การควบคุมมิติแกนม้วนท่อสแตนเลส: จุดสำรวจ ความคลาดเคลื่อน และการจัดแนวรูสลัก

การควบคุมมิติท่อสปูลคืออะไร?

​​​​​​​

การควบคุมขนาดเป็นกระบวนการพิสูจน์ว่าชุดประกอบท่อสำเร็จรูปตรงกับภาพวาดสามมิติภายในขีดจำกัดที่ตกลงกันไว้ ดังนั้นท่อจึงหล่นลงที่ไซต์งานโดยไม่ต้องใช้แรง

แกนม้วนท่อถูกสร้างขึ้นในโรงงานและติดตั้งในโรงงานในสัปดาห์ต่อมา ระหว่างสองเหตุการณ์นี้ ไม่มีใครสามารถแก้ไขข้อผิดพลาดได้อย่างง่ายดาย แกนม้วนที่ยาวเกินไป 6 มม. หรือมีหน้าแปลนหมุนด้วยรูสลักอันเดียว หมายถึงการตัดภาคสนาม การเชื่อมใหม่ หรือการส่งมอบที่ถูกปฏิเสธ

ต้นทุนจะสูงกว่าสำหรับสแตนเลส การตัดและเชื่อมสเตนเลสซ้ำต้องใช้แก๊สไล่อากาศ การควบคุมการป้อนความร้อน และมักจะผ่านกระบวนการสร้างทู่ใหม่ การทำงานซ้ำยังช่วยเพิ่มความร้อน ซึ่งเพิ่มความบิดเบี้ยวมากขึ้น การวัดอย่างระมัดระวังในครั้งแรกถูกกว่า

มีเหตุผลด้านความปลอดภัยเช่นกัน เมื่อดึงแกนม้วนที่ไม่ตรงแนวเข้าด้วยสลักเกลียว ความเค้นจะถูกล็อคเข้าไปในท่อ ความเค้นดังกล่าวจะส่งผลต่อสลักเกลียวหน้าแปลน ปะเก็น และหัวฉีดของอุปกรณ์ที่ปลายอีกด้าน การควบคุมมิติที่ดีจะป้องกันปัญหานี้ที่แหล่งที่มา

คุณควรวางจุดสำรวจบนแกนท่อที่ไหน?

วางจุดสำรวจที่คุณลักษณะที่กำหนดการเชื่อมต่อ: จุดกึ่งกลางหน้าปะเก็นหน้าแปลน จุดยอดข้อศอกและที เส้นกึ่งกลางกิ่ง ตะเข็บเชื่อม และอุปกรณ์ต่อพ่วง ทั้งหมดวัดจากจุดอ้างอิงเดียว

จุดสำรวจคือตำแหน่งที่ทำเครื่องหมายไว้บนแกนม้วนสายที่คุณทำการวัด การเลือกจุดที่เหมาะสมมีความสำคัญมากกว่าการมีอุปกรณ์ราคาแพง ตารางด้านล่างแสดงรายการจุดที่เราแนะนำสำหรับแกนม้วนทุกอัน

กฎ Datum สี่ข้อที่ป้องกันข้อผิดพลาดสะสม

• ใช้หนึ่งตัวเลขเลือกศูนย์กลางหน้าแปลนหนึ่งอันหรือปลายสปูลหนึ่งอัน แล้ววัดทุกจุดจากนั้น การเพิ่มความยาวทีละส่วนจะทำให้เกิดข้อผิดพลาดเล็กๆ น้อยๆ
• มาร์คชี้ไปทางเดียวกันทุกครั้งใช้ปากกาสีหรือแม่พิมพ์ที่ผ่านการรับรองว่ามีคลอไรด์และกำมะถันต่ำ
• เก็บเหล็กคาร์บอนให้ห่างจากสแตนเลสใช้เครื่องมือและแปรงสแตนเลสโดยเฉพาะ อนุภาคเหล็กจะทำให้เกิดรอยสนิมในภายหลัง
• ตรงรุ่น.จุดสำรวจบนแกนม้วนควรตรงกับจุดขนาดบนภาพวาดสามมิติ เพื่อให้ค่าที่วัดและวาดเปรียบเทียบได้โดยตรง

