تنتج ثلاث عمليات تصنيع أولية الفلنجات المستخدمة في أنظمة الأنابيب: الحدادة، والصب، والقطع من اللوحة. تنتج كل طريقة فلنجات ذات خصائص ميكانيكية مختلفة، وسلامة داخلية، وخصائص تكلفة. يساعد فهم هذه الاختلافات المشترين والمهندسين على تحديد طريقة التصنيع المناسبة لكل تطبيق.
نظرة عامة على تصنيع الفلنجات
تؤثر طريقة التصنيع على البنية الحبيبية للشفة، والمسامية، والسلامة الداخلية، وفي النهاية على أدائها الميكانيكي أثناء الخدمة. ينتج التزوير تدفقًا فائقًا للحبوب يتماشى مع محيط الحافة، مما يؤدي إلى أعلى قوة ومقاومة للتعب. يسمح الصب بأشكال معقدة وأحجام إنتاج كبيرة بتكلفة أقل-للوحدة ولكن مع زيادة خطر حدوث عيوب داخلية. يعد القطع من مخزون الألواح اقتصاديًا للأقطار الكبيرة ولكنه يفتقر إلى ميزة تدفق الحبوب الخاصة بالتزوير. تتطلب متطلبات التعليمات البرمجية في كثير من الأحيان أساليب تصنيع محددة لخدمات معينة، مع الحاجة إلى فلنجات مطروقة لتطبيقات الضغط العالي- الحرجة ودرجات الحرارة العالية-.
الشفاه مزورة
يعد التشكيل طريقة التصنيع الأكثر شيوعًا لفلنجات ASME B16.5، خاصة للأحجام التي تصل إلى NPS 24 وفئات الضغط الأعلى. تتضمن العملية تسخين قطعة من الفولاذ إلى درجة حرارة الحدادة (عادةً 1900-2300 درجة فهرنهايت) وتشكيلها لتشكيلها باستخدام مطرقة الحدادة أو مكبسها. ينتج التشكيل الساخن تدفقًا مستمرًا للحبيبات يتبع محيط الحافة، مما يؤدي إلى خصائص ميكانيكية فائقة بما في ذلك القوة والليونة ومقاومة التعب. تتميز الفلنجات المطروقة بالحد الأدنى من المسامية والسلامة الداخلية الممتازة مقارنة بالمسبوكات. يتم تصنيع شفاه الخدمة الأكثر أهمية لضمان أقصى قدر من الموثوقية.
| ملكية | مزورة | يقذف | قطع لوحة |
|---|---|---|---|
| تدفق الحبوب | مستمر، يتبع الكفاف | متناحي الخواص، لا اتجاه الحبوب | الاتجاه المتداول فقط |
| السلامة الداخلية | ممتاز، والحد الأدنى من المسامية | متغير، خطر المسامية | جيد (جودة اللوحة) |
| القوة الميكانيكية | الأعلى | معتدل | معتدل |
| مقاومة التعب | ممتاز | جيد | جيد |
| نتائج الاختبارات غير التدميرية | الأكثر اتساقا | الأكثر تغيرا | ثابت |
| الحجم الأقصى | محدودة بتزوير القدرة | غير محدود عمليا | غير محدود (لوحة) |
| التكلفة النسبية (الكمية الصغيرة) | معتدل | عالية (الأدوات) | قليل |
| التكلفة النسبية (الكمية الكبيرة) | معتدل | أدنى | عالي |
الشفاه المصبوبة
يتضمن الصب صب المعدن المنصهر في قالب والسماح له بالتصلب في شكل الحافة. تعتبر هذه العملية اقتصادية بالنسبة لهندسة الحواف المعقدة وكميات الإنتاج الكبيرة لأن تكلفة أدوات القالب الأولية موزعة على العديد من الوحدات. ومع ذلك، فإن بنية حبيبات الزهر متناحية الخواص ويفتقر إلى الاتجاه الاتجاهي للمطروقات. تتميز الفلنجات المصبوبة بمخاطر أكبر للعيوب الداخلية بما في ذلك المسامية، وتجويفات الانكماش، والشوائب غير المعدنية. وهي مقبولة لتطبيقات الضغط غير-الحرجة والمنخفضة-وفقًا للأكواد المعمول بها ولكنها محظورة بموجب بعض الرموز للخدمات الخطرة.
