Dövme Flanş ve Plaka Flanş: Tahıl Akışı, Mukavemet ve ASME Kodu Uyumluluğu

Dövme flanş ile plaka flanş arasında seçim yapmak bir satın alma kararı gibi görünse de aslında bir malzeme ve kod kararıdır. Adövme flanşsıcak çelik veya nikel alaşımlı kütüğün kalıplarda basınç altında sıkılmasıyla şekillendirilir, böylece metalin iç kristal yapısı parçanın dış hatlarını takip eder. Aplaka flanşıdüz haddelenmiş plaka diskinden plazma, lazer veya oksi-yakıt ile kolayca kesilir ve daha sonra istenilen boyuta göre işlenir.

İki flanş aynı ASME B16.5 boyutlarını taşıyabilir ve aynı hizada cıvatalanmış gibi görünebilir. Dahili olarak bunlar aynı parça değildir. Bu kılavuz, farkı sade bir dille açıklar, mukavemet boşluğunu ölçer ve - en önemlisi - ASME kodunun aslında bir plaka flanşına ne zaman izin verdiğini ayrıntılı olarak belirtir.

Dövme flanşlar sürekli, konturu takip eden tane akışına sahiptir ve basınç tutucu göbekli bağlantılar için varsayılan koddur; plaka flanşlar daha ucuzdur ancak ASME B16.5 kapsamında kör flanşlar ve göbeksiz bazı küçük redüksiyon flanşlarıyla sınırlıdır.

Dövme Flanş Nedir ve Nasıl Yapılır?

Dövme flanş, sıcak metalin düz bir levhadan kesilmesi yerine kalıplarda preslenmesi ve dövülmesiyle şekillendirilir.

Bunu yapmak için, paslanmaz veya nikel alaşımlı bir kütük dövme sıcaklığına kadar ısıtılır, daha sonra altüst edilir ve bitmiş flanşa yaklaşan bir kalıba preslenir veya dövülür. Parça kesilir, B16.5/B16.47 boyutuna göre işlenir, ısıl işleme tabi tutulur (östenitik paslanmaz ve nikel alaşımları için çözeltiyle tavlanır) ve işaretlenip damgalanmadan önce - tipik olarak ultrasonik, sıvı nüfuz edici veya manyetik parçacık muayenesi ile - incelenir.

Sıkıştırma deformasyonu aynı anda üç faydalı şey yapar: iç gözenekliliği ve erimeden kalan boşlukları kapatır, kaba dökme taneciği ince, tekdüze tane boyutuna ayırır ve yabancı maddeleri metalin itildiği yönü takip eden "kirişlere" uzatır. Paslanmaz dövme flanşlar ASTM A182'ye (örneğin F304/L, F316/L, F51 dubleks) göre üretilir; nikel alaşımlı dövmeler ASTM B564'e (Alaşım 600/600, Alaşım 625, Alaşım C276, Alaşım 800, Alaşım 400) uygundur.

Plaka Flanşı Nedir ve Nasıl Yapılır?

Plaka flanşı, haddelenmiş metal plakadan kesilmiş ve bir torna tezgahında kaplanmış düz bir disktir - dövme veya şekillendirilmiş göbek yoktur.

Üretim basittir: gerekli kalitede bir plaka seçin (ASTM A240'a göre paslanmaz; ilgili B serisi plaka spesifikasyonuna göre nikel alaşımlı plaka), plazma, oksi-yakıt veya lazerle dairesel bir iş parçası kesin, cıvata dairesini delin ve sızdırmazlık yüzeyini makineyle işleyin. Hiçbir plastik deformasyon söz konusu olmadığından, boş bir levha kaynak boyunlu koniklik veya güçlendirilmiş bir göbek oluşturamaz; parça geldiği plaka kadar düz kalır.

Takas açıktır: malzeme hurdası azdır, işleme minimum düzeydedir ve teslim süresi kısadır. Sınırlama da aynı derecede açıktır; bitmiş disk, her yönde yalnızca haddelenmiş plakanın zaten sahip olduğu özellikleri taşır. Bu nedenle plaka flanşları çoğunlukla kör flanşlar, büyük çaplı bindirmeli destek flanşları ve düşük basınçlı hizmet hizmeti olarak karşımıza çıkar.

"Tahıl Akışı" Nedir ve Neden Önemlidir?

Tane akışı, metalin mikroskobik kristallerinin ve safsızlık şeritlerinin gerildiği yöndür; metal, damarı boyunca güçlü ve damarı boyunca zayıftır; tıpkı ahşap bir tahtanın lifleri boyunca güçlü olması gibi.

