Šta je prirubnica?
Prirubnica, skraćeno, samo opći pojam, obično se odnosi na slično metalno tijelo u obliku diska za otvaranje nekoliko fiksnih rupa, koje se koristi za povezivanje drugih stvari. Ova vrsta stvari se široko koristi u mašinama, pa izgleda pomalo čudno. Iako je poznata kao prirubnica, njeno ime potiče od engleske riječi flange. To znači da cijev i dijelovi cijevi međusobno povezani, spojeni na kraj cijevi, prirubnica ima otvor, vijci se spajaju kako bi se dvije prirubnice čvrsto spojile, a prirubnica se zaptiva brtvom.
Prirubnica je dio u obliku diska, najčešći u inženjerstvu cjevovoda, prirubnice se koriste u parovima.
Što se tiče vrsta prirubničkih spojeva, postoje tri komponente:
- Prirubnice za cijevi
- Zaptivka
- Vijčani spoj
U većini slučajeva, postoji specifičan materijal za zaptivku i vijke koji je napravljen od istog materijala kao i prirubnica cijevi. Najčešće prirubnice su prirubnice od nehrđajućeg čelika. Prirubnice su, s druge strane, dostupne u raznim materijalima kako bi se prilagodile zahtjevima lokacije. Neki od najčešćih materijala za prirubnice su monel, inconel i hrom-molibden, ovisno o stvarnim zahtjevima lokacije. Najbolji izbor materijala trebao bi ovisiti o vrsti sistema u kojem želite koristiti prirubnicu sa specifičnim zahtjevima.
7 uobičajenih tipova prirubnica
Postoje različite vrste prirubnica koje se mogu odabrati prema zahtjevima lokacije. Da bi se dizajn idealne prirubnice uskladio s njom, mora se osigurati pouzdan rad kao i dug vijek trajanja, a treba uzeti u obzir i najpovoljniju cijenu.
1. navojna prirubnica:
Navojne prirubnice, koje imaju navoj u otvoru prirubnice, opremljene su vanjskim navojem na spoju. Navojni spoj ovdje služi za izbjegavanje zavarivanja u svim slučajevima. Uglavnom se spaja odgovarajućim navojima s cijevi koja se ugrađuje.
2. Prirubnice sa zavarivanjem utičnicom
Ova vrsta prirubnice se obično koristi za manje cijevi gdje je promjer područja niske temperature i niskog pritiska karakteriziran spojem u kojem se cijev postavlja unutar prirubnice kako bi se osigurala veza s jednostrukim ili višestrukim kutnim zavarom. Ovo izbjegava ograničenja povezana s navojnim krajevima u usporedbi s drugim vrstama zavarenih prirubnica, što pojednostavljuje ugradnju.
3. Preklopljene prirubnice
Preklopna prirubnica je vrsta prirubnice koja zahtijeva da se završni kraj zavari na spojnicu kako bi se mogao koristiti s potpornom prirubnicom za formiranje prirubničkog spoja. Ovaj dizajn je učinio ovu metodu popularnom u raznim sistemima gdje je fizički prostor ograničen, ili gdje je potrebno često rastavljanje, ili gdje je potreban visok stepen održavanja.
4. Klizne prirubnice
Klizne prirubnice su vrlo česte i dostupne su u širokom rasponu veličina kako bi odgovarale sistemima s visokim protocima i propusnošću. Jednostavno usklađivanje prirubnice s vanjskim promjerom cijevi čini spoj vrlo jednostavnim za ugradnju. Ugradnja ovih prirubnica je pomalo tehnička jer zahtijeva kutno zavarivanje s obje strane kako bi se prirubnica pričvrstila na cijev.
5. Slijepe prirubnice
Ove vrste prirubnica su vrlo pogodne za završetak cjevovodnih sistema. Slijepa ploča je oblikovana kao prazan disk koji se može pričvrstiti vijcima. Nakon što se pravilno instaliraju i kombiniraju s odgovarajućom brtvom, omogućavaju odlično brtvljenje i lako se uklanjaju kada je potrebno.
6. Zavarene prirubnice vrata
Prirubnice sa zavarivanjem na vratu su vrlo slične preklopnim prirubnicama, ali zahtijevaju sučeono zavarivanje za ugradnju. Integritet performansi ovog sistema i njegova sposobnost da se savija više puta i koristi u sistemima visokog pritiska i visoke temperature čine ga primarnim izborom za procesne cjevovode.