วิธีการวัดแบบใดทำงานได้ดีที่สุด: เทป, Total Station, Laser Tracker หรือ 3D Scan

ใช้เทปเหล็กสำหรับแกนม้วนมาตรฐาน ±3 มม. สถานีรวมสำหรับแกนม้วนหลายระนาบขนาดใหญ่ เลเซอร์ติดตามหรือแขนที่ประกบกันสำหรับ ±1.5 มม. หรือแน่นกว่า และการสแกน 3 มิติเพื่อจับภาพสภาพไซต์ที่ซับซ้อนที่มีอยู่

ไม่มีวิธีการใดที่ "ดีที่สุด" ในทุกกรณี เครื่องมือที่เหมาะสมขึ้นอยู่กับพิกัดความเผื่อ ขนาดแกนม้วนสาย และต้นทุนของความผิดพลาด การเปรียบเทียบด้านล่างขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของเครื่องมือโดยทั่วไป

กฎง่ายๆ:เครื่องมือควรมีความแม่นยำมากกว่าค่าความคลาดเคลื่อนที่คุณกำลังตรวจสอบอย่างน้อยสามถึงสี่เท่า เทปที่มีความไม่แน่นอนตามความเป็นจริง ±2 มม. ไม่สามารถพิสูจน์ความคลาดเคลื่อน ±1.5 มม. ได้

ความคลาดเคลื่อนมิติใดบ้างที่ใช้กับแกนท่อสแตนเลส

ไม่มีความอดทนแบบสากลเพียงอย่างเดียว ASME B31.3 แก้ไขการจัดตำแหน่งหน้าแปลน (1 มม. ต่อการเอียง 200 มม., ออฟเซ็ตรูโบลต์ 3 มม.) สิ่งอื่นๆ รวมถึงความยาวโดยรวม มาจากข้อกำหนดของสัญญาหรือโครงการ

สิ่งนี้ทำให้ผู้ซื้อจำนวนมากประหลาดใจ ASME B31.3 บอกวิธีจัดแนวข้อต่อหน้าแปลน และบอกให้คุณจัดแนวรอยเชื่อมเส้นรอบวงภายในขอบเขตของขั้นตอนการเชื่อมและการออกแบบทางวิศวกรรม ไม่ได้เผยแพร่ตาราง "ข้อผิดพลาดความยาวสปูลที่อนุญาต" ตัวเลขเหล่านี้มาจากใบสั่งซื้อของคุณ ข้อมูลจำเพาะของลูกค้า หรือกรอบการทำงานระดับสากล เช่น ISO 13920 สำหรับโครงสร้างแบบเชื่อม

ที่มา: ASME B31.3, ย่อหน้า. 335.1(c) และ 328.4 (คอลัมน์รหัส) คอลัมน์เชิงพาณิชย์และคอลัมน์ที่แคบเป็นช่วงตัวอย่างที่เห็นได้ทั่วไปในข้อกำหนดเฉพาะของการประดิษฐ์ ไม่ใช่ข้อกำหนดของรหัส ใบสั่งซื้อหรือข้อกำหนดทางวิศวกรรมมีผลบังคับใช้

เอกสารใดจะชนะเมื่อขีดจำกัดขัดแย้งกัน

ASME B31.3 ระบุว่ากฎการจัดตำแหน่งหน้าแปลนใช้ "เว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่นในการออกแบบทางวิศวกรรม" ในทางปฏิบัติ ลำดับคือ:(1)การออกแบบทางวิศวกรรมหรือข้อกำหนดของลูกค้า(2)ใบสั่งซื้อ(3)รหัสขั้นต่ำ ขีดจำกัดโปรเจ็กต์ที่เข้มงวดกว่าจะชนะขีดจำกัดโค้ดที่หลวมกว่าเสมอ ผู้ปฏิบัติงานบางคนถึงกับลดขีดจำกัดโค้ดสำหรับการจัดตำแหน่งหน้าหน้าแปลนลงครึ่งหนึ่ง โดยใช้ 0.5 มม. ต่อ 200 มม.

