در دنیای وسیع و به هم پیوسته خطوط لوله صنعتی،, شیرآلات صنعتی, پمپها و لولهها معمولاً با استفاده از اتصالات فلنجی به یکدیگر متصل میشوند. در حالی که مهندسان ساعتهای بیشماری را صرف محاسبه تنش خط لوله، انتخاب متالورژی بینقص و تعیین دقیق واشر مارپیچی میکنند، یکپارچگی نهایی کل سیستم به دستان تکنسینی که آچار را در دست دارد، بستگی دارد.
درصد قابل توجهی از انتشار گازهای گلخانهای و نشتهای فاجعهبار خطوط لوله ناشی از شیرهای معیوب یا واشرهای معیوب نیستند. آنها ناشی از استفاده نادرست از ... مراحل سفت کردن پیچ فلنج و اعمال گشتاور ناهموار.
اگر یک تکنسین صرفاً پیچها را در یک دایره و در جهت عقربههای ساعت سفت کند، سطوح فلنج از یک طرف به هم فشرده و از طرف دیگر باز میشوند. واشر برای همیشه خرد و تغییر شکل میدهد و نشتی عظیم فشار بالا را به محض روشن شدن سیستم تضمین میکند.
برای جلوگیری از این امر، صنعت لولهکشی جهانی به استانداردهای سختگیرانهای (مانند ASME PCC-1) پایبند است که استفاده از ... را دیکته میکند. توالی سفت کردن با الگوی ستاره (ضربدری) همراه با عبور گشتاور افزایشی. در این راهنمای جامع مهندسی، فیزیک آببندی فلنج را بررسی خواهیم کرد، توالی دقیق شمارهگذاری برای تعداد پیچهای مختلف را ارائه میدهیم و روش گام به گام برای دستیابی به یک اتصال فلنجی کاملاً آببندی شده و بدون نشتی را شرح میدهیم.
فیزیک آببندی فلنج: چرا ترتیب انجام کار اهمیت دارد؟
برای درک اهمیت این توالی، باید آنچه را که بین دو فلنج فولادی سنگین اتفاق میافتد، تجسم کنید. بین آنها یک عنصر آببندی - واشر - قرار دارد. هدف از پیچ کردن، فشردهسازی کاملاً یکنواخت این واشر در کل محیط ۳۶۰ درجه آن است.
فلنجهای فولادی، علیرغم وزن و ضخامت زیادشان، کاملاً سفت و سخت نیستند. اگر فشار ناهموار اعمال شود، میتوانند و در سطح میکروسکوپی خم میشوند (تاب برمیدارند).
خطر سفت کردن دایرهای
یک فلنج ۸ سوراخه را تصور کنید. اگر پیچ ۱TP5T1 را کاملاً سفت کنید و سپس بلافاصله به سراغ پیچ مجاور ۱TP5T2 بروید، نیروی گیره عظیمی را فقط به یک طرف فلنج اعمال میکنید. این امر واشر را در آن طرف فشرده میکند و به طور بالقوه آن را فراتر از حد تسلیمش له میکند.
بدتر از آن، چون فلنج فلزی مانند یک تکیهگاه عمل میکند، فشار دادن یک طرف باعث میشود طرف مقابل فلنج از نظر فیزیکی از هم جدا شود. تا زمانی که شما در اطراف دایره به پیچ #5 میرسید، سعی میکنید فولاد تاب برداشته را دوباره به جای خود خم کنید. واشر اکنون به طور ناهموار بارگذاری شده است و نشتی اجتنابناپذیر است.
توالی الگوی ستارهای (ضربدری) چیست؟
The الگوی ستاره, که با نام الگوی ضربدری نیز شناخته میشود، یک روش پیچبندی سیستماتیک است که برای اتصال دو سطح فلنج به صورت کاملاً موازی با یکدیگر طراحی شده است.
تکنسین به جای رفتن به پیچ مجاور، مستقیماً به سمت پیچ حرکت میکند. مقابل (یا به صورت مورب در سراسر) فلنج. با حرکت متناوب به جلو و عقب در محور مرکزی، بار فشاری به طور مساوی توزیع میشود، فلنجها را موازی نگه میدارد و واشر را به طور یکنواخت از همه طرف به طور همزمان فشرده میکند.