7. Specijalne prirubnice
Ova vrsta prirubnice je najpoznatija. Međutim, postoji širok raspon dodatnih specijaliziranih tipova prirubnica dostupnih za različite namjene i okruženja. Postoje razne druge opcije kao što su nipo prirubnice, zavarene prirubnice, ekspanzijske prirubnice, otvori, dugi zavareni grlovi i reducirne prirubnice.
5 specijalnih vrsta prirubnica
1. WeldoFLange
Weldo prirubnica je vrlo slična Nipo prirubnici jer predstavlja kombinaciju prirubnica za sučeono zavarivanje i spojeva s ograncima. Weldo prirubnice su izrađene od jednog komada punog kovanog čelika, umjesto da se pojedinačni dijelovi zavaruju zajedno.
2. Nipo prirubnica
Nipoflange je ogranak cijevi nagnut pod uglom od 90 stepeni, proizvod proizveden kombinovanjem prirubnica za sučeono zavarivanje i kovanog Nipolet čelika. Iako se Nipo prirubnica smatra čvrstim, jedinstvenim komadom kovanog čelika, ne smatra se da su to dva različita proizvoda zavarena zajedno. Ugradnja Nipoflangea sastoji se od zavarivanja na Nipolet dio opreme kako bi se sprovela cijev i pričvršćivanja prirubničkog dijela vijcima na prirubnicu cijevi od strane cjevovodne ekipe.
Važno je znati da su Nipo prirubnice dostupne u različitim vrstama materijala kao što su ugljični, visokotemperaturni i niskotemperaturni ugljični čelici, nehrđajući čelik i legure nikla. Nipo prirubnice su uglavnom izrađene od ojačane konstrukcije, što im pomaže da dobiju dodatnu mehaničku čvrstoću u poređenju sa standardnim Nipo prirubnicama.
3. Koljenasta prirubnica i Latroprirubnica
Koljenasta prirubnica je poznata kao kombinacija prirubnice i koljenastog elementa, dok je latroprirubnica poznata kao kombinacija prirubnice i latroleta. Koljenaste prirubnice se koriste za grananje cijevi pod uglom od 45 stepeni.
4. Prirubnice okretnog prstena
Primjena okretnih prstenastih prirubnica je olakšavanje poravnanja rupa za vijke između dvije uparene prirubnice, što je korisnije u mnogim situacijama, kao što je ugradnja cjevovoda velikog promjera, podmorskih ili morskih cjevovoda i sličnih okruženja. Ove vrste prirubnica su pogodne za zahtjevne fluide u nafti, plinu, ugljikovodicima, vodi, hemikalijama i drugim petrohemijskim i vodoprivrednim primjenama.
U slučaju cjevovoda velikog promjera, cijev je opremljena standardnom prirubnicom za sučeono zavarivanje na jednom kraju i okretnom prirubnicom na drugom. To funkcionira jednostavnim okretanjem okretne prirubnice na cjevovodu tako da operater postiže pravilno poravnanje rupa za vijke na vrlo jednostavan i brži način.
Neki od glavnih standarda za okretne prstenaste prirubnice su ASME ili ANSI, DIN, BS, EN, ISO i drugi. Jedan od najpopularnijih standarda za petrohemijske primjene je ANSI ili ASME B16.5 ili ASME B16.47. Okretne prirubnice su prirubnice koje se mogu koristiti u svim uobičajenim standardnim oblicima prirubnica. Na primjer, zavarivanje grla, nazuvici, preklopni spojevi, utični zavarivanja itd., u svim vrstama materijala, u širokom rasponu veličina od 3/8" do 60", i pritisaka od 150 do 2500. Ove prirubnice se mogu lako izraditi od ugljičnih, legiranih i nehrđajućih čelika.
5. Ekspanzijske prirubnice
Ekspanzijske prirubnice se koriste za povećanje promjera cijevi od bilo koje određene tačke do druge kako bi se cijev spojila na bilo koju drugu mehaničku opremu kao što su pumpe, kompresori i ventili koji imaju različite veličine ulaza.
