A csőrendszerekben használt karimákat három elsődleges gyártási folyamat állítja elő: kovácsolás, öntés és lemezből történő vágás. Mindegyik módszer különböző mechanikai tulajdonságokkal, belső szilárdsággal és költségjellemzőkkel rendelkező karimákat állít elő. E különbségek megértése segít a vásárlóknak és a mérnököknek meghatározni a megfelelő gyártási módszert az egyes alkalmazásokhoz.
A karimagyártás áttekintése
A gyártási módszer befolyásolja a karima szemcseszerkezetét, porozitását, belső szilárdságát, és végső soron a mechanikai teljesítményét a használat során. A kovácsolás kiváló szemcseáramlást biztosít a karima kontúrjához igazodva, ami a legnagyobb szilárdságot és kifáradásállóságot eredményezi. Az öntés bonyolult formákat és nagy gyártási mennyiségeket tesz lehetővé alacsonyabb-egységköltséggel, de nagyobb a belső hibák kockázatával. A lemezalapanyagból történő vágás gazdaságos nagy átmérők esetén, de hiányzik belőle a kovácsolás szemcseáramlási előnye. A kódkövetelmények gyakran meghatározott gyártási módszereket írnak elő bizonyos szolgáltatásokhoz, és kovácsolt karimák szükségesek a kritikus nagy{5}}nyomású és magas{6}}hőmérsékletű alkalmazásokhoz.
Kovácsolt karimák
A kovácsolás az ASME B16.5 karimák legelterjedtebb gyártási módja, különösen az NPS 24-es méretig és magasabb nyomásosztályok esetén. Az eljárás során egy acéltuskót kovácsolási hőmérsékletre (általában 1900-2300 °F) hevítenek, majd kovácsoló kalapáccsal vagy préssel formálják. A melegalakítás folyamatos szemcseáramlást hoz létre, amely követi a karima kontúrját, ami kiváló mechanikai tulajdonságokat eredményez, beleértve a szilárdságot, a hajlékonyságot és a fáradásállóságot. A kovácsolt karimák minimális porozitással és kiváló belső szilárdsággal rendelkeznek az öntvényekhez képest. A legtöbb kritikus szervizkarima kovácsolt a maximális megbízhatóság érdekében.
| Ingatlan | Kovácsolt | Öntvény | Vágott lemez |
|---|---|---|---|
| Gabonaáramlás | Folyamatos, követi a kontúrt | Izotróp, nincs szemcse orientáció | Csak gördülési irány |
| Belső hangzás | Kiváló, minimális porozitás | Változó, porozitás veszélye | Jó (lemez minőség) |
| Mechanikai szilárdság | Legmagasabb | Mérsékelt | Mérsékelt |
| Fáradtságállóság | Kiváló | Jó | Jó |
| NDT eredmények | A legkövetkezetesebb | A legváltozatosabb | Következetes |
| Max méret | A kovácsolási kapacitás korlátozza | Gyakorlatilag korlátlan | Korlátlan (tányér) |
| Relatív költség (kis mennyiség) | Mérsékelt | Magas (szerszámozás) | Alacsony |
| Relatív költség (nagy mennyiség) | Mérsékelt | Legalacsonyabb | Magas |
Öntött karimák
Az öntés során az olvadt fémet öntőformába öntik, és hagyják, hogy a karima alakjában megszilárduljon. Az eljárás gazdaságos összetett karimageometriák és nagy gyártási mennyiségek esetén, mivel a kezdeti szerszámozási költség sok egységre oszlik. Az öntött szemcseszerkezet azonban izotróp, és hiányzik a kovácsoltság irányorientáltsága. Az öntött karimáknál nagyobb a belső hibák, például a porozitás, a zsugorodási üregek és a nem-fémes zárványok kockázata. Elfogadhatók a nem -kritikus, alacsony-nyomású alkalmazásokhoz a vonatkozó kódok szerint, de bizonyos veszélyes szolgáltatásokra vonatkozó kódok tiltják őket.
Vágja le a lemezperemeket
A vágott lemezkarimákat közvetlenül hengerelt acéllemezből gyártják, jellemzően a szabványos kovácsolási képességeket meghaladó nagy átmérőkhöz (NPS 24 felett). A karimaprofilt lemezről plazma-, lézer- vagy vízsugaras vágással vágják le, majd megmunkálják a végső méretre. A vágott lemezperemeknek nincs szemcseáramlási előnyük, mert a lemezhengerlési irány csak a lemez síkjában ad szilárdságot. A lemezvastagság korlátai miatt alacsonyabb nyomásosztályokra korlátozódnak, és leggyakrabban olyan szerkezeti és nem-kritikus csővezetékeknél használatosak, ahol a nagy kovácsolt vagy öntött karimák költsége túl magas lenne.
Minőségi összehasonlítás
A kovácsolt karimák következetesen a mechanikai tulajdonságok, a belső szilárdság és a megbízhatóság legjobb kombinációját biztosítják. A kovácsolt karima szemcseáramlási mintája követi a karima kontúrját, maximális szilárdságot biztosítva ott, ahol a legnagyobb szükség van rá. Az öntött karimák számos alkalmazáshoz elfogadható tulajdonságokat érhetnek el, de az öntési folyamat inherens változékonysága miatt a legváltozatosabb NDT eredményekkel rendelkeznek. A vágott lemezperemek tulajdonságai megegyeznek a lemez hengerlési irányával, ami kevésbé egyenletes, mint a kovácsoltság mindenirányú tulajdonságai. Ciklikus és nagy feszültségű{4}}alkalmazások esetén a kovácsolt karimák a legjobb választás.
Költség-összehasonlítás
A kovácsolás mérsékelt szerszámköltséggel jár, és{0}}közepes és nagy gyártási mennyiségek esetén költséghatékony. Az öntvény kezdeti szerszámköltsége magas (mintakészítés), de a legalacsonyabb az -egységenkénti költség nagy mennyiségeknél. A vágott lemeznek nincs szerszámköltsége, és ez a leggazdaságosabb lehetőség kis mennyiségek és nagy méretek esetén. A megmunkálási költségek minden módszernél hasonlóak, miután a durva alakot elkészítették. A hőkezelési költségek az anyagoktól és a szükséges mechanikai tulajdonságoktól függően változnak, és egyes ötvözetminőségek költséges utólagos kovácsolási hőkezelési ciklusokat igényelnek.
Szabványok Követelmények
Az ASME B16.5 engedélyezi a kovácsolással, öntéssel vagy lemezből történő vágással gyártott karimákat, feltéve, hogy az anyagspecifikáció és a mechanikai tulajdonságok teljesülnek. Egyes anyagspecifikációk kifejezetten kovácsolt termékeket írnak elő (pl. ASTM A182), míg mások többféle gyártási eljárást tesznek lehetővé. Egyes üzemi kódok és tulajdonosi előírások tiltják az öntött karimák használatát bizonyos veszélyes szolgáltatásokhoz a belső hibák nagyobb kockázata miatt. A nyomon követhetőségi követelmények a gyártási módszertől függetlenül érvényesek, a hatástesztelési követelmények pedig módszertől{7}}függetlenek. A legfontosabb dolog az, hogy a kovácsolt karimák biztosítják a legjobb szilárdságot és megbízhatóságot a kritikus szolgáltatásokhoz, míg az öntött és lemezes karimák bizonyos, nem kritikus alkalmazásokat szolgálnak ki.
Karimás termékek