Bir ağaç düşünün. Gövdeyi kestiğinizde eşmerkezli büyüme halkalarını görürsünüz - bu "uç taneciktir". Gövde boyunca testere yapın ve lifler tahtanın uzunluğu boyunca uzanır; bu levha, lifler boyunca bükülmeye karşı direnç gösterir ve lifler boyunca kolayca bölünür. Çelik de aynı şekilde davranır. Metal işlendiğinde - haddelendiğinde veya dövüldüğünde - taneleri ve küçük metalik olmayan kalıntıları, çalışma yönünü takip eden uzun "kirişler" halinde yayılır. Bu tahıl yoluna paralel olarak taşınan yük iyi taşınır; Tahıl boyunca uzanan veya kesilmiş tahıl uçlarını açığa çıkaran bir yük, çatlaklar için doğal bir yol oluşturur.

Tahıl Akışı Aslında İkisi Arasında Ne Kadar Farklıdır?

Dövme bir flanşta tanecik, delik, göbek ve cıvata dairesinin etrafına sürekli olarak sarılır; Plaka flanşında tanecik düz bir şekilde ilerler ve işlenmiş her yüzeyde aniden sona erer.

Dövme, kütük malzemesini kalıbın içine doğru ve yukarı doğru iter, böylece deforme olmuş tanecik, oyulmuş bir kasedeki büyüme halkaları gibi flanşın konturunu takip eder. Delik veya göbekte açıkta çapraz tanecikli yüzey yoktur; ana gerilimler (cıvata gerilimi, iç basınç, göbek bükülmesi) akış çizgileriyle birlikte ilerler.

Plaka flanşı farklıdır. Plaka düz bir şekilde haddelenmişti, böylece tüm damar çizgileri iki büyük yüze paralel olarak yatay olarak uzanıyordu. Atölye merkezi deldiğinde ve dış çapı döndürdüğünde, bu damarı kısa keser ve delik, göbek yüzü ve sızdırmazlık yüzeyindeki "uç damarı" açığa çıkarır. Bu açıkta kalan uçlar, tam olarak laminasyonların, iç kirişlerin ve yorulma çatlaklarının ilk açıldığı yerlerdir.

Hangisi Daha Güçlü: Dövme mi, Plaka mı?

Yayınlanmış bir minimum spesifikasyon veri sayfasında ikisi eşit görünebilir; Hizmette dövme önemli ölçüde daha sert, yorulmaya daha dayanıklı ve kalınlığı sayesinde sağlamdır.

Asgari mekanikler aslında yakındır. ASTM A182 F316 (dövme) ve ASTM A240 Grade 316 (levha), yaklaşık 515 MPa (75 ksi) minimum gerilme mukavemetini ve yaklaşık 205 MPa (30 ksi) minimum verimi belirtir. Yani yan yana teknik özellik sayfası karşılaştırması tek başına mühendislik açığını ortaya çıkarmaz.

Dövme avantajı, minimum sayıların onu yakalayamadığı yerlerde ortaya çıkar:

• Dayanıklılık.Sıcak işleme, döküm halindeki kaba taneciği inceltir ve Charpy V-çentik darbe dayanıklılığını, yani darbeyi kırılmadan absorbe etme yeteneğini artırır.
• Sağlamlık.Basınç kuvveti kaynakları, plaka stoğunda kalabilecek iç boşlukları, boruları ve gözenekleri kapatır; ultrasonik sağlamlık çok daha tutarlıdır.
• Çalışma yönü gücü.Dövme parçalar tipik olarak çalışma yönünde minimum tavlanmış plakaya göre kabaca %10-15 daha yüksek mukavemet gösterir, çünkü tane boyutu incelenir ve kusurlar kapatılır.
• Kalınlık boyunca.Plaka, kendi kalınlığı ("Z" yönü) nedeniyle en zayıf olanıdır - tam olarak cıvata ön yüklemesi ve conta basıncı çekme yönü. Laminasyonlar ve kirişler bu yük altında önceden var olan çatlaklar gibi davranır.
• Tükenmişlik.Termal çevrim ve basınç çevrimi çatlakları taneye dik olarak yayar. Sürekli dövme akış hatları çatlakları uzaklaştırır; Plaka uç damarları onlara düz bir yol sağlar.

Üretim Rotası Korozyon Direncini Değiştirir mi?

Evet - özellikle paslanmaz ve nikel alaşımlarında - çünkü plaka flanşları, korozyonun başladığı yerde sızdırmazlık yüzeyinde ve delikte uç damarları açıkta bırakır.

Haddeleme, sülfit ve oksit kalıntılarını herhangi bir kesim yüzeyinde açık duran kirişlere doğru uzatır. Conta temas yüzeyinde ve delik üzerinde açıkta kalan uç tanecik, çukurlaşma, aralık korozyonu ve klorür stres-korozyon çatlaması için klasik bir başlangıç ​​alanıdır; mühendislerin deniz suyu, tuzlu su ve asidik proses kimyası ile çalışan nikel alaşımlarında ve 304/316'da mücadele ettiği arıza modlarının aynısıdır. Dövme flanş, damarını bu yüzeylerin etrafına sarar, böylece sızdırmazlık yüzeyi uç damar yerine uzun damar taşır.