Ekspanzijske prirubnice su obično prirubnice zavarene sučeono i imaju vrlo veliki otvor na kraju bez prirubnice. Mogu se koristiti za dodavanje samo jedne ili dvije veličine ili do 4 inča provrtu cijevi. Ove vrste prirubnica su poželjnije u odnosu na kombinaciju redukcija za zavarivanje sučeono i standardnih prirubnica jer su jeftinije i lakše. Jedan od najčešćih materijala koji se koriste za ekspanzijske prirubnice je A105 i nehrđajući čelik ASTM A182.
Ekspanzijske prirubnice dostupne su u nazivnim pritiscima i veličinama u skladu sa specifikacijama ANSI ili ASME B16.5, koje su prvenstveno dostupne konveksne ili ravne (RF ili FF). Redukcijske prirubnice, poznate i kao redukcijske prirubnice, služe potpuno suprotnoj funkciji u poređenju sa ekspanzijskim prirubnicama, što znači da se koriste za smanjenje veličine otvora cijevi. Prečnik otvora cijevi može se lako smanjiti, ali ne za više od 1 ili 2 veličine. Ako se pokuša smanjiti preko ovoga, treba koristiti rješenje zasnovano na kombinaciji redukcija zavarenih sučeono i standardnih prirubnica.
Dimenzioniranje prirubnice i uobičajena razmatranja
Pored funkcionalnog dizajna prirubnice, njena veličina je faktor koji najvjerovatnije utiče na odabir prirubnice prilikom projektovanja, održavanja i ažuriranja cjevovodnog sistema. Umjesto toga, mora se uzeti u obzir spoj prirubnice s cijevi i korištene brtve kako bi se osiguralo pravilno dimenzioniranje. Pored ovoga, neka uobičajena razmatranja su sljedeća:
- Vanjski promjer: Vanjski promjer je udaljenost između dvije suprotne ivice prirubničke površine.
- Debljina: Debljina se mjeri od vanjske strane oboda.
- Prečnik kruga vijaka: Ovo je udaljenost između relativnih rupa za vijke mjereno od centra do centra.
- Veličina cijevi: Veličina cijevi je veličina koja odgovara prirubnici.
- Nominalni otvor: Nominalni otvor je veličina unutrašnjeg prečnika prirubničkog konektora.
Klasifikacija prirubnica i nivo usluge
Prirubnice se kategoriziraju prvenstveno prema svojoj sposobnosti da izdrže različite temperature i pritiske. Označavaju se upotrebom slova ili sufiksa "#", "lb" ili "class". To su zamjenjivi sufiksi i također variraju ovisno o regiji ili dobavljaču. Uobičajene poznate klasifikacije navedene su u nastavku:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
Iste tolerancije pritiska i temperature variraju ovisno o korištenom materijalu, dizajnu prirubnice i veličini prirubnice. Međutim, jedina konstanta je nazivni pritisak, koji se smanjuje s porastom temperature.
Tip prirubnice
Tip površine prirubnice je također vrlo važna karakteristika koja ima značajan utjecaj na konačne performanse i vijek trajanja prirubnice. Stoga su u nastavku analizirane neke od najvažnijih vrsta površina prirubnica:
1. Ravna prirubnica (FF)
Površina zaptivke ravne prirubnice nalazi se u istoj ravni kao i površina okvira spojenog vijcima. Proizvodi koji koriste ravne prirubnice obično su oni koji se proizvode s kalupima koji odgovaraju prirubnici ili poklopcu prirubnice. Ravne prirubnice ne smiju se postavljati na prirubnice s obrnutom stranom. ASME B31.1 navodi da se prilikom spajanja ravnih prirubnica od lijevanog željeza s prirubnicama od ugljičnog čelika mora ukloniti podignuta površina na prirubnicama od ugljičnog čelika i potrebna je zaptivka preko cijele površine. To sprječava da male, krhke prirubnice od lijevanog željeza prodru u prazninu koju formira podignuti nos prirubnice od ugljičnog čelika.
Ova vrsta prirubničke površine koristi se u proizvodnji opreme i ventila za sve primjene gdje se proizvodi liveno gvožđe. Liveno gvožđe je krhkije i obično se koristi samo za primjene na niskim temperaturama i niskom pritisku. Ravna površina omogućava objema prirubnicama potpuni kontakt po cijeloj površini. Ravne prirubnice (FF) imaju kontaktnu površinu koja je iste visine kao i navoji vijaka prirubnice. Podloške s punom površinom koriste se između dvije ravne prirubnice i obično su mekane. Prema ASME B31.3, ravne prirubnice ne bi trebale biti spojene s podignutim prirubnicama zbog mogućnosti curenja iz rezultirajućeg prirubničkog spoja.
