ASME B16.47регулює сталеві фланці великого-діаметру від NPS 26 до NPS 60. Стандарт поділяється на дві серії з різним походженням розмірів:
Серія Асходить до MSS SP-44. Фланці, як правило, більші та важчі, з більш міцними малюнками болтів. Це ряд, який найчастіше вказується в нафтогазових проектах на Близькому Сході, особливо для морських і підводних зв’язків, де структурна маржа має значення.
Серія Bпоходить від API 605. Розміри компактніші, використовується менше болтів із меншим діаметром. Ви частіше бачите цю серію в європейських системах централізованого теплопостачання та модернізації нафтохімічної промисловості, де пріоритетом є зменшення займаної площі та ваги.
Клас 400 знаходиться в середньому-–-верхньому діапазоні тиску в межах B16.47. Доступні класи варіюються від 150 до 900, а клас 400 призначений для роботи від помірного-до-високого тиску. Для контексту, глухий фланець класу 400 при температурі навколишнього середовища витримує робочий тиск приблизно в 2,5 рази, ніж може витримати фланець класу 150 такого ж розміру.
Як кожен вимір керує інженерними рішеннями
Зовнішній діаметр фланця (O)
OD встановлює відбиток. Для глухого фланця NPS 60 класу 400 цей слід становить 74,25 дюйма, або трохи менше 1,9 метра в поперечнику. У компактних європейських блоках-підйомників цей діаметр може заважати сталевим конструкціям і просвітам доріжок. У наземних установках на Близькому Сході, де простір менш обмежений, зовнішній вигляд не є проблемою компонування, але все одно впливає на планування досягнень крана під час встановлення.
Мінімальна товщина (T)
Товщина є основним розміром{0}}утримання тиску. Для класу 400 глухий фланець NPS 60 вимагає мінімальної товщини кованого 7,44 дюйма (189 мм). Додайте рельєфну грань на 1/4 дюйма, і ви побачите металеву пластину товщиною 7,69 дюйма (195 мм).
Товщина визначає дві речі: здатність до тиску та складність кування. Більш товсті фланці вимагають більших ковальських пресів і довших циклів термічної обробки. Для матеріалів із нікелевих сплавів, таких як Inconel 625 або Hastelloy C-276, які дедалі частіше застосовуються для обслуговування кислих продуктів Близького Сходу, товщина безпосередньо впливає на час і вартість. Виготовлення та обробка глухого фланця NPS 48 класу 400 з Inconel 625 може тривати 16-20 тижнів, у порівнянні з 6-8 тижнями для того самого шматка з вуглецевої сталі A105.
Діаметр піднятої грані (R)
Піднята поверхня забезпечує посадкову поверхню прокладки. Його діаметр визначає зовнішню межу прокладки. Для фланців з рельєфною поверхнею ідентифікатор прокладки розташований безпосередньо всередині діаметра рельєфної поверхні, а зовнішній діаметр доходить приблизно до внутрішнього краю кола болта.
Зробіть це неправильно, і ви отримаєте продув прокладки (прокладка занадто вузька) або недостатнє стиснення прокладки (прокладка занадто широка). Ми рекомендуємо чітко вказувати розміри прокладок у замовленнях на купівлю, а не покладатися на «стандартні» розміри, особливо для розмірів вище NPS 36, де наявність прокладок стає незначною.
Коло болта та кількість отворів
Діаметр кола болта та кількість отворів разом визначають розподіл сили ущільнення фланця. Фланці серії A класу 400 мають від 28 до 36 отворів для болтів. NPS 46 є єдиним розміром, який використовує 36 отворів; більшість інших використовують 28 або 32.
Чому кількість отворів змінюється не-монотонно? Схема болта оптимізована таким чином, що напруга болта залишається в допустимих межах при номінальному тиску. У NPS 38 діапазон тиску дозволяє зменшити отвори під болти до 1,88 дюйма (менше, ніж у суміжних розмірів NPS 36 і NPS 40). На NPS 46 геометрія вимагає додаткових чотирьох болтів для підтримки границі тиску.
Порада щодо закупівель для покупців із регіону Перської затоки:Багато проектів у Саудівській Аравії та ОАЕ відповідають стандартам Saudi Aramco SAES, які іноді перекривають специфікації болтів B16.47. Перш ніж розміщувати замовлення, перевірте, чи вимагає для вашого проекту Aramco-додаткові вимоги до болтів.
Тиск-температура за класом 400
Клас 400 не означає 400 psi. Номер класу є безрозмірною точкою відліку. Фактичний робочий тиск залежить від групи матеріалів і робочої температури.
Для матеріалів групи 1.1 (A105, вуглецева сталь LF2) номінальний робочий тиск при температурі навколишнього середовища становить приблизно 400 фунтів на кв. Номінальний тиск залежить від розміру фланця та міцності матеріалу при температурі.
При підвищеній температурі картина змінюється. Вуглецева сталь групи 1.1 при 400 градусах (750 градусів F) зберігає приблизно 65% номінального тиску навколишнього середовища. При 475 градусах (887 градусах за Фаренгейтом) рейтинг глухого фланця B16.47 серії A класу 400 падає приблизно до 50% навколишнього середовища. Для установок з переробки сирої нафти на Близькому Сході, що працюють при температурі 350-420 градусів, це зниження є критичним. Фланець, вибраний за умовами навколишнього середовища без температурної корекції, буде протікати або виходити з ладу за умов експлуатації.
Для застосування при високих-температурах понад 450 градусів розгляньте леговані сталі Cr-Mo (F11, F22, F91) або нержавіючі марки (F304H, F316H). Європейські нафтопереробні заводи в Німеччині та Італії часто вказують F22 для класу 400 обслуговування в діапазоні 400-510 градусів.
Серія A проти серії B: яку з них вибрати?
Вибір між серією A та серією B часто визначається специфікацією клієнта, а не інженерними перевагами. Але розуміння компромісів допомагає-під час написання запитів на відхилення або альтернативних пропозицій.
Переваги серії А:
Більша кількість болтів означає кращий розподіл навантаження та меншу напругу окремого болта
Більший зовнішній діаметр фланця забезпечує більшу площу посадки прокладки для кращої надійності ущільнення
Краще підходить для циклічного обслуговування та теплових перехідних процесів
Віддають перевагу більшість національних нафтових компаній Близького Сходу (Saudi Aramco, ADNOC, QatarEnergy)
Переваги серії B:
Менші та легші фланці зменшують структурне навантаження та вимоги до підтримки
Менша кількість болтів прискорює збирання та розбирання під час ремонту
Нижча вартість матеріалу (менше сталі на фланець)
Більш поширений у європейських системах централізованого теплопостачання та нафтохімії з-низьким тиском
