หน้าแปลนเชื่อมแบบแบนและหน้าแปลนเชื่อมแบบชนเป็นหน้าแปลนทั่วไปสองประเภทในงานประจำวันของเรา วันนี้ เราจะทำการวิเคราะห์เปรียบเทียบระหว่างหน้าแปลนแบนและหน้าแปลนเชื่อมชนจากสี่ด้าน ได้แก่ วัสดุ แรงกดปกติ รูปแบบการเชื่อม และสถานการณ์การใช้งาน
ความแตกต่างหลัก
หน้าแปลนแบบแบนมีโครงสร้างที่เรียบง่ายและเชื่อมต่อผ่านรอยเชื่อมฟิเล ในขณะที่หน้าแปลนแบบเชื่อมชนมีโครงสร้างที่ซับซ้อนกว่าและเชื่อมต่อผ่านการเชื่อมแบบชน ความแตกต่างพื้นฐานนี้จะกำหนดความแปรผันในด้านความแข็งแกร่ง ความน่าเชื่อถือ ความเหมาะสมสำหรับสภาพการทำงานเฉพาะ และต้นทุน
1.วัสดุ
หน้าแปลนแบน:
วัสดุเสริมมีให้เลือกมากมายและส่วนใหญ่คล้ายกับหน้าแปลนเชื่อมแบบชนชน วัสดุทั่วไป ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอน (A105) เหล็กกล้าไร้สนิม (304, 316) และโลหะผสม เนื่องจากมักใช้ในสภาวะการทำงานที่มีแรงดันปานกลางถึงต่ำและไม่ต้องการความต้องการสูง ข้อกำหนดสำหรับประสิทธิภาพสูงสุดของวัสดุจึงค่อนข้างต่ำ
หน้าแปลนเชื่อมชน:
วัสดุเสริมมีให้เลือกมากมายเช่นเดียวกัน
จุดสำคัญอยู่ที่ความเข้ากันได้: ในสภาพแวดล้อมแรงดันสูง อุณหภูมิสูง หรือมีการกัดกร่อน วัสดุหน้าแปลนจะต้องตรงกับวัสดุท่ออย่างแม่นยำ (รวมถึงองค์ประกอบทางเคมี คุณสมบัติทางกล และสภาวะการรักษาความร้อน) เพื่อให้มั่นใจถึงความสมบูรณ์ของข้อต่อและประสิทธิภาพที่สม่ำเสมอภายใต้เงื่อนไขการบริการ ตัวอย่างเช่น ในท่อที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง มักใช้วัสดุโลหะผสมเหล็ก เช่น P91 และ F22
สรุป: ทั้งสองมีความคล้ายคลึงกันในแง่ของการเลือกวัสดุ แต่หน้าแปลนแบบเชื่อมชนให้ความสำคัญกับความเข้ากันได้ที่แม่นยำกับวัสดุท่อและข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพที่สูงขึ้น
2.แรงดันที่กำหนด
นี่เป็นหนึ่งในตัวบ่งชี้ที่ชัดเจนที่สุดของการใช้ทั้งสองอย่าง
หน้าแปลนแบน:
เหมาะอย่างยิ่งสำหรับช่วงแรงดันปานกลางถึงต่ำ โดยทั่วไปจะครอบคลุมซีรีส์ PN (มาตรฐาน GB): PN6, PN10, PN16, PN25, PN40 รวมถึงซีรีส์ Class (มาตรฐาน ASME): คลาส 150, คลาส 300 โดยทั่วไปจะใช้น้อยกว่าในการจัดอันดับที่สูงกว่าคลาส 300 และไม่แนะนำสำหรับคลาสที่มีแรงดันสูงกว่า เนื่องจากโครงสร้างการเชื่อมแบบฟิลเล็ตและความเข้มข้นของความเค้น ความสามารถในการรับน้ำหนักความดันจึงมีการกำหนดส่วนบนไว้อย่างชัดเจน ขีด จำกัด
หน้าแปลนเชื่อมชน:
