidemmän väsymisiän ja luotettavan jäykkyyden läpi paksuuden, koska kuumatyöstö jalostaa rakeita ja sulkee sisäisiä aukkoja.