مراحل استاندارد سفت کردن پیچ بر اساس تعداد سوراخ
ترتیب دقیق بستن پیچها به تعداد پیچهای فلنج بستگی دارد. در اینجا ترتیبهای سفت کردن استاندارد صنعتی برای رایجترین پیکربندیهای فلنج آمده است. (فرض کنید پیچها به ترتیب ۱، ۲، ۳، ۴ و غیره، در یک دایره در جهت عقربههای ساعت به دور فلنج شمارهگذاری شدهاند).
توالی فلنج 4 سوراخه
در لولههای کوچکتر و کلاسهای فشار پایینتر (مثلاً ۲ اینچ کلاس ۱۵۰) استفاده میشود.
توالی: ۱ – ۳ – ۲ – ۴
- پیچ ۱ (بالا) را محکم کنید
- پیچ شماره ۳ (پایین، درست روبرو) را محکم کنید
- پیچ شماره ۲ (سمت راست) را محکم کنید
- پیچ شماره ۴ (سمت چپ، درست روبرو) را محکم کنید.
توالی فلنج ۸ سوراخه
در خطوط لوله با اندازه متوسط و فشارهای بالاتر (مثلاً ۴ اینچ کلاس ۳۰۰) رایج است.
توالی: ۱ – ۵ – ۳ – ۷ – ۲ – ۶ – ۴ – ۸
- به الگو توجه کنید: ابتدا بالا و پایین (۱، ۵) و سپس چپ و راست (۳، ۷) را محکم کنید تا یک ضربدر تشکیل شود. سپس شکافهای مورب (۲، ۶) و (۴، ۸) را پر کنید.
توالی فلنج ۱۲ سوراخه
در قطر بزرگ استفاده میشود شیرهای کروی فلنج دار و شیرهای دروازهای.
توالی: ۱ – ۷ – ۴ – ۱۰ – ۲ – ۸ – ۵ – ۱۱ – ۳ – ۹ – ۶ – ۱۲
توالی فلنج ۱۶ سوراخه
در شیرهای خط لوله عظیم و پرفشار استفاده میشود.
توالی: ۱ – ۹ – ۵ – ۱۳ – ۳ – ۱۱ – ۷ – ۱۵ – ۲ – ۱۰ – ۶ – ۱۴ – ۴ – ۱۲ – ۸ – ۱۶
نکته مهندسی: برای فلنجهایی با ۲۴، ۳۲ یا بیشتر پیچ، تیمهای تعمیر و نگهداری اغلب از چندین تکنسین استفاده میکنند که به طور همزمان در دو طرف فلنج کار میکنند، یا از حلقههای کشش پیچ هیدرولیکی استفاده میکنند که تمام پیچها را دقیقاً همزمان کشش میدهند و نیاز به توالی دستی را کاملاً از بین میبرند.
روش گام به گام پیچ کردن فلنج (روش 4 پاس)
دانستن الگوی ستاره تنها نیمی از راه است. اعمال مقدار صحیح نیرو (گشتاور) در مراحل مختلف نیز به همان اندازه حیاتی است. شما باید هرگز در اولین عبور، گشتاور مورد نیاز را به میزان ۱۰۰۱TP3T اعمال کنید. انجام این کار باعث تاب برداشتن فلنج و له شدن واشر میشود.
برای رعایت دستورالعملهای استاندارد ASME PCC-1، تکنسینها باید از ... استفاده کنند. روش عبور گشتاور افزایشی, با استفاده از یک آچار گشتاور کالیبره شده.
مرحله ۱: آمادهسازی، بازرسی و روغنکاری
- تمیز: مطمئن شوید که سطوح فلنج کاملاً تمیز، عاری از زنگزدگی، مواد واشر قدیمی و خراشهای عمیق هستند.
- تراز کردن: فلنجهای لوله باید کاملاً با شیر همراستا باشند. از پیچها برای کشیدن لولههای ناهمتراز به سمت یکدیگر با فشار استفاده نکنید؛ این کار تنش پسماند زیادی را به بدنه شیر وارد میکند.