การจัดแนวรูสลักทำงานอย่างไร และเหตุใดขีดจำกัด 3 มม. จึงมีความสำคัญ

รูโบลต์ต้องคร่อมเส้นกึ่งกลางของหน้าแปลน และรูที่เชื่อมต่ออาจชดเชยได้ไม่เกิน 3 มม. (ASME B31.3 พารา. 335.1(c)) บนหน้าแปลนทั่วไป ระยะเยื้อง 3 มม. จะเหลือพื้นที่ว่างสำหรับโบลต์น้อยกว่า 0.2 มม.

"คร่อม" หมายถึงอะไรในหน้าแปลน ASME B16.5 มาตรฐาน ไม่มีรูอยู่ที่เส้นกึ่งกลางด้านบน ด้านล่าง หรือด้านข้าง รูนั่งเป็นคู่ทั้งสองด้าน หากหน้าแปลนทั้งสองทำในลักษณะนี้และเชื่อมทั้งสองอย่างถูกต้อง รูก็จะอยู่ในแนวเดียวกัน

ทำไม 3 มม. ถึงแน่นสำหรับหน้าแปลน Class 150 และ Class 300 ทั่วไป แต่ละรูจะกว้างกว่าสลักเกลียวประมาณ 1/8 นิ้ว (3.2 มม.) เมื่อสองรูเยื้องกัน 3 มม. ช่องว่างที่เหลือสำหรับสลักเกลียวคือเส้นผ่านศูนย์กลางรูลบ 3 มม. สำหรับหน้าแปลน NPS 6 Class 150 (รู 7/8 นิ้ว, โบลท์ 3/4 นิ้ว) คือช่องเปิด 22.2 มม. − 3 มม.=19.2 มม. สำหรับโบลต์ 19.05 มม. ขอบบางเพียง 0.17 มม. เพิ่มความหยาบของเกลียวนิดหน่อย น็อตไม่เข้า

3 มม. หมุนได้เท่าไรครับ?ยิ่งหน้าแปลนเล็ก ออฟเซ็ตเล็กๆ ก็ยิ่งมีหน่วยเป็นองศามากขึ้นเท่านั้น ตารางจะแปลงออฟเซ็ตเป็นการหมุนหน้าแปลนที่วงกลมโบลต์

หน้าแปลนบนแกนม้วนใหญ่จะต้องหมุนน้อยกว่าหนึ่งองศาเท่านั้นจึงจะใช้ค่าเผื่อทั้งหมดได้ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมการตรวจสอบด้วยสายตาแบบง่ายๆ จึงไม่เพียงพอ

วิธีรักษาแนวรูน๊อตระหว่างการประดิษฐ์

• กำหนดทิศทางก่อนที่จะติดกาวทำเครื่องหมายเส้นกึ่งกลางอ้างอิงบนภาพวาด จากนั้นยึดหน้าแปลนโดยมีรูคร่อมเส้นนั้น
• ใช้ฟิกซ์เจอร์จัดตำแหน่งหน้าแปลนหรือหมุดการโบลต์หน้าแปลนเข้ากับฟิกซ์เจอร์ที่แข็งแรงจะช่วยรักษาการหมุนและการเอียงหน้าขณะยึดและเชื่อม
• ตรวจสอบก่อนและหลังการเชื่อมการหดตัวของรอยเชื่อมอาจทำให้หน้าแปลนบิดเบี้ยวได้ วัดระยะเยื้องของรูสลักและความเอียงหน้าบนแกนม้วนที่เสร็จแล้วอีกครั้ง
• ยืนยันการวางแนวการวาดตรวจสอบว่าภาพสามมิติระบุตำแหน่งของรู (คร่อมหรือแนวกึ่งกลางในกรณีพิเศษ) ก่อนที่จะตัดท่อใดๆ
• อย่าขยายรูเพื่อซ่อนข้อผิดพลาดการเจาะรูทำให้หน้าแปลนอ่อนตัวลงและซ่อนข้อผิดพลาดในการผลิตที่จะกลับมาใช้งานได้อีกครั้ง