قطع الشفاه لوحة
يتم تصنيع حواف الألواح المقطوعة مباشرة من مخزون الألواح الفولاذية المدرفلة، عادةً لأقطار كبيرة تتجاوز قدرات الحدادة القياسية (أعلى من NPS 24). يتم قطع شكل الحافة من اللوحة باستخدام القطع بالبلازما، أو الليزر، أو نفث الماء، ثم يتم تشكيلها آليًا إلى الأبعاد النهائية. لا تتمتع حواف الصفائح المقطوعة بميزة تدفق الحبوب لأن اتجاه تدحرج اللوحة يوفر القوة فقط في مستوى اللوحة. وهي تقتصر على فئات الضغط المنخفض بسبب قيود سماكة اللوحة وهي الأكثر شيوعًا لتطبيقات الأنابيب الهيكلية وغير - الحرجة حيث تكون تكلفة الفلنجات الكبيرة المزورة أو المصبوبة باهظة.
مقارنة الجودة
توفر الشفاه المزورة باستمرار أفضل مزيج من الخواص الميكانيكية والسلامة الداخلية والموثوقية. يتبع نمط تدفق الحبوب في الحافة المطروقة محيط الحافة، مما يوفر أقصى قدر من القوة حيث تشتد الحاجة إليها. يمكن أن تحقق الشفاه المصبوبة خصائص مقبولة للعديد من التطبيقات ولكنها تتمتع بنتائج NDT الأكثر تغيرًا بسبب التباين المتأصل في عملية الصب. تتميز حواف الألواح المقطوعة بخصائص تتوافق مع اتجاه تدحرج اللوحة، وهو أقل تجانسًا من الخصائص شاملة الاتجاهات للمطرقة. بالنسبة لتطبيقات الضغط الدوري والعالي-، تعتبر الفلنجات المطروقة هي الخيار المفضل.
مقارنة التكلفة
تتسم عملية التصنيع بتكاليف أدوات معتدلة كما أنها فعالة من حيث التكلفة-لكميات الإنتاج المتوسطة إلى الكبيرة. تتميز عملية الصب بتكلفة أدوات أولية عالية (صنع الأنماط) ولكنها أقل تكلفة لكل -وحدة عند الكميات الكبيرة. لا تحتوي لوحة القطع على تكلفة أدوات وهي الخيار الأكثر اقتصادا للكميات الصغيرة بأحجام كبيرة. تكاليف التصنيع متشابهة في جميع الطرق بمجرد إنتاج الشكل الخام. تختلف تكاليف المعالجة الحرارية حسب المادة والخصائص الميكانيكية المطلوبة، حيث تتطلب بعض درجات السبائك دورات معالجة حرارية باهظة الثمن بعد التشكيل.
متطلبات المعايير
يسمح ASME B16.5 بالفلنجات المصنعة بالتزوير أو الصب أو القطع من اللوحة، بشرط استيفاء مواصفات المواد ومتطلبات الخاصية الميكانيكية. تتطلب بعض مواصفات المواد على وجه التحديد منتجات مزورة (على سبيل المثال، ASTM A182)، بينما يسمح البعض الآخر بطرق تصنيع متعددة. تحظر بعض قوانين المصنع ومواصفات المالك استخدام الشفاه المصبوبة في بعض الخدمات الخطرة بسبب ارتفاع مخاطر العيوب الداخلية. تنطبق متطلبات التتبع بغض النظر عن طريقة التصنيع، وتكون متطلبات اختبار التأثير مستقلة عن الطريقة-. النقطة الأساسية هي أن الفلنجات المطروقة توفر أفضل قوة وموثوقية للخدمة المهمة، بينما تخدم الفلنجات المصبوبة واللوحية تطبيقات محددة غير{9}}حرجة.
منتجات شفة
