طراحی فلنج تیتانیومی با تنش بالا برای نفت و گاز

طراحی فلنج تیتانیومی با تنش بالا برای نفت و گاز

فلنج در سرویس نفت و گاز با فشار بالا توسط ضخامت دیواره لوله تعیین اندازه نمی‌شود. این فلنج توسط بار پیچ مورد نیاز برای سفت نگه داشتن واشر تعیین اندازه می‌شود و سپس بررسی می‌شود تا هاب و رینگ به اندازه‌ای تغییر شکل ندهند که بار پیچ را کاهش دهند. به همین دلیل است که فلنج کلاس 900 بسیار سنگین‌تر از آنچه فشار به تنهایی نیاز دارد است و چرا کار طراحی در سه بخش قرار دارد: واشر، پیچ و استحکام هاب. این صفحه این بررسی‌ها را برای فلنج‌های تیتانیومی و انتخاب مواد همراه با آن‌ها ارائه می‌دهد.

داده‌های فلنج

چهار بررسی پشت نقشه

نشست واشر نشت در هنگام مونتاژ قبل از فشار بار پیچ در تنش نشست واشر انتخاب شده بار عملیاتی نشت تحت فشار و حرکت حرارتی بار پیچ با اضافه شدن نیروی انتهایی هیدرواستاتیک تنش هاب و رینگ تسلیم شدن فلنج در سطح برجسته تنش طولی و مماسی در مقابل مجاز استحکام فلنج چرخش که پیچ را تخلیه می‌کند حد تغییر شکل، سخت‌تر با افزایش کلاس

ترتیب مهم است. ابتدا واشر انتخاب می‌شود، زیرا واشر مارپیچی و واشر اتصال حلقه‌ای به بارهای نشست بسیار متفاوتی نیاز دارند و سپس پیچ انتخاب می‌شود، زیرا مساحت تنش آن باید بزرگترین بار از دو بار را با حاشیه تحویل دهد. تنها پس از آن فلنج بررسی می‌شود: فلنج تیتانیومی دارای تنش مجاز بالاتری نسبت به فولاد کربنی در همان کلاس است، اما مدول الاستیک کمتری دارد، بنابراین تحت همان بار پیچ بیشتر تغییر شکل می‌دهد. این تله در طراحی تیتانیوم است و به همین دلیل نمی‌توان یک فلنج را به سادگی از روی نقشه فولادی با تغییر ماده کپی کرد.

اتصال حلقه‌ای و سرویس کلاس بالا

بالاتر از کلاس 900، سطح اتصال حلقه‌ای معمول است، زیرا یک حلقه فلزی در یک شیار ماشین‌کاری شده نسبت به فشاری که یک واشر نرم را از بین می‌برد و چرخه حرارتی تحمل‌پذیر است. ابعاد شیار و حلقه طبق استاندارد خریداری می‌شوند و سپس فلنج برای عمق شیار در برابر ارتفاع حلقه بررسی می‌شود: شیاری که خیلی عمیق است باعث می‌شود حلقه به کف برسد و اتصال نشت کند، هرچند پیچ‌ها محکم کشیده شوند. فلنج‌های تیتانیومی برای سرویس اتصال حلقه‌ای از فورج‌هایی با مواد کافی ماشین‌کاری می‌شوند تا شیار پس از آزمایش اولتراسونیک بریده شود، نه قبل از آن.

سرویس ترش و گرید 7

هیدروژن سولفید مرطوب شرطی است که تعیین می‌کند آیا Gr2 یا Gr5 اصلاً قابل استفاده هستند یا خیر. تیتانیوم در برابر ترک خوردگی ناشی از سولفید بهتر از اکثر فولادها مقاومت می‌کند، اما مسیر پذیرفته شده در نفت و گاز، مشخص کردن Gr7 است که Gr2 با 0.12 تا 0.25 درصد پالادیوم است و گواهی شیمی و سختی آن در برابر NACE MR0175 برای فشار جزئی مشخص شده است. پالادیوم پتانسیل خوردگی را در اسید کاهنده افزایش می‌دهد و فیلم غیرفعال را در جایی که هیدروژن وجود دارد دست نخورده نگه می‌دارد و این گریدی است که مشخصات سرویس ترش انتظار دارد روی گواهی ببیند.

خستگی، لرزش و اتصالات زیردریایی

یک فلنج روی سکو، چرخه‌های فشار را می‌بیند و یک فلنج زیردریایی، خمش ناشی از رایزر و خط جریان را می‌بیند، بنابراین بررسی خستگی روی گردن جوشی است تا روی حلقه. گردن جوشی جایی است که مقطع تغییر می‌کند و یک انتقال تیز، یک زیربرش در جوش یا یک علامت سنگ‌زنی منشأ ترک می‌شود. اتصالات زیردریایی دو مورد دیگر را اضافه می‌کنند: حفاظت کاتدی، زیرا یک فلنج تیتانیومی که به یک سازه فولادی متصل است، جریان حفاظت را بر روی فولاد متمرکز می‌کند و می‌تواند تیتانیوم را ترد کند اگر پتانسیل بیش از حد منفی شود، و عایق حرارتی، زیرا یک فلنج تیتانیومی گرما را به آب دریا هدایت می‌کند و یک نقطه سرد دعوت کننده تشکیل هیدرات است.

پیچ و مهره، واشر و عایق گالوانیکی

پیچ و مهره فولادی است، نه تیتانیومی، به همان دلیل هر اتصال فشاری: پیچ تیتانیومی گال می‌شود و گشتاور آن قابل تکرار نیست. جایی که یک فلنج تیتانیومی با یک فلنج فولادی برخورد می‌کند، یک واشر عایق و واشرهای عایق، جفت را می‌شکنند تا فلنج فولادی به عنوان آند توسط تیتانیوم بسیار نجیب‌تر رانده نشود. بار پیچ با واشر محاسبه می‌شود، گشتاور در یک الگوی ستاره‌ای در سه مرحله اعمال می‌شود و عدد ثبت می‌شود، زیرا اتصالی که پس از نشت به مقدار متفاوتی دوباره سفت می‌شود، توسط اپراتور پذیرفته نخواهد شد.

سفارش برای نفت و گاز

بر اساس استاندارد، کلاس، اندازه، سطح، نوع، گرید و سوراخ سفارش دهید، به عنوان مثال 6 اینچ کلاس 900، ASME B16.5، اتصال حلقه‌ای، گردن جوشی، Gr7 به NACE MR0175، سوراخ مطابق با لوله 168.3 در 7.11 میلی‌متر، تست UT، گواهی 3.1. فشار و دمای طراحی، نوع واشر، ترش بودن سرویس و محدودیت‌های ضربه یا سختی مورد نیاز را اضافه کنید، زیرا اینها گرید و عملیات حرارتی را تعیین می‌کنند و فلنجی که از نظر ابعاد صحیح است اما از نظر گرید اشتباه است، در محل قابل تعمیر نیست.

تصاویر محصول