Bu, ekşi hizmet (NACE MR0175 / ISO 15156), açık deniz ve deniz altı spesifikasyonlarının neredeyse evrensel olarak dövme gerektirmesinin bir nedenidir. Aşındırıcı serviste maliyet farkı yalnızca maddi değildir; dönen cıvatalı bağlantıdaki sızıntı riski de söz konusudur.

Plaka Flanşları ASME B16.5 Kapsamında Yasal mı?

ASME B16.5, boruya bağlanan hemen hemen her flanş tipi için döküm veya dövme malzeme gerektirir; plakaya yalnızca kör flanşlar ve göbeksiz bazı küçük redüksiyon flanşları için koda izin verilir.

ASME B16.5 kapsamı açıktır. Standart, "döküm veya dövme malzemelerden yapılmış flanşları ve flanşlı bağlantı parçalarını" kapsar ve ayrıca "döküm, dövme veya plaka malzemelerden yapılmış kör flanşlara ve belirli indirgeyici flanşlara" izin verir. İkinci cümle plaka için tüm hukuk evrenini kapsamaktadır. Pratik açıdan:

• Kör flanşlar:hat ucunu kapatan kapak – plakanın rutin ve doğru şekilde kullanıldığı yer burasıdır.
• Göbeksiz flanşların azaltılması:daha küçük çıkışı B16.5 Tablo 6'daki boyut eşiğinin altına düşenler, dolayısıyla kod bir göbek gerektirmez.
• Plakadan izin verilmez:kaynak boyunlu (WN), dişli (THD), soket kaynaklı (SW), geçmeli (SO) ve göbekli bindirmeli flanşlar "flanşlı bağlantı parçalarıdır" ve döküm veya dövme olmalıdır. Diskten işlenen bir "kaydırmalı plaka", boyutları aynı olsa bile, basınç tutucu bağlantı elemanı olarak B16.5 uyumlu değildir.

Nikel alaşımları daha sıkı bir okumaya tabi tutulur. ASME B16 durumları (örneğin UNS N06674 için B16 Durum 21), kör flanşlar ve göbeksiz redüksiyon flanşları hariç, flanşların yalnızca ASTM B564'e uygun dövme parçalardan yapılması gerektiğini belirtir. Büyük çaplar için, ASME B16.47 (NPS 26'dan NPS 60'a; Seri A, MSS SP-44 ile hizalanır, Seri B, API 605 ile uyumludur) aynı şekilde göbekli servis için dövmeleri tercih eder, ancak büyük plaka kör flanşlar düşük basınçlı, kritik olmayan kanallarda ve su işlerinde yaygındır.

Mühendislik notu: Bir imalatçı "özel" bir plakayı işleyebilir, ancak bunu yapmak parçayı B16.5'in dışına çıkarır ve geçerli boru kodu (ASME B31.3) veya basınçlı kap kodu (ASME BPVC Bölüm VIII) kapsamında belgelenmiş mühendislik onayı gerektirir. Bu bir drop-in alternatifi değildir.

Gerçekte Hangi ASTM Malzeme Özellikleri Geçerlidir?

Paslanmaz, dövme flanşlar ASTM A182'ye ve plakalar ASTM A240'a uygundur; nikel alaşımları için dövme parçalar ASTM B564'e uygundur ve plakalar eşleşen B serisi plaka spesifikasyonlarına uygundur; plakadan yapılan dövmeyi belgeleyemezsiniz.

• Paslanmaz dövmeler:Yüksek sıcaklıkta hizmet için ASTM A182 - dövme/haddelenmiş flanşlar, bağlantı parçaları ve valf parçaları: F304/L, F316/L, F321, F347, F51/F55 dubleks.
• Paslanmaz plaka:ASTM A240 - krom ve krom-nikel paslanmaz levha, levha ve basınçlı kaplar için şerit: Gr 304/L, Gr 316/L.
• Nikel alaşımlı dövmeler:ASTM B564 - nikel alaşımlı dövmeler: UNS N06600 (Alaşım 600), N06625 (Alaşım 625), N10276 (Alaşım C276), N08800 (Alaşım 800), N04400 (Alaşım 400).
• Nikel alaşımlı plaka:örneğin, ASTM B424 (Alaşım 800 plakası), B575 (Alaşım C276 plakası), B463 (Alaşım 20 plakası). Ürün formu spesifikasyona uygun olmalıdır. B564 kalitesinde bir dövme, B575 levhanın kesilmesi ve daha sonra dövme olarak damgalanmasıyla üretilemez; değirmen test raporunun doğru formu ve doğru ısıl işlemi göstermesi gerekir.

