Tri primarna proizvodna procesa proizvode prirubnice koje se koriste u cevovodnim sistemima: kovanje, livenje i sečenje od ploče. Svaka metoda proizvodi prirubnice sa različitim mehaničkim svojstvima, unutrašnjom čvrstoćom i karakteristikama troškova. Razumevanje ovih razlika pomaže kupcima i inženjerima da specificiraju odgovarajuću metodu proizvodnje za svaku primenu.
Pregled Proizvodnje Prirubnica
Metoda proizvodnje utiče na strukturu zrna prirubnice, poroznost, unutrašnju čvrstoću i na kraju njene mehaničke performanse u upotrebi. Kovanje proizvodi superioran tok zrna poravnat sa konturom prirubnice, što rezultira najvećom čvrstoćom i otpornošću na zamor. Livenje omogućava složene oblike i velike obime proizvodnje po nižoj ceni po jedinici, ali sa većim rizikom od unutrašnjih defekata. Sečenje od ploče je ekonomično za velike prečnike, ali nema prednost toka zrna kao kovanje. Zahtevi koda često nalažu specifične metode proizvodnje za određene usluge, pri čemu su kovane prirubnice potrebne za kritične primene sa visokim pritiskom i temperaturom.
Kovane Prirubnice
Kovanje je najčešći metod proizvodnje za ASME B16.5 prirubnice, posebno za veličine do NPS 24 i više klase pritiska. Proces uključuje zagrevanje gredice od čelika do temperature kovanja (obično 1900-2300°F) i oblikovanje pomoću čekića ili prese za kovanje. Vruće oblikovanje proizvodi kontinuirani tok zrna koji prati konturu prirubnice, što rezultira superiornim mehaničkim svojstvima uključujući čvrstoću, duktilnost i otpornost na zamor. Kovane prirubnice imaju minimalnu poroznost i odličnu unutrašnju čvrstoću u poređenju sa livenim. Većina kritičnih prirubnica je kovana kako bi se osigurala maksimalna pouzdanost.
| Svojstvo | Kovano | Liveno | Sečeno od Ploče |
|---|---|---|---|
| Tok Zrna | Kontinuiran, prati konturu | Izotropan, nema orijentaciju zrna | Samo pravac valjanja |
| Unutrašnja Čvrstoća | Odlična, minimalna poroznost | Promenljiva, rizik od poroznosti | Dobra (kvalitet ploče) |
| Mehanička Čvrstoća | Najviša | Umerena | Umerena |
| Otpornost na Zamor | Odlična | Dobra | Dobra |
| Rezultati NDT | Najkonzistentniji | Najpromenljiviji | Konzistentni |
| Maks. Veličina | Ograničena kapacitetom kovanja | Praktično neograničena | Neograničena (ploča) |
| Relativni Trošak (mala količina) | Umeren | Visok (alat) | Nizak |
| Relativni Trošak (velika količina) | Umeren | Najniži | Visok |
Livene Prirubnice
Livenje uključuje izlivanje rastopljenog metala u kalup i njegovo očvršćavanje u oblik prirubnice. Proces je ekonomičan za složene geometrije prirubnica i velike obime proizvodnje jer se početni trošak alata za kalup raspoređuje na mnogo jedinica. Međutim, livena struktura zrna je izotropna i nema usmerenu orijentaciju kao kod kovanja. Livene prirubnice imaju veći rizik od unutrašnjih defekata uključujući poroznost, šupljine od skupljanja i nemetalne inkluzije. One su prihvatljive za nekritične primene sa niskim pritiskom prema primenjivim kodovima, ali su neki kodovi zabranjuju za opasne usluge.
Prirubnice Sečene od Ploče
Prirubnice sečene od ploče se obrađuju direktno od valjanog čeličnog lima, obično za velike prečnike izvan standardnih kapaciteta kovanja (iznad NPS 24). Profil prirubnice se seče iz ploče pomoću plazme, lasera ili vodenog mlaza, a zatim se mašinski obrađuje do finalnih dimenzija. Prirubnice sečene od ploče nemaju prednost toka zrna jer pravac valjanja ploče pruža čvrstoću samo u ravni ploče. Ograničene su na niže klase pritiska zbog ograničenja debljine ploče i najčešće se koriste za strukturne i nekritične aplikacije u cevovodima gde bi trošak velikih kovanih ili livenih prirubnica bio previsok.
Poređenje Kvaliteta
Kovane prirubnice dosledno pružaju najbolju kombinaciju mehaničkih svojstava, unutrašnje čvrstoće i pouzdanosti. Uzorak toka zrna u kovanoj prirubnici prati konturu prirubnice, pružajući maksimalnu čvrstoću tamo gde je najpotrebnija. Livene prirubnice mogu postići prihvatljiva svojstva za mnoge primene, ali imaju najpromenljivije NDT rezultate zbog inherentne varijabilnosti procesa livenja. Prirubnice sečene od ploče imaju svojstva koja odgovaraju pravcu valjanja ploče, što je manje ujednačeno od omnidirekcionih svojstava kovanja. Za ciklične i visokonaponske primene, kovane prirubnice su preferirani izbor.
Poređenje Troškova
Kovanje ima umerene troškove alata i isplativo je za srednje do velike obime proizvodnje. Livenje ima visoke početne troškove alata (izrada šablona) ali najniži trošak po jedinici pri velikim količinama. Sečenje od ploče nema troškove alata i najekonomičnija je opcija za male količine u velikim veličinama. Troškovi mašinske obrade su slični za sve metode nakon što se proizvede grubi oblik. Troškovi termičke obrade variraju u zavisnosti od materijala i zahtevanih mehaničkih svojstava, pri čemu neke legure zahtevaju skupe cikluse termičke obrade nakon kovanja.
Zahtevi Standarda
ASME B16.5 dozvoljava prirubnice proizvedene kovanjem, livenjem ili sečenjem od ploče, pod uslovom da su zadovoljeni zahtevi specifikacije materijala i mehaničkih svojstava. Neke specifikacije materijala posebno zahtevaju kovane proizvode (npr. ASTM A182), dok druge dozvoljavaju više metoda proizvodnje. Neki biljni kodovi i specifikacije vlasnika zabranjuju livene prirubnice za određene opasne usluge zbog većeg rizika od unutrašnjih defekata. Zahtevi za sledljivost se primenjuju bez obzira na metodu proizvodnje, a zahtevi za ispitivanje udara su nezavisni od metode. Ključna poruka je da kovane prirubnice pružaju najbolju čvrstoću i pouzdanost za kritične usluge, dok livene i pločaste prirubnice služe za specifične nekritične primene.
Prirubnički Proizvodi
