ระดับแรงดันหน้าแปลนเหล็กสแตนเลส 316L - ความรู้

บทความนี้นำเสนอการวิเคราะห์อย่างมืออาชีพของหน้าแปลนสแตนเลส 316Lการจัดอันดับความดัน โดยมุ่งเน้นไปที่มาตรฐาน ASME B16.5 อิทธิพลของอุณหภูมิที่มีต่อความจุความดัน และจุดข้อมูลที่สำคัญ

316L Stainless Steel Flange Pressure Rating

ก่อนที่จะตรวจสอบตารางแรงดัน เราต้องกำหนดวัสดุก่อน ประเภท 316L (UNS S31603) เป็นเหล็กกล้าไร้สนิม 316 ชนิดคาร์บอนต่ำ- แม้ว่า "L" จะหมายถึงปริมาณคาร์บอนที่ต่ำกว่า (สูงสุด 0.03%) ซึ่งช่วยลดการตกตะกอนของคาร์ไบด์ที่เป็นอันตรายให้เหลือน้อยที่สุดในระหว่างการเชื่อม แต่ยังเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลเล็กน้อยเมื่อเทียบกับมาตรฐาน 316

จากมุมมองของ-การรับแรงกดดัน 316L ได้รับการยกย่องในด้านความแข็งแกร่งในการแตกร้าวแบบคืบ{2}}ที่ยอดเยี่ยม และความสามารถในการรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้างภายใต้ความเครียดจากความร้อน ในมาตรฐาน ASME B16.5-"พระคัมภีร์" ของขนาดและพิกัดของหน้าแปลน-316L จัดอยู่ในกลุ่มวัสดุ 2.2 การจัดกลุ่มนี้มีความสำคัญเนื่องจากพิกัดแรงดัน-อุณหภูมิถูกกำหนดโดยผลผลิตของวัสดุและความต้านทานแรงดึงที่ช่วงความร้อนต่างๆ

"พิกัดแรงดัน" ของหน้าแปลน ซึ่งมักเรียกกันว่า "คลาส" เป็นตัวเลขไร้มิติที่บ่งบอกถึงแรงดันใช้งานสูงสุด (MAWP) ที่อุณหภูมิที่กำหนด คลาสมาตรฐานคือ 150, 300, 400, 600, 900, 1500 และ 2500

Understanding the ASME B165 Rating System

ความเข้าใจผิดที่พบบ่อยคือหมายเลขคลาสแสดงถึงแรงกดดันในหน่วย PSI ตัวอย่างเช่น หน้าแปลน Class 150 ไม่เพียงแต่รองรับ 150 PSI เท่านั้น ความจุความดันของมันคือฟังก์ชันที่แปรผันของอุณหภูมิแทน เมื่ออุณหภูมิของของเหลวเพิ่มขึ้น ความดันที่อนุญาตจะลดลงเนื่องจากโลหะอ่อนตัวลงและความแข็งแรงของผลผลิตลดลง

ข้อมูลต่อไปนี้แสดงถึงแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต (เป็น psig) สำหรับหน้าแปลนสแตนเลส 316L ในประเภททั่วไปส่วนใหญ่ ตามมาตรฐาน ASME B16.5

พิกัดแรงดันหน้าแปลนเหล็กสเตนเลส 316L – คลาส 150, 300 และ 600

อุณหภูมิองศา F	คลาส 150 (psig)	คลาส 300 (psig)	คลาส 600 (psig)
-20 ถึง 100	275	720	1,440
200	235	620	1,240
300	215	560	1,120
400	195	515	1,025
500	170	480	955
600	140	450	900
650	125	440	885
700	110	435	870
750	95	425	855
800	80	420	845

พิกัดแรงดันหน้าแปลนเหล็กสแตนเลส 316L – คลาส 900, 1500 และ 2500

อุณหภูมิองศา F	คลาส 900 (psig)	คลาส 1500 (psig)	คลาส 2500 (psig)
-20 ถึง 100	2,160	3,600	6,000
200	1,860	3,095	5,160
300	1,680	2,795	4,660
400	1,540	2,570	4,280
500	1,435	2,390	3,980
600	1,355	2,255	3,760
650	1,325	2,210	3,680
700	1,305	2,170	3,620
750	1,280	2,135	3,560
800	1,265	2,110	3,520

หมายเหตุ: การให้คะแนนสำหรับ 316L ต่ำกว่า 316 ที่อุณหภูมิเกิน 1,000 องศา F โปรดปรึกษา ASME B16.5 ฉบับล่าสุดเสมอสำหรับการคำนวณการออกแบบที่แน่นอน

1. อุณหภูมิ "ลดลง-"