Maliyet ve Teslim Süresi Nasıl Karşılaştırılır?

Plaka flanşları daha ucuz ve daha hızlıdır; dövme flanşların maliyeti daha yüksektir ancak göbekli, yüksek basınçlı veya kritik servis için kodla uyumlu tek seçenektir.

Ham levha, net şekle yakın ve az işlemeyle ticari levhadan kesilir, bu nedenle birim maliyet düşüktür ve teslimat günleri kısadır; bu, büyük, ince çaplarda büyüyen bir avantajdır. Dövme, kütük, presleme ve kalıplama süresi, ısıl işlem ve tahribatsız muayene gerektirir; bu nedenle parça fiyatı daha yüksek ve teslimat daha uzundur, ancak takım amortismanı arttıkça birim başına maliyet hacim olarak düşer.

Toplam maliyet görüşü genellikle tartışmayı çözen şeydir. Yönetmeliğe uygun olmayan ya da döngüsel ya da korozyona neden olan hizmet sırasında erkenden sızıntı yapan ya da çatlayan bir plaka flanşı, başlangıçtaki tasarrufu gölgede bırakacak değiştirme, kapatma ve güvenlik maliyetleri taşır. Parça başına en ucuz seçeneği belirlemek bu nedenle yalnızca kodun ve verginin buna izin verdiği durumlarda mantıklıdır.

Peki Dövme ve Plakayı Ne Zaman Belirtmelisiniz?

Basınç, sıcaklık, döngüsel yükleme, aşındırıcı servis veya göbekli flanş tipi söz konusu olduğunda dövme olduğunu belirtin; yönetmeliğin izin verdiği kör ve düşük basınçlı, kritik olmayan işler için yedek plaka.

Aşağıdaki durumlarda sahteyi seçin:

• flanş tipi kaynak boyunlu, geçmeli, dişli, soket kaynaklı veya göbekli bindirmeli bağlantıdır - B16.5 zaten bunu gerektirir;
• derecelendirmenin Sınıf 300 ve üzeri olması veya hizmetin yüksek sıcaklık, kriyojenik veya termal/basınç döngülü olması;
• görev, denizaşırı, deniz altı veya nükleer, kötü hizmet (NACE MR0175);
• nikel alaşımlı proses borularını (B564) klorür veya asidik serviste kaynaklıyorsanız;
• conta yüzü, düşük sızıntılı kritik bir bağlantıdaki uç taneciğin saldırısına karşı dayanıklı olmalıdır.

Aşağıdaki durumlarda plakayı seçin (kod sınırları dahilinde):

• muayene için kör bir flanşa veya Sınıf 150, tehlikesiz hizmet kapsamındaki boş uca ihtiyacınız vardır;
• işin büyük çaplı, düşük basınçlı hava, su veya kanal işi olması (örneğin B16.47 kör destek);
• bu, dövme işleminin gereğinden fazla belirtildiği geçici veya yardımcı hizmettir;
• B16.5'ten herhangi bir sapma, B31.3 veya BPVC Bölüm VIII kapsamında belgelenen mühendislik onayı kapsamındadır.

Yan Yana Özet

Tablo 1, doğrudan spesifikasyon kullanımına yönelik karşılaştırmayı özetlemektedir.

Tablo 1 - Üretim, kod, performans ve maliyete göre dövme ve plaka flanş karşılaştırması.

Sıkça Sorulan Sorular

Dövme flanş ile plaka flanş arasındaki fark nedir?

Dövme bir flanş, bir kütükten sıcak şekillendirilir, böylece metal tanecik, flanşın dış hatlarını takip eder; düz haddelenmiş levhadan bir levha flanşı kesilir. Dövme flanşlar daha sağlamdır, yorulmaya daha dayanıklıdır ve göbekli basınç hizmeti için kod gerektirir; plaka flanşları daha ucuzdur ancak ASME B16.5 tarafından kör ve belirli göbeksiz azaltıcı flanşlarla sınırlandırılmıştır.

Plaka flanşları ASME B16.5 uyumlu mu?

Yalnızca kör flanşlar ve B16.5 boyut eşiğinin altındaki göbekleri olmayan redüksiyon flanşları için. Diğer tüm göbekli flanşlar (kaynak boyunlu, geçmeli, dişli, soket kaynaklı) döküm veya dövme malzemeden yapılmalıdır.

Hangisi daha güçlü, dövme flanş mı yoksa plaka flanş mı?

Aynı alaşım için (örneğin 316), yayınlanan minimum çekme ve akma mukavemetleri eşit olabilir, ancak dövme, daha yüksek darbe dayanıklılığı, daha uzun yorulma ömrü ve güvenilir kalınlık boyunca sağlamlık sağlar çünkü sıcak işleme, taneyi inceltir ve iç boşlukları kapatır.