Ploché svařované příruby a natupo svařované příruby jsou dva běžné typy přírub v naší každodenní práci. Dnes provedeme srovnávací analýzu plochých přírub a přírub svařovaných na tupo ze čtyř hledisek: materiál, jmenovitý tlak, tvar svaru a scénáře použití.
Hlavní rozdíly
Ploché příruby mají jednoduchou strukturu a jsou spojeny koutovými svary, zatímco příruby svařované natupo mají složitější strukturu a jsou spojeny tupými svary. Tento zásadní rozdíl určuje jejich rozdíly v pevnosti, spolehlivosti, vhodnosti pro konkrétní pracovní podmínky a ceně.
1.Materiál
Plochá příruba:
Rozsah volitelných materiálů je rozsáhlý a do značné míry podobný jako u přírub svařovaných na tupo. Mezi běžné materiály patří uhlíková ocel (A105), nerezová ocel (304, 316) a legovaná ocel. Protože se často používají ve středně až nízkotlakých a nenáročných pracovních podmínkách, jsou požadavky na extrémní výkon samotných materiálů relativně nízké.
Příruba svařovaná na tupo:
Podobně rozsáhlá je i nabídka volitelných materiálů.
Klíčový bod spočívá v kompatibilitě: ve vysokotlakém, vysokoteplotním nebo korozivním prostředí musí materiál příruby přesně odpovídat materiálu potrubí (včetně chemického složení, mechanických vlastností a podmínek tepelného zpracování), aby byla zajištěna integrita spoje a konzistentní výkon za provozních podmínek. Například ve vysokoteplotních a vysokotlakých potrubích se často používají materiály z legované oceli jako P91 a F22.
Shrnutí: Oba jsou podobné, pokud jde o výběr materiálu, ale natupo svařované příruby kladou větší důraz na přesnou kompatibilitu s materiály potrubí a vyšší požadavky na výkon.
2.Jmenovitý tlak
Toto je jeden z nejzřejmějších ukazatelů aplikace těchto dvou.
Plochá příruba:
Je vhodný především pro střední až nízkotlaké rozsahy, typicky pokrývá řadu PN (normy GB): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40, stejně jako řadu tříd (normy ASME): Třída 150, Třída 300. Méně se používá ve jmenovitých hodnotách nad Třídou 300 a nedoporučuje se pro vyšší tlakové třídy a jeho namáhání má zřetelně plnící kapacitu. definovaná horní hranice.
Příruba svařovaná na tupo:
Je vhodný pro celý rozsah od nízkého tlaku po ultravysoký tlak. Od PN10 do PN420 a od třídy 150 do třídy 2500 nebo dokonce vyšší lze použít příruby svařované na tupo. Jejich krčková struktura a tupé svary účinně rozdělují a odolávají namáhání, což z nich činí standardní konfiguraci pro vysokotlaké a vysokoteplotní systémy.
Shrnutí: Ploché příruby jsou ekonomickým řešením pro aplikace se středním až nízkým tlakem, zatímco příruby svařované na tupo jsou jedinou spolehlivou volbou pro podmínky vysokého tlaku a velmi vysokého tlaku.
3. Forma svaru
To představuje nejzásadnější rozdíl mezi těmito dvěma z hlediska konstrukce a výroby, přímo určuje pevnost a spolehlivost spojení.
Plochá příruba:
Forma svaru: Koutový svar
Způsob připojení: Trubka se vloží do otvoru příruby a mezi vnější stěnou trubky a čelem příruby se provede svařování (vnější koutový svar). Může být také použit další vnitřní těsnící koutový svar (vnitřní koutový svar).
Nevýhody:
- Koncentrace napětí: Geometrický tvar koutového svaru vede k vysoké koncentraci napětí v kořeni, takže je náchylný ke vzniku únavových trhlin.
- Obtížnost kontroly: Vnitřní svary je náročné účinně kontrolovat pomocí metod, jako je radiografie (RT) nebo ultrazvukové testování (UT). Kvalita svaru závisí především na svařovacích postupech a vizuální kontrole.
- Nesoulad pevnosti: Tloušťka hrdla svaru je obvykle menší než tloušťka stěny trubky.
Příruba svařovaná na tupo:
Forma svaru: Tupý svar
Způsob připojení: Konec příruby je obroben s drážkou odpovídající trubce. Trubka a drážka příruby jsou přesně vyrovnány a poté svařeny. Svar v podstatě působí jako prodloužení tloušťky stěny trubky.
výhody:
- Vynikající rozložení napětí: Svar poskytuje hladký přechod, což má za následek extrémně nízký faktor koncentrace napětí a vysokou únavovou pevnost.