​​​​​​​ประเภทของหน้าแปลนเปลี่ยนความยากในการจัดตำแหน่งอย่างไร

หน้าแปลนข้อต่อตักเป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการจัดตำแหน่งเนื่องจากหมุนได้อย่างอิสระ หน้าแปลนคอเชื่อมได้รับการแก้ไขที่การยึดติด หน้าแปลนแบบสลิปออนจะเพิ่มตัวแปรที่สองเนื่องจากจะเลื่อนไปตามท่อด้วย

ประเภทหน้าแปลนจะกำหนดว่าการหมุนจะ "ล็อคเข้า" เมื่อใดและอย่างไร การเปรียบเทียบด้านล่างช่วยให้คุณเลือกประเภทเมื่อการจัดแนวรูโบลต์เป็นสิ่งสำคัญ เช่น ที่จุดเชื่อมต่อสุดท้ายของการเดินท่อ

การหดตัวและอุณหภูมิในการเชื่อมส่งผลต่อขนาดแกนสเตนเลสอย่างไร

สแตนเลสเคลื่อนที่ได้มากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน โดยจะขยายตัวเพิ่มขึ้นประมาณ 40% ตามอุณหภูมิ และกักเก็บความร้อนจากการเชื่อมไว้ในพื้นที่เล็กๆ จึงบิดเบือนได้มากขึ้น วัดที่อุณหภูมิคงที่และบันทึกไว้ และเผื่อแผนจากการทดลองการเชื่อม

คุณสมบัติของวัสดุสองประการอธิบายความแตกต่าง เหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนนิติกมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่สูงขึ้นและกค่าการนำความร้อนต่ำกว่ามากมากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอน ความร้อนจะอยู่ใกล้กับรอยเชื่อมแทนที่จะกระจายออกไป ดังนั้นการหดตัวและการบิดเบี้ยวจึงมีมากขึ้น

ตัวอย่างการทำงานแกนม้วนสาย 304 ยาว 6 ม. ถูกวัดในห้องปฏิบัติการที่เย็นที่อุณหภูมิ 10 องศา และตรวจสอบอีกครั้งในช่วงบ่ายที่มีแสงแดดอยู่ที่ 30 องศา แกนม้วนเก็บมีขนาด 6000 มม. × 17.2 × 10⁻⁶ × 20 องศา data2.1 mmอีกต่อไป หากพิกัดความเผื่ออยู่ที่ ±3 มม. แสดงว่าอุณหภูมิที่แกว่งเพียงอย่างเดียวได้ใช้ไปเกือบหมดแล้ว

วิธีปฏิบัติในการควบคุมการเคลื่อนไหว

• บันทึกอุณหภูมิพร้อมรายงานทุกมิติและตรวจวัดที่อุณหภูมิใกล้เคียงกันในแต่ละครั้ง (เช่น เช้าในร้าน)
• ปรับสมดุลลำดับการเชื่อมสลับด้านของท่อและเชื่อมข้อต่อตรงข้ามกัน แรงหดตัวจึงถูกยกเลิก
• จำกัดอินพุตความร้อนและอุณหภูมิระหว่างทางตาม WPS ที่ผ่านการรับรอง ความร้อนที่น้อยลงหมายถึงการบิดเบือนที่น้อยลง และปกป้องความต้านทานการกัดกร่อน
• เหลือเบี้ยเลี้ยงไว้ที่ปลายสนามด้านหนึ่งเมื่อมิติการผูกเข้าสุดท้ายไม่แน่นอน
• ทดลองใช้งานเชื่อมข้อต่อทดสอบกับ WPS ของคุณเองและวัดการหดตัวตามจริง ใช้หมายเลขนั้น ไม่ใช่หมายเลขทั่วไป

ขั้นตอนการทำงานการควบคุมมิติเชิงปฏิบัติคืออะไร?