สังเกตคอลัมน์คลาส 150 ที่อุณหภูมิห้อง หน้าแปลนได้รับการจัดอันดับที่ 230 psig อย่างไรก็ตาม หากระบบทำงานที่อุณหภูมิ 800 องศา F อัตราจะลดลงเหลือ 80 psig ความจุที่ลดลง 65% นี้เน้นย้ำว่าเหตุใดระดับ "คลาส" จึงไม่มีความหมายหากไม่มีอุณหภูมิในการทำงานที่สอดคล้องกัน

2. แรงดันสูง-เหนือกว่า

สำหรับการใช้งานแรงดันสูง- เช่น การขนส่งไฮโดรเจนหรือการฉีดสารเคมีนอกชายฝั่ง ต้องใช้คลาส 1500 และ 2500 หน้าแปลน 316L Class 1500 สามารถทนได้ถึง 3,000 psig ที่อุณหภูมิแวดล้อม ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่มีความต้องการมากที่สุดในภาคน้ำมันและก๊าซ

3. ข้อดีของเกรดคาร์บอนต่ำ

แม้ว่า 316L จะมีอัตราแรงดันต่ำกว่ามาตรฐาน 316 เล็กน้อยที่อุณหภูมิสูงมาก แต่ก็มักจะเป็นตัวเลือกที่โน้มน้าวใจสำหรับผู้จัดการ ทำไม เนื่องจากระดับแรงดันของหน้าแปลนจะเกี่ยวข้องเฉพาะในกรณีที่การเชื่อมมีเสียงเท่านั้น เกรด 316L ป้องกัน "การกัดกร่อนตามขอบเกรน" ทำให้มั่นใจได้ว่า-โซนที่ได้รับผลกระทบ (HAZ) ของรอยเชื่อมจะรักษาแรงดัน-ความสมบูรณ์ของตลับลูกปืนเช่นเดียวกับตัวหน้าแปลน

Factors That Influence Real Pressure Capacity

การเลือกสลักเกลียวและปะเก็น

ระดับแรงดันของหน้าแปลนยังถูกจำกัดด้วยฮาร์ดแวร์ที่ใช้ในการยึดหน้าแปลน หากคุณใช้สลักเกลียวเหล็กกล้าคาร์บอนกำลังต่ำ-กับหน้าแปลนสเตนเลส 316L สลักเกลียวอาจยืดออกภายใต้แรงกดเป็นเวลานานก่อนที่หน้าแปลนจะถึงขีดจำกัด ASME

ในทำนองเดียวกัน ประเภทของปะเก็น-ไม่ว่าจะเป็นปะเก็นแบบเกลียว ข้อต่อแบบแหวน (RTJ) หรือแผ่น PTFE แบบธรรมดา-จะกำหนดว่าจะกักเก็บความดันได้ดีเพียงใด สำหรับคลาสแรงดันสูง- (คลาส 600 ขึ้นไป) มักนิยมใช้หน้า RTJ (ข้อต่อแบบวงแหวน) เนื่องจากซีลโลหะ-ถึง-มีแนวโน้มที่จะระเบิดออกมาน้อยกว่าปะเก็นแบน

ประเภทหน้าแปลนและการกระจายความเค้น

รูปร่างของหน้าแปลนไม่ทั้งหมดจะรับแรงกดเท่ากัน

หน้าแปลนคอเชื่อม: มีดุมเรียวยาวซึ่งให้การเปลี่ยนผ่านความเค้นจากท่อไปยังหน้าแปลนได้อย่างราบรื่น สิ่งเหล่านี้คือมาตรฐานทองคำสำหรับ-ระบบแรงดันสูง 316L

สลิป-บนหน้าแปลน: ติดตั้งง่าย แต่มีความต้านทานต่อการกระแทกและการสั่นสะเทือนต่ำกว่า ในการปั่นจักรยานด้วยแรงดันสูง- การสลิป-ออนอาจล้มเหลวที่ความดันที่มีประสิทธิภาพต่ำกว่าคอเชื่อมในระดับเดียวกัน

การทดสอบอุทกสถิต

หน้าแปลน 316L ทุกตัวต้องสามารถทนต่อแรงดันทดสอบอุทกสถิตได้ ตามมาตรฐาน ASME โดยทั่วไปจะเป็น 1.5 เท่าของระดับความดันที่ 100 องศา F โดยปัดเศษให้สูงขึ้นขั้นถัดไปที่ 25 psi

สำหรับหน้าแปลนคลาส 300 (พิกัด 600 psig) การทดสอบพลังน้ำ-จะดำเนินการที่ 900 psig สิ่งนี้ทำให้มั่นใจได้ถึงความปลอดภัยสำหรับแรงดันไฟกระชากที่ไม่คาดคิด