Вы берете спецификацию 6-дюймового фланца с приварной шейкой класса 600, и первый вопрос прост: какое давление он действительно может выдержать? Если вы угадали 600 фунтов на квадратный дюйм, вы ошиблись более чем в два раза. Согласно ASME B16.5, фланец из углеродистой стали класса 600 рассчитан на давление примерно 1480 фунтов на квадратный дюйм при температуре окружающей среды, и оно падает только примерно до 600 фунтов на квадратный дюйм вблизи верхней границы температурного диапазона.

Номинальное давление ANSI 600 представляет собой классификацию давления и температуры, а не фиксированное рабочее давление. Это различие определяет каждое дальнейшее решение — материал фланца, характеристики болтов, тип прокладки и испытательное давление. Если вы ошибетесь, вы либо заплатите за металл, который вам не нужен, либо, что еще хуже, укажете место соединения, которое протекает во время эксплуатации. В этой статье объясняется, что на самом деле означает класс 600, как температура и материал влияют на цифры и как правильно выбрать прокладку для фланца класса 600.

Что на самом деле означает номинальное давление ANSI 600

Рейтинг взят из ASME B16.5, стандарта для трубных фланцев и фланцевых фитингов от NPS 1/2 до NPS 24. В промышленности по-прежнему используется «ANSI B16.5», но текущий стандарт опубликован ASME и определяет семь классов давления: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 и 2500. Класс 600 соответствует высокому давлению. диапазон, выше которого находятся только 900, 1500 и 2500. Для фланцев размером более NPS 24 ASME B16.47 использует ту же логику классов, поэтому приведенные здесь принципы применимы ко всему предприятию.

Каждый класс представляет собой набор максимально допустимых значений безударного давления для данного материала фланца при заданной температуре. Числа рассчитываются на основе допустимого напряжения материала фланца, геометрии фланца и допущений по болтовым соединениям, записанных в стандарте. Сам номер класса является лишь меткой. Относитесь к этому как к рейтинговому обозначению, а не как к прямому значению пси.

Класс 600 примерно в пять раз превышает класс 150 и более чем в два раза превышает класс 300. Этот большой разрыв объясняет, почему класс 600 является отправной точкой для требовательных услуг, а не экстремальным. Типичные области применения класса 600 включают переработку нефти и газа, паровые системы, химические заводы и производство электроэнергии.

• Класс 150 — общие технологические трубопроводы низкого давления, системы водоснабжения и подачи воздуха.
• Класс 300 — умеренные нефтеперерабатывающие и промышленные нагрузки.
• Класс 600 — процессы высокого давления, пар и углеводороды.
• Класс 900 и выше — газ высокого давления, устьевая и тяжелая цикличная эксплуатация.

Температура меняет все: кривая снижения характеристик класса 600

Максимально допустимое безударное давление всегда связано с температурой. По мере повышения рабочей температуры допустимое напряжение материала фланца падает, поэтому вместе с ним падают и номинальные характеристики. Для фланца класса 600 A105 значения составляют 1480 фунтов на квадратный дюйм при 100 °F, 1290 фунтов на квадратный дюйм при 600 °F и 890 фунтов на квадратный дюйм при 850 °Ф. «600» в классе 600 выглядит как рабочее давление примерно 850–900 ° F — отсюда и возник миф «должно быть 600 фунтов на квадратный дюйм».

Не путайте гидростатическое испытательное давление с рабочим номиналом. Фланцы ASME B16.5 проходят контрольные испытания при температуре, в 1,5 раза превышающей номинальную температуру 100 °F — около 2220 фунтов на квадратный дюйм изб. для фланца из углеродистой стали класса 600. Это значение является однократной проверкой целостности, а не рабочим пределом.

Группа материалов: почему два фланца класса 600 не одинаковы

ASME B16.5 не присваивает классу ни одного рейтинга. Он присваивает рейтинги по группам материалов. К группе 1.1 относятся А105 и аналогичные углеродистые стали; Группа 2.1 включает аустенитные нержавеющие стали 304/316. При температуре 100 °F фланец из нержавеющей стали 316 класса 600 рассчитан на давление около 1440 фунтов на квадратный дюйм, что близко к 1480 фунтам на квадратный дюйм для углеродистой стали. Различия становятся более значимыми при высоких температурах, когда углеродистая сталь быстро разрушается и ограничивающим фактором становится собственный температурный потолок материала.

Практический совет для покупателей: всегда проверяйте группу материала при сравнении фланцев класса 600 от разных поставщиков и убедитесь, что материал прокладки выдерживает температурный предел фланца. Обычно прокладка с графитовым покрытием подходит к фланцу из нержавеющей стали, рассчитанному на температуру выше 900 °F; сопоставление листа с резиновым покрытием с соединением углеродистой стали, нагретым до 850 °F, невозможно.

Как выглядит болтовое соединение класса 600 внутри

Для соединений класса 600 прокладка не является второстепенной задачей: фланцы представляют собой раму, которая сжимает ее. В типичном соединении класса 600 с выступающей поверхностью используется спирально-навитая прокладка с внутренним кольцом или кольцевая прокладка, если фланец имеет поверхность RTJ. Нагрузка на болт должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить посадку прокладки, а жесткость фланца должна выдерживать эту нагрузку при температурных циклах.