ใช้จุดยึดห้าจุด: ส่วนประกอบเมื่อได้รับ การประกอบก่อนการเชื่อม หลังการเชื่อม รายงานขั้นสุดท้าย และก่อนการจัดส่ง จุดยึดแต่ละจุดมีการวัด บันทึก และกฎการส่งผ่านหรือไม่ผ่าน

ตรวจฟิตอัพ (ถือจุดที่ 2) จ่ายเอง ใช้เวลาไม่กี่นาทีในการเคลื่อนย้ายหน้าแปลนก่อนการเชื่อม และใช้เวลาหลายชั่วโมงในการตัดหน้าแปลนออกในภายหลัง

ข้อผิดพลาดด้านมิติข้อมูลที่พบบ่อยที่สุดคืออะไร และคุณจะป้องกันได้อย่างไร

ข้อผิดพลาดของสปูลส่วนใหญ่มาจากสาเหตุ 5 ประการ: ข้อผิดพลาดในการวัดสะสม การหมุนหน้าแปลน การเอียงหน้า อุณหภูมิ และการบิดเบี้ยวในการเชื่อม และแต่ละสาเหตุมีขั้นตอนการป้องกันง่ายๆ

คำเตือนประการหนึ่งเกี่ยวกับการเยียวยาอย่าใช้ความร้อนแรงหรือการตอกเพื่อยืดเหล็กสเตนเลสให้ตรงโดยไม่มีขั้นตอนที่ผ่านการรับรอง การให้ความร้อนที่ไม่สามารถควบคุมได้อาจทำให้เกิดอาการแพ้และลดความต้านทานการกัดกร่อนได้

คุณควรระบุการควบคุมมิติในใบสั่งซื้ออย่างไร

เขียนพิกัดความเผื่อ ข้อมูล การวางแนวรูหน้าแปลน เงื่อนไขการวัด และรูปแบบรายงานลงในใบสั่งซื้อ หากไม่ได้เขียนไว้ จะใช้ค่าเริ่มต้นของโค้ด และค่าเหล่านั้นจะหลวมกว่าที่โครงการส่วนใหญ่คาดไว้

ความอดทนที่ควบคุม:ความยาวโดยรวม ตำแหน่งกิ่ง การเอียงหน้าแปลน และออฟเซ็ตรูโบลต์ โดยแต่ละรายการมีตัวเลขและหน่วย

ข้อมูลและรูปวาดอ้างอิง:หมายเลขการแก้ไขภาพสามมิติและจุดใดคือจุดอ้างอิง

การวางแนวของรูสลัก:คร่อมเส้นกึ่งกลางเว้นแต่จะระบุไว้เป็นอย่างอื่น

รายละเอียดหน้าแปลน:ประเภท คลาสแรงกด การหุ้ม และการตกแต่ง โดยมีมาตรฐานควบคุม (เช่น ASME B16.5)

ตัดเบี้ยเลี้ยง:ปลายด้านไหนเป็นแบบคัตติ้งให้พอดี และเหลือขนาดกี่มิลลิเมตร

เงื่อนไขการวัด:ประเภทเครื่องมือ การสอบเทียบ และอุณหภูมิอ้างอิง (หรือข้อกำหนดในการบันทึก)

บันทึกการตรวจสอบ:จุดยึด รูปแบบรายงาน และผู้ที่เป็นพยาน

การทำเครื่องหมายและความสะอาด:เครื่องหมายคลอไรด์ต่ำ เฉพาะเครื่องมือสแตนเลสเท่านั้น ใบหน้าหน้าแปลนที่มีการป้องกัน

คำถามที่พบบ่อย

ถาม: ค่าเผื่อมาตรฐานสำหรับแกนท่อสแตนเลสคือเท่าไร?