เหมาะสำหรับทุกช่วงตั้งแต่แรงดันต่ำไปจนถึงแรงดันสูงพิเศษ ตั้งแต่ PN10 ถึง PN420 และจากคลาส 150 ถึงคลาส 2500 หรือสูงกว่านั้น สามารถใช้หน้าแปลนแบบเชื่อมชนได้ โครงสร้างคอและรอยเชื่อมชนกระจายและทนต่อความเครียดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้เป็นโครงสร้างมาตรฐานสำหรับระบบแรงดันสูงและอุณหภูมิสูง
สรุป: หน้าแปลนแบบแบนเป็นทางเลือกที่ประหยัดสำหรับการใช้งานที่มีแรงดันปานกลางถึงต่ำ ในขณะที่หน้าแปลนแบบเชื่อมชนเป็นทางเลือกเดียวที่เชื่อถือได้สำหรับสภาวะแรงดันสูงและแรงดันสูงพิเศษ
3.แบบฟอร์มการเชื่อม
สิ่งนี้แสดงถึงความแตกต่างพื้นฐานที่สุดระหว่างทั้งสองในแง่ของโครงสร้างและการผลิต ซึ่งกำหนดความแข็งแกร่งและความน่าเชื่อถือของการเชื่อมต่อโดยตรง
หน้าแปลนแบน:
รูปแบบการเชื่อม: การเชื่อมเนื้อ
วิธีการเชื่อมต่อ: ท่อถูกแทรกเข้าไปในรูหน้าแปลน และทำการเชื่อมระหว่างผนังด้านนอกของท่อและหน้าหน้าแปลน (การเชื่อมเนื้อภายนอก) อาจใช้การเชื่อมเนื้อปิดผนึกภายในเพิ่มเติม (การเชื่อมเนื้อด้านใน)
ข้อเสีย:
- ความเข้มข้นของความเค้น: รูปทรงเลขาคณิตของรอยเชื่อมฟิเลทำให้เกิดความเค้นสูงที่ราก ทำให้เกิดโอกาสที่จะทำให้เกิดรอยแตกเมื่อยล้า
- ความยากในการตรวจสอบ: รอยเชื่อมภายในถือเป็นเรื่องท้าทายในการตรวจสอบอย่างมีประสิทธิภาพโดยใช้วิธีการต่างๆ เช่น การถ่ายภาพรังสี (RT) หรือการทดสอบด้วยคลื่นเสียงความถี่สูง (UT) คุณภาพการเชื่อมขึ้นอยู่กับขั้นตอนการเชื่อมและการตรวจสอบด้วยสายตาเป็นหลัก
- ความแข็งแรงไม่ตรงกัน: ความหนาของรอยเชื่อมมักจะน้อยกว่าความหนาของผนังท่อ
หน้าแปลนเชื่อมชน:
รูปแบบการเชื่อม: การเชื่อมแบบก้น
วิธีการเชื่อมต่อ: ปลายหน้าแปลนถูกกลึงด้วยร่องที่เข้ากันกับท่อ ท่อและร่องหน้าแปลนได้รับการจัดตำแหน่งอย่างแม่นยำแล้วจึงทำการเชื่อม การเชื่อมทำหน้าที่เป็นส่วนขยายของความหนาของผนังท่อ
ข้อดี:
- การกระจายความเค้นที่ดีเยี่ยม: การเชื่อมทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่น ส่งผลให้มีปัจจัยความเข้มข้นของความเค้นต่ำมากและมีความล้าสูง
- การทดสอบแบบไม่ทำลายง่าย: รอยเชื่อมแบบชนสามารถผ่านการทดสอบด้วยรังสี (RT) ได้ 100% เพื่อให้มั่นใจในคุณภาพที่ปราศจากข้อบกพร่องภายใน เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความปลอดภัยมาตรฐานสูง
- ความแข็งแรงที่เท่ากัน: ความแข็งแรงของการเชื่อมในทางทฤษฎีสามารถบรรลุความเท่าเทียมกันกับโลหะฐานของท่อ
สรุป: การเชื่อมเนื้อกับการเชื่อมแบบชนแสดงถึงความแตกต่างระหว่าง "การเชื่อมต่อ" และ "ฟิวชั่น" อย่างหลังมีข้อได้เปรียบอย่างล้นหลามในด้านความสมบูรณ์ของโครงสร้างและการตรวจสอบได้
4.การสมัคร