Номер класса также определяет геометрию: прокладка, изготовленная для фланца класса 150, не подойдет к фланцу класса 600 того же номинального размера. Всегда заказывайте прокладки в соответствии со стандартом фланца и типом облицовки, а не только размером трубы.

Выбор подходящей прокладки для системы класса 600

Класс 600 является разделительной линией на многих предприятиях: отсюда мягкие листовые прокладки становятся второстепенными. Для фланцев с выступом рабочей лошадкой является спирально-навитая прокладка с внутренним кольцом. Внутреннее кольцо центрирует прокладку и предотвращает коробление обмотки внутрь под давлением. Размеры прокладок для спирально-навитых и кольцевых соединений указаны в ASME B16.20, поэтому соответствие классу фланца не составляет труда.

Спирально-навитые прокладки для фланцев с выступом

Спирально-навитая прокладка сочетает в себе V-образную металлическую обмотку с мягким наполнителем, обеспечивающую пружинящее восстановление при перепадах температуры. Это стандартный выбор для технологических трубопроводов класса 600 на нефтеперерабатывающих и химических заводах, он хорошо работает при работе с паром и углеводородами.

Спиральные прокладки с дополнительными внутренними и наружными кольцами Эти прокладки из металла и наполнителя обеспечивают упругую пружину для трубопроводов нефтеперерабатывающих и химических предприятий класса 600. Их конструкция может быть адаптирована к имеющейся нагрузке на болты и химической совместимости, что делает их универсальным выбором уплотнений для работы с паром и углеводородами. Посмотреть продукт →

Кольцевые прокладки для облицовки RTJ

Если фланец имеет облицовку RTJ, кольцевая соединительная прокладка обеспечивает уплотнение металл-металл. Под нагрузкой болта прокладка деформируется в канавку и создает герметичный линейный контакт. Кольцевые соединительные прокладки рассчитаны на работу в тяжелых условиях под высоким давлением, но после установки их необходимо заменять — повторное использование прокладок RTJ приводит к утечкам.

Кольцевые прокладки для фланцевого уплотнения высокого давления Эти прокладки, предназначенные для тяжелых условий эксплуатации в нефтегазовой отрасли, деформируются в канавку фланца, обеспечивая уплотнение металл-металл. Они выпускаются стандартных размеров по API и ASME и могут иметь резиновое покрытие для гидроиспытаний и защиты от коррозии. Посмотреть продукт →

Прокладки Kammprofile для теплообменников

В прокладках Kammprofile используется твердый металлический сердечник с концентрическими зубцами и мягкая облицовка, часто из графита или ПТФЭ. Они сочетают в себе удобство мягкой прокладки с устойчивостью металла к выдавливанию, что делает их лучшим выбором для соединений теплообменников и циклической эксплуатации, когда соединение класса 600 должно открываться и закрываться более одного раза.

Прокладки Kammprofile с зубчатым металлическим сердечником и мягкой облицовкой Эти прокладки сочетают в себе твердый зубчатый металлический сердечник с облицовкой из графита или ПТФЭ, что обеспечивает надежность при высоких давлениях и температурах. Они устойчивы к выбросам и деформации, что делает их идеальными для соединений теплообменников и циклических соединений класса 600. Посмотреть продукт →

Неисправность прокладки является основной причиной утечек фланцев, поэтому перед повторной сборкой стоит осмотреть существующие соединения. Полезные проверки включают в себя обучение тому, как определить поврежденную спирально-навитую прокладку и понимание того, как кольцевые прокладки сохраняют герметичность при высоком давлении и высокой температуре. .

Болты и установка: где на самом деле протекает соединение класса 600

Большинство утечек в соединениях класса 600 в полевых условиях связано с нагрузкой на болты, а не с качеством прокладок. Класс фланца указывает номинал, но болт определяет, достигнет ли прокладка когда-либо требуемого напряжения посадки. Следуйте процедурам крепления болтов ASME PCC-1: контролируемый крутящий момент или натяжение, перекрестные проходы и окончательный полный проход. Для больших соединений класса 600 рассмотрите возможность использования натяжителя вместо динамометрического ключа, поскольку один крутящий момент не всегда может компенсировать потери на трение.

1. Предположим, что «600» означает 600 фунтов на квадратный дюйм, и выберите фланец класса 300 для процесса, который фактически работает при давлении 900 фунтов на квадратный дюйм. Прежде чем выбирать класс, всегда проверяйте номинальные характеристики при реальной расчетной температуре.
2. Повторное использование сжатых прокладок. Спирально-навитые прокладки могут выдержать вторую эксплуатацию в легких условиях эксплуатации, но с прокладками RTJ и кампрофильными следует обращаться как с одноразовыми компонентами после установки.
3. Несоответствие размера прокладки и поверхности фланца. Фланец класса 600 имеет особые размеры торцовки и канавок; прокладка должна соответствовать ASME B16.20 для спирально-навитых и кольцевых соединений.

Такая же комплексная проверка применяется и при модернизации старой линии: сначала проверьте материал фланца, состояние поверхности и состояние болтов. Новая прокладка не сможет исправить изъеденную облицовку или растянутый болт.

Часто задаваемые вопросы: Номинальное давление ANSI 600 — вопросы, которые на самом деле задают покупатели