A: ไม่มีความอดทนสากลเพียงข้อเดียว ASME B31.3 ตั้งค่าขีดจำกัดการจัดตำแหน่งหน้าแปลน (1 มม. ต่อการเอียงหน้า 200 มม., ออฟเซ็ตรูโบลต์ 3 มม.) แต่ไม่ได้ตั้งค่าพิกัดความเผื่อความยาวแกนม้วนโดยรวม ข้อมูลจำเพาะเชิงพาณิชย์ส่วนใหญ่ใช้ประมาณ ±3 มม. สำหรับขนาดโดยรวม และ ±1.5 มม. สำหรับจุดยึดที่สำคัญ ใบสั่งซื้อหรือข้อกำหนดทางวิศวกรรมมีผลบังคับใช้

ถาม: "รูสลักคร่อมเส้นกึ่งกลาง" หมายความว่าอย่างไร

A: หมายความว่าไม่มีรูโบลต์อยู่บนเส้นกึ่งกลางแนวตั้งหรือแนวนอนของหน้าแปลนพอดี แต่จะมีรูคู่หนึ่งวางเท่ากันในแต่ละด้านของเส้นกึ่งกลาง นี่คือการวางแนวมาตรฐานสำหรับหน้าแปลน ASME B16.5 และช่วยให้หน้าแปลนทั้งสองยึดติดกันโดยไม่มีใครเดาได้ว่าทางไหน "ขึ้น"

ถาม: รูโบลต์หน้าแปลนสามารถจัดแนวไม่ตรงภายใต้ ASME B31.3 ได้ไกลแค่ไหน

A: เว้นแต่การออกแบบทางวิศวกรรมจะระบุไว้เป็นอย่างอื่น รูโบลต์หน้าแปลนจะต้องอยู่ในแนวเดียวกันภายในระยะออฟเซ็ตสูงสุด 3 มม. (1/8 นิ้ว) ตาม ASME B31.3 พารา. 335.1(c) หลายโครงการระบุขีดจำกัดที่เข้มงวดมากขึ้น เช่น 1.5 มม. เนื่องจาก 3 มม. ทำให้มีระยะห่างน้อยมากเพื่อให้โบลต์ผ่านได้

ถาม: สามารถดึงแกนม้วนที่ไม่ตรงแนวเข้าตำแหน่งด้วยสลักเกลียวได้หรือไม่

A: มันไม่ควรจะเป็น การบังคับแกนม้วนที่ไม่ตรงตำแหน่งจะล็อคความเค้นในท่อ และอาจทำให้โบลต์หน้าแปลน ปะเก็น และหัวฉีดของอุปกรณ์รับภาระมากเกินไป แก้ไขแกนม้วนสาย (ปรับทิศทางใหม่ ตัดแต่ง หรือเชื่อมใหม่) แทนที่จะอาศัยความตึงของสลักเกลียวเพื่อปิดช่องว่าง

ถาม: เหตุใดฉันจึงต้องบันทึกอุณหภูมิเมื่อทำการวัดแกนสแตนเลส

A: สแตนเลสขยายตัวได้มากกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนประมาณ 40% หลอดด้าย 304 ยาว 6 ม. จะขยายตัวประมาณ 2 มม. ทุกๆ 20 องศา นั่นคือสองในสามของพิกัดความเผื่อ ±3 มม. ทั่วไป ดังนั้นการวัดที่ทำในที่ร่มเย็นและแสงแดดที่ร้อนจัดจึงไม่อาจขัดแย้งกัน

ถาม: ฉันควรใช้วิธีการวัดแบบใดสำหรับแกนม้วนที่มีพิกัดความเผื่อต่ำ

A: สำหรับพิกัดความเผื่อ ±1.5 มม. ขึ้นไป หรือสำหรับการผูกกับอุปกรณ์ที่กำลังหมุน ให้ใช้เลเซอร์ติดตามหรือ CMM แบบแขนก้อง ตลับเมตรและมิเตอร์วัดระยะแบบเลเซอร์เหมาะสำหรับงานมาตรฐาน ±3 มม. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าใบรับรองการสอบเทียบเครื่องมือเป็นปัจจุบันเสมอ