2. Prirubnica s podignutom površinom (RF)
Prirubnica s podignutom površinom je najčešći tip koji se koristi u fabrikatorskim primjenama i lako se prepoznaje. Naziva se konveksna jer se površina zaptivke nalazi iznad površine prstena vijka. Svaka vrsta obloge zahtijeva upotrebu nekoliko vrsta zaptivki, uključujući razne ravne prstenaste jezičke i metalne kompozite kao što su spiralno namotani i dvostruko obloženi oblici.
RF prirubnice su dizajnirane da koncentriraju daljnji pritisak na manju površinu zaptivke, čime se poboljšava kontrola pritiska spoja. Prečnici i visine po nivou pritiska i prečniku opisani su u ASME B16.5. Nivo pritiska prirubnice određuje visinu površine koja se podiže. RF prirubnice su namijenjene da koncentriraju daljnji pritisak na manju površinu zaptivke, čime se povećava sposobnost kontrole pritiska spoja. Prečnici i visine po klasi pritiska i prečniku opisani su u ASME B16.5. Ocjene pritiska prirubnica.
3. Prstenasta prirubnica (RTJ)
Kada je potrebno zaptivanje metal-na-metal između uparenih prirubnica (što je uslov za primjene visokog pritiska i visoke temperature, tj. iznad 700/800 C°), koristi se prstenasta spojna prirubnica (RTJ).
Prirubnica prstenastog spoja ima kružni žlijeb koji prihvata zaptivku prstenastog spoja (ovalnog ili pravougaonog oblika).
Kada se dvije prirubnice prstenastog spoja spoje vijcima, a zatim zategnu, primijenjena sila vijka deformira brtvu u žlijebu prirubnice, stvarajući vrlo čvrsto brtvljenje metala na metal. Da bi se to postiglo, materijal brtve prstenastog spoja mora biti mekši (duktilniji) od materijala prirubnica.
RTJ prirubnice mogu se zaptiti RTJ zaptivkama različitih tipova (R, RX, BX) i profila (npr. osmougaone/eliptične za R tip).
Najčešća RTJ zaptivka je R tip sa osmougaonim poprečnim presjekom, jer osigurava vrlo jako brtvljenje (ovalni poprečni presjek je stariji tip). Međutim, dizajn sa "ravnim žljebom" prihvata obje vrste RTJ zaptivki sa osmougaonim ili ovalnim poprečnim presjekom.
4. Prirubnice s utorom i perom (T i G)
Dvije prirubnice s utorom i perom (T i G strane) savršeno se uklapaju: jedna prirubnica ima podignuti prsten, a druga ima utore gdje se lako uklapaju (pero ulazi u utor i brtvi spoj).
Prirubnice s utorima i perima dostupne su u velikim i malim veličinama.
5. Muške i ženske prirubnice (M i F)
Slično kao i prirubnice s utorom i perom, muške i ženske prirubnice (M i F tipovi) se međusobno podudaraju.
Jedna prirubnica ima područje koje se proteže izvan njene površine, muška prirubnica, a druga prirubnica ima odgovarajuća udubljenja strojno obrađena na okrenutoj površini, ženskoj prirubnici.
Završna obrada površine prirubnice
Kako bi se osiguralo savršeno prileganje prirubnice brtvi i prirubnici, površina prirubnice zahtijeva određeni stepen hrapavosti (samo za završne obrade prirubnica RF i FF). Vrsta hrapavosti površine prirubnice definira vrstu "završne obrade prirubnice".
Uobičajene vrste su standardne, koncentrično nazubljene, spiralno nazubljene i glatke prirubničke površine.
Postoje četiri osnovne završne obrade površine za čelične prirubnice, međutim, zajednički cilj bilo koje vrste završne obrade površine prirubnice je postizanje željene hrapavosti na površini prirubnice kako bi se osiguralo čvrsto prianjanje između prirubnice, brtve i prirubnice te osiguralo kvalitetno brtvljenje.
Vrijeme objave: 08.10.2023.