- Snadné nedestruktivní testování: Tupé svary mohou podstoupit 100% radiografické testování (RT), aby byla zajištěna interní kvalita bez závad a splňující vysoké standardní bezpečnostní požadavky.
- Stejná pevnost: Pevnost svaru může teoreticky dosáhnout parity se základním kovem trubky.
Shrnutí: Koutový svar versus tupý svar představuje rozdíl mezi „spojením“ a „tavením“. Ten má obrovskou výhodu v strukturální integritě a kontrolovatelnosti.
4.Aplikace
Na základě výše uvedených rozdílů se aplikace těchto dvou přirozeně liší.
Plochá příruba:
- Nízkotlaké užitkové systémy: Systémy cirkulační vody v závodech, nízkotlaké systémy stlačeného vzduchu, nízkotlaké potrubí chladicí vody.
- Nebezpečná média: Domácí voda, klimatizační voda, nízkotlaké potrubí mazacího oleje.
- Prostorově omezené instalace: Vzhledem ke své kratší konstrukci je lze použít v kompaktních prostorech.
- Nekritické systémy citlivé na náklady: Vybrané pro účely úspory nákladů ve scénářích s extrémně nízkými bezpečnostními riziky a stabilními tlakovými a teplotními podmínkami.
Příruba svařovaná na tupo:
- Vysokoteplotní a vysokotlaké parovody (např. hlavní parní potrubí v elektrárnách).
- Hořlavá a výbušná média (např. ropa, zemní plyn, vodík, uhlovodíky).
- Toxická a nebezpečná média (např. chlór, čpavek, toxické chemikálie).
- Potrubí manipulující s extrémně nebo vysoce nebezpečnými látkami.
- Vysoce rizikové a náročné provozní podmínky.
- Potrubí podléhající významným provozním výkyvům: Potrubí, které trpí tepelnými cykly, tlakovými pulzacemi, mechanickými vibracemi nebo náchylným k vodním rázům.
- Všechna procesní potrubí vysoké třídy designu: Standardní konfigurace v hlavních instalacích, jako jsou chemické závody, petrochemická zařízení, jaderné elektrárny a dálkové ropovody a plynovody.
5. Souhrnná a rychlá referenční tabulka pro výběr modelu
| Srovnávací rozměr | Plochá příruba | Příruba svařovaná na tupo |
| Struktura jádra | Styl ploché desky, s nosným čelem | Se zúženým krkem |
| Forma svaru | Koutový svar (vnitřní/vnější koutový) | Tupý svar (drážkový svar) |
| Kontrola svaru | Obtížné, náročné pro RT/UT | Snadné, vhodné pro 100% RT/UT kontrolu |
| Jmenovitý tlak | Středně nízký tlak (obvykle ≤ PN40/třída 30) | Plný tlakový rozsah (nízký až ultravysoký tlak) |
| Stresové charakteristiky | Značná koncentrace stresu, špatná odolnost proti únavě | Hladký přechod napětí, dobrá odolnost proti únavě |
| Hlavní materiály | Uhlíková ocel, nerezová ocel atd. (Všeobecné použití) | Uhlíková ocel, nerezová ocel, legovaná ocel atd. (Musí odpovídat potrubí) |
| Typické aplikace | Nízkotlaké systémy voda, vzduch, zdravotně nezávadné | Vysokoteplotní, vysokotlaké, nebezpečné, vibrující, kritické procesní linky |
| Počáteční náklady | Nižší | vyšší |
| Celkové náklady životního cyklu | vyšší maintenance risk in severe service | Vysoká spolehlivost v kritických systémech, příznivější celkové náklady |
6. Doporučení pro konečný výběr ventilu VATTEN
Při konstrukčním návrhu nebo samostatné výrobě a instalaci, zejména při dodržování norem jako ASME nebo GB, není výběr obvykle libovolný. Předpisy a normy přímo specifikují scénáře, kdy musí být použity příruby svařované na tupo na základě faktorů, jako je kategorie kapaliny, návrhový tlak a teplota potrubí. Jednoduše řečeno: v případě pochybností, v náročných podmínkách nebo v aplikacích kritických z hlediska bezpečnosti by měly být upřednostněny příruby svařované na tupo. Ploché příruby jsou uvažovány pouze pro jasně definované nízkorizikové, nízkotlaké a stabilní provozní podmínky, především pro účely úspory nákladů.