- روغن کاری کنید: این موضوع غیرقابل انکار است. یک روانکننده ضد گیرپاژ با کیفیت بالا (مثلاً دیسولفید مولیبدن یا پایه نیکل) را روی رزوههای پیچ و سطح یاتاقان مهره بمالید. رزوههای خشک به دلیل اصطکاک، برای دستیابی به نیروی گیره یکسان، تا 50% گشتاور بیشتری نیاز دارند. بدون روغن کاری، آچار گشتاور شما صدای کلیک میدهد، اما فلنج همچنان شل خواهد بود.
مرحله ۲: سفت کردن دستی (مرحله ترازبندی)
واشر را با دقت وارد کنید. تمام پیچ و مهرههای رزوه را نصب کنید. تمام مهرهها را با دست (یا با یک آچار دستی کوچک) بچرخانید تا محکم شوند. به صورت بصری بررسی کنید که فاصله بین دو فلنج در تمام اطراف یکنواخت باشد.
مرحله 3: اولین عبور گشتاور (30%)
آچار گشتاور کالیبره شده خود را روی 30% گشتاور هدف نهایی. برای تعداد سوراخهای خاص خود، هر پیچ را با پیروی از توالی دقیق الگوی ستارهای سفت کنید.
مرحله ۴: عبور گشتاور دوم (60%)
تنظیمات آچار گشتاور خود را افزایش دهید تا 60% گشتاور هدف نهایی. دوباره دور لبهی فلنج بگردید، و دقیقاً از توالی الگوی ستارهای پیروی کنید.
مرحله 5: سومین گذر گشتاور (100%)
آچار گشتاور را روی 100% گشتاور هدف نهایی. یک بار دیگر، با رعایت دقیق توالی الگوی ستارهای، فلنج را دور بزنید. اکنون واشر به طور یکنواخت و ایمن فشرده شده است.
مرحله ۶: آخرین مرحله “تعقیب و گریز” (در جهت عقربههای ساعت)
از آنجا که فشردن واشر از یک طرف میتواند پیچهای طرف دیگر را کمی شل کند، یک مرحله تأیید نهایی لازم است. آچار گشتاور را در موقعیت 100% نگه دارید. این بار،, از الگوی ستاره استفاده نکنید. به سادگی با یک توالی دایرهای استاندارد (در جهت عقربههای ساعت) دور فلنج بپیچید و هر پیچ را بررسی کنید. اگر آچار بلافاصله و بدون حرکت مهره صدای کلیک داد، پیچ کاملاً سفت شده است.
اشتباهات رایج در پیچ کردن که باید از آنها اجتناب کرد
حتی با آچار ترکمتر، خطای انسانی میتواند اتصال فلنجی را به خطر بیندازد. از این اشتباهات مهم در نصب خط لوله خودداری کنید:
- استفاده مجدد از واشرهای قدیمی: واشرهای مارپیچی و واشرهای فلزی RTJ (اتصال نوع حلقهای) در صورت له شدن، به طور دائم تغییر شکل میدهند. هرگز نباید دوباره استفاده شوند. هنگام ساخت فلنج، همیشه یک واشر کاملاً نو نصب کنید.
- گشتاور بیش از حد: گشتاور بیشتر همیشه بهتر نیست. فراتر رفتن از حداکثر گشتاور تعیینشده توسط سازنده میتواند پیچها را تا فراتر از نقطه تسلیمشان بکشد (و بهطور دائم توانایی بستن آنها را از بین ببرد) یا واشر نرم را تا جایی خرد کند که تحت فشار منفجر شود.
- استفاده از پیچ و مهرههای نامناسب: پیچهای سخت افزاری استاندارد برای مخازن تحت فشار مناسب نیستند. مطمئن شوید که از پیچهای استاد بولت دارای گواهینامه ASTM A193 B7 (برای دماهای بالا) یا B8/B8M (برای کاربردهای ضد زنگ/خورنده) به همراه مهرههای شش گوش سنگین A194 صحیح استفاده میکنید.
چگونه JH Valve از همان کارخانه، سلامت فلنج را تضمین میکند
در شیر JH, ما درک میکنیم که نصب بیعیب و نقص خط لوله نیازمند اجزای بیعیب و نقص است. اگر فلنج شیر در کارخانه به طور نادرست ماشینکاری شود، هیچ مقدار پیچ ستارهای در محل نمیتواند از نشت آن جلوگیری کند.
