مبدأ الختم وخصائص شفة اللحام المسطحة

مقدمة

تعتبر الفلنجات مكونات أساسية لخطوط الأنابيب تستخدم لربط أقسام الأنابيب مع السماح بتفكيكها بسهولة. شفة اللحام ذات الوجه المسطح هي أحد الأساليب الشائعة الاستخدام, العثور على تطبيق متكرر عبر الصناعات التي تنقل السوائل عبر شبكات الأنابيب. كعنصر حدود الضغط الأساسي, يجب أن تظهر الشفاه قدرات إغلاق قوية لضمان وصلات مانعة للتسرب حتى في ظل ظروف الخدمة الصعبة. تهدف هذه الورقة إلى تقديم نظرة عامة مفصلة عن مبدأ الختم والخصائص الرئيسية التي تحكم أداء فلنجات اللحام المسطحة. من خلال فهم الآليات الكامنة وراء الختم, يمكن تحديد نمط الحافة وتثبيته بشكل صحيح لتوفير السلامة الهيكلية على المدى الطويل.

مبدأ الختم

يعتمد تحقيق الختم الفعال داخل مجموعة أنابيب الحافة على الإجراءات المجمعة للتحميل المضغوط, الاتصال السطحي الحميم, والتشوه البلاستيكي. عند ربط زوج شفة معًا, ينتج عن تشديد الترباس قوى شعاعية خارجية تسحب الوجوه المسطحة بقوة ضد بعضها البعض. تخضع الوجوه الملتصقة بعد ذلك لتشوه مرن ولدن محدود اعتمادًا على خصائص المواد والأحمال المفروضة. ومع ذلك, تبقى عيوب السطح المجهرية وإذا تركت دون تعديل ستسمح بالتسرب.

عنصر الختم الحاسم هو "الحشية", عادة ما تكون حلقة أو فلكة مقطوعة من مادة مرنة ولكنها قابلة للضغط مثل اللدائن, الجرافيت, أو المعادن. مثبتة بين وجوه شفة, يؤدي التشديد إلى ضغط الحشية وتدفقها إلى الفراغات أو الشقوق على طول أسطح الختم. الأهم من ذلك, إنه يتشوه من الناحية البلاستيكية ويصلب العمل بدلاً من مجرد الضغط بشكل مرن. يعمل هذا "تدفق الحشية" على سد ممرات السوائل من خلال أي مخالفات عن طريق التثبيت بإحكام في كل واد مجهري. عند إزالة التحميل, تحافظ قوى التثبيت المتبقية بالإضافة إلى الحشو المتصلب على سلامة الختم تحت الضغوط ودرجات الحرارة المتغيرة.

اختيار المواد

تؤثر المواد المكونة للشفة بشكل مباشر على متانة وعمر تصميم مانع للتسرب معين. المواد المشتركة هي:

• جسم شفة: الكربون الصلب (ASTM A105), سبائك الصلب منخفضة, دوبلكس/سوبر دوبلكس غير القابل للصدأ لمقاومة التآكل. المفتاح هو المتانة الكافية على مدى عمر الخدمة.

• انشقاق: تكفي مسامير الفولاذ الكربوني القياسية للعديد من المهام غير القابلة للتآكل. للخدمات البحرية/الحامضة, مسامير من السبائك ذات قوة/مقاومة للتآكل مثل A193 B7, يتم استخدام ASTM A490.

-طوقا: مطاط أكثر نعومة مُدخل في القماش من أجل الضغط المنخفض تحته 300 هذه المبادرة, ألياف الأسبستوس ملفوفة حلزونيًا لضغوط أعلى تصل إلى 1500 رطل لكل بوصة مربعة, صفائح الجرافيت المرنة أو PTFE >= 1500 رطل لكل بوصة مربعة بما في ذلك تطبيقات درجات الحرارة العالية.

يجب أن تتجنب مجموعات المواد عدم التوافق مثل التآكل الجلفاني وأن تأخذ في الاعتبار قابلية انضغاط الحشية مع الضغوط. تضمن المواصفات المناسبة السلامة الهيكلية وأداء الختم على مدار عقود من الخدمة.

شفة الوجه التشطيبات

يؤثر تشطيب الوجه بشكل مباشر على منطقة تلامس الختم وخصائص تدفق الحشية:

• وجه آلي (مف): القياسية 125-250 سطح Ra microinch مع حواف حادة للحصول على أفضل ختم معدني. ومع ذلك, من الصعب تشكيل الشفاه الكبيرة.