จากความแตกต่างข้างต้น การใช้งานทั้งสองจึงมีความแตกต่างกันตามธรรมชาติ
หน้าแปลนแบน:
- ระบบสาธารณูปโภคแรงดันต่ำ: ระบบน้ำหมุนเวียนในโรงงาน ระบบอัดอากาศแรงดันต่ำ ท่อส่งน้ำหล่อเย็นแรงดันต่ำ
- สื่อที่ไม่เป็นอันตราย: น้ำภายในบ้าน, น้ำเครื่องปรับอากาศ, ท่อส่งน้ำมันหล่อลื่นแรงดันต่ำ
- การติดตั้งที่มีพื้นที่จำกัด: เนื่องจากโครงสร้างที่สั้นกว่า จึงสามารถใช้งานได้ในพื้นที่ขนาดกะทัดรัด
- ระบบที่ไม่สำคัญที่คำนึงถึงต้นทุน: เลือกเพื่อจุดประสงค์ในการประหยัดต้นทุนในสถานการณ์ที่มีความเสี่ยงด้านความปลอดภัยต่ำมาก และสภาวะแรงดันและอุณหภูมิที่มั่นคง
หน้าแปลนเชื่อมชน:
- ท่อส่งไอน้ำอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง (เช่น ท่อไอน้ำหลักในโรงไฟฟ้า)
- สื่อไวไฟและระเบิดได้ (เช่น ปิโตรเลียม ก๊าซธรรมชาติ ไฮโดรเจน ท่อไฮโดรคาร์บอน)
- สารพิษและสื่ออันตราย (เช่น คลอรีน แอมโมเนีย สารเคมีที่เป็นพิษ)
- ท่อส่งการจัดการสารที่เป็นอันตรายอย่างยิ่งหรือสูง
- เงื่อนไขการปฏิบัติงานที่มีความเสี่ยงสูงและเรียกร้องสูง
- ท่อส่งน้ำมันที่มีความผันผวนในการดำเนินงานอย่างมีนัยสำคัญ: ท่อที่ประสบปัญหาการหมุนเวียนของความร้อน แรงดันเป็นจังหวะ การสั่นสะเทือนทางกล หรือมีแนวโน้มที่จะเกิดค้อนน้ำ
- ไปป์ไลน์กระบวนการที่มีการออกแบบระดับสูงทั้งหมด: การกำหนดค่ามาตรฐานในการติดตั้งหลัก เช่น โรงงานเคมี โรงงานปิโตรเคมี โรงไฟฟ้านิวเคลียร์ และท่อส่งน้ำมันและก๊าซทางไกล
5.ตารางสรุปและอ้างอิงด่วนสำหรับการเลือกรุ่น
| มิติการเปรียบเทียบ | หน้าแปลนแบน | หน้าแปลนเชื่อมชน |
| โครงสร้างหลัก | แบบแผ่นเรียบพร้อมหน้ารับน้ำหนัก | มีคอเรียว |
| แบบฟอร์มการเชื่อม | การเชื่อมฟิเลต์ (ฟิเลต์ภายใน/ภายนอก) | เชื่อมชน (เชื่อมร่อง) |
| การตรวจสอบการเชื่อม | ยากและท้าทายสำหรับ RT/UT | ง่าย เหมาะสำหรับการตรวจสอบ RT/UT 100% |
| ความดันที่กำหนด | แรงดันปานกลาง-ต่ำ (โดยทั่วไป ≤ PN40/คลาส 30) | ช่วงแรงดันเต็ม (แรงดันต่ำถึงสูงพิเศษ) |
| ลักษณะความเครียด | ความเข้มข้นของความเครียดอย่างมีนัยสำคัญ ความต้านทานต่อความเมื่อยล้าไม่ดี | การเปลี่ยนแปลงความเครียดที่ราบรื่น ความต้านทานความเหนื่อยล้าที่ดี |
| วัสดุหลัก | เหล็กกล้าคาร์บอน สเตนเลส ฯลฯ (ใช้งานทั่วไป) | เหล็กคาร์บอน สแตนเลส เหล็กโลหะผสม ฯลฯ (ต้องตรงกับท่อ) |
| การใช้งานทั่วไป | น้ำ, อากาศ, ระบบแรงดันต่ำ, ไม่เป็นอันตราย | สายการผลิตที่มีอุณหภูมิสูง แรงดันสูง เป็นอันตราย สั่นสะเทือน และวิกฤต |
| ต้นทุนเริ่มต้น | ล่าง | สูงกว่