تعهد ما به صفر کردن انتشار گازهای گلخانهای با پیشرفت... آغاز میشود. ماشینکاری CNC. ما چهرههایمان را ماشینکاری میکنیم شیرهای دروازهای فلنجدار و شیرهای کروی با پرداخت دندانهدار دقیق فونوگرافی (معمولاً 125-250 AARH). این شیاربندی متحدالمرکز دقیق، "لقمه" بینقصی را در واشر مارپیچی ایجاد میکند و آببندی با یکپارچگی بالا را تضمین میکند.
علاوه بر این، در طول دوره جامع ما پروتکلهای بازرسی و آزمایش, هر شیر فلنجدار به میزهای تست هیدرولیک فشار بالای ما پیچ میشود. مهندسان کنترل کیفیت ما از آچارهای گشتاور کالیبره شده و توالیهای دقیق الگوی ستارهای برای محکم کردن فلنجهای کور قبل از قرار دادن بدنه شیر در معرض ۱.۵ برابر حداکثر فشار کاری آن استفاده میکنند. ما تضمین میکنیم که وقتی شیرهای ما به تأسیسات شما میرسند، سطوح فلنج آنها کاملاً صاف، موازی و آماده برای ادغام بدون نشتی در شبکه لولهکشی شما هستند.
سوالات متداول (FAQ)
آیا هنگام شل کردن (باز کردن) فلنج باید از الگوی ستارهای استفاده کنم؟
بله، کاملاً. اگر پیچهای یک طرف سیستم لولهکشی تحت تنش بالا را کاملاً باز کنید، لوله میتواند به شدت به عقب برگردد یا پیچهای باقیمانده را گیر کند و باز کردن ایمن آنها را غیرممکن سازد. شما باید پیچها را به صورت ستارهای شل کنید و هر بار نیم دور آنها را بچرخانید تا تنش باقیمانده و کشش خط لوله به طور ایمن آزاد شود.
تفاوت بین گشتاور و کشش چیست؟
گشتاور از آچار برای چرخاندن مهره استفاده میکند که پیچ را از طریق اصطکاک محکم میکند. این کار به شدت به روانکاری رزوه وابسته است. تنش زدایی از یک ابزار هیدرولیکی استفاده میکند که گلمیخ پیچ را به صورت فیزیکی گرفته و به سمت بالا میکشد و اجازه میدهد مهره با دست چرخانده شود. هنگامی که فشار هیدرولیکی آزاد میشود، پیچ سعی میکند جمع شود و فلنج را محکم نگه دارد. کشش بسیار دقیقتر است زیرا اصطکاک رزوه را از محاسبه حذف میکند و در فلنجهای عظیم و پرفشار استاندارد است.
آیا میتوانم از آچار ضربهای (تفنگ جغجغهای) برای سفت کردن فلنجها استفاده کنم؟
آچارهای ضربهای فقط باید برای “بستن” اولیه یا باز کردن پیچها استفاده شوند. هرگز نباید از آچار ضربهای برای مراحل نهایی سفت کردن استفاده کنید. آچارهای ضربهای گشتاور بسیار نادرست و ناهمواری ایجاد میکنند که تقریباً مطمئناً منجر به تاب برداشتن فلنج و خرد شدن واشر میشود. همیشه برای مراحل نهایی 30%، 60% و 100% از یک آچار گشتاور دستی یا هیدرولیکی کالیبره شده استفاده کنید.
نتیجهگیری
The دنباله سفت کردن الگوی ستاره (ضربدری) یکی از اساسیترین و در عین حال حیاتیترین رویهها در دنیای مهندسی مکانیک است. این تنها راه برای تضمین این است که نیروی فشاری عظیم پیچهای فلنج به طور یکنواخت در سراسر واشر آببندی ظریف اعمال شود.
با رعایت دقیق توالی شمارهگذاری برای اندازه فلنج خاص خود، روانکاری سخاوتمندانه رزوههای پیچ و مهره و اعمال صبورانه گشتاور در مراحل افزایشی 30%-60%-100%، میتوانید خطر خرد شدن واشرها و تاب برداشتن فلنجها را از بین ببرید. یک شیر فلنجی با گشتاور مناسب، سنگ بنای یک تأسیسات صنعتی ایمن، سازگار با محیط زیست و بدون نشتی است.