• الوجه الملحوم (دبليو إف): السطح الملحوم لديه خشونة أعلى 80-160 تعمل الحواف الدقيقة ولكن الحواف الدائرية على تسهيل تركيب الحشية. إمكانية الختم أقل قليلاً من MF.

• الوجه النهائي الأعمى (فرنك بلجيكي): تعمل الآلات الخاصة على تجويف تقوية اللحام مما يترك سطحًا يشبه MF. يوفر أفضل ما في كل من الختم MF وفوائد تثبيت WF السهلة. أكثر تكلفة من التشطيبات الأخرى.

تزيد خشونة السطح العالية من مساحة التلامس المعدنية من أجل الختم ولكن يجب أن تكون موحدة ومسيطر عليها. تؤثر حدة الحافة أيضًا على ضغط الحشية الأولي وقابلية التأثر بالقطع أثناء دورات التجميع/التفكيك. الاختيار الصحيح للتشطيب يوازن بين الأداء والاقتصاد.

أنماط شفة والتكوينات

جنبا إلى جنب مع الوجوه النهائية, يؤثر شكل الحافة الخارجية على مرونة الأنابيب, الوصول المشترك, وتوزيع الضغط على المدى الطويل:

• لحام العنق (WN): العنق الأنبوبي المتكامل الملحوم في الأنبوب يخلق أقوى وصلة. ومع ذلك, مساحة تركيب أقل داخل الفلنجة مقارنة بالأنواع سهلة الارتداء.

• الانزلاق على (وبالتالي): انسحب مباشرة على نهاية الأنبوب. مساحة أكبر بالداخل ولكن الرقبة الصغيرة تخلق عوامل رفع الضغط المحلية. غالبًا ما يستخدم مع الحلقات المصاحبة لمرونة الأنابيب.

• لاب جوينت (LJ): انسحب على طرفي الأنابيب المتاخمة. تشبه في الأبعاد الانزلاق ولكن الضغوط الأعلى تتطور عند تقاطع الأنابيب/الشفة.

• لحام المقبس (SW): مقبس أنثى متكامل ملحوم في نهاية الأنبوب لربط غطاء الوجه المسطح. يوفر معظم الخلوص الداخلي وأضعف قوة مشتركة.

يأخذ الاختيار الصحيح للشفة في الاعتبار ضغوط المفاصل, إمكانية الوصول المطلوبة, أحمال خطوط الأنابيب, قيود التصنيع/التثبيت, وسلامة الحياة بأكملها. أقطار التجويف الموحدة تسهل عملية الجرد.

تركيب شفة والنزاهة

أثبتت إجراءات التثبيت والتجميع الصحيحة أنها حاسمة لأداء ختم الفلنجة الذي يمكن الاعتماد عليه على المدى الطويل:

• قم بتنظيف وجوه الحافة وتطبيق مركب مضاد للإمساك على أسطح البراغي المنزلقة لمنع التهيج.

• قم بتوسيط الحشية وضغطها بشكل صحيح بين الوجوه دون حدوث تقلبات أو لفات باستخدام مواد التشحيم إذا لزم الأمر.

• يتم ربط البراغي يدويًا في نمط متقاطع ثم يتم عزم الدوران بشكل متكرر وفقًا للمواصفات على مراحل أثناء التحقق من الضغط الموحد. تجنب الإفراط / تحت تشديد.

• قم بإجراء اختبار التسرب النهائي على المفصل قبل تطبيق التشطيبات والطلاءات الخارجية. تحقق بشكل دوري أثناء التشغيل.

• النظر في إدراج منفاخ, أدوات الحماية أو القيود للخدمات الاهتزازية أو الزلزالية التي تخفف من ضغوط الجلوس / عدم الجلوس.

• افحص الشفاه بانتظام كجزء من الصيانة الوقائية, استبدال الحشيات, البراغي أو الشفاه التي تظهر عليها علامات التلف, التآكل أو التآكل.

استنتاج

إن فهم مبادئ وخصائص حواف اللحام المسطحة يمكّن من تطبيقها الموثوق لنقل السوائل عبر شبكات الأنابيب. اختيار المواد, صقل الأسطح, تؤثر إجراءات تكوين وتركيب الحافة بشكل مباشر على سلامة المفاصل على المدى الطويل. عندما يتم تحديدها بشكل صحيح, ملفقة وصيانتها, توفر الشفاه إحكامًا قويًا للضغط حتى في ظل ظروف الخدمة المرهقة التي تدعم الصناعات الحيوية. التقدم في علم المعادن, كما يعمل الاختبار والفحص غير المدمر على حماية أداء الفلنجة بشكل جيد في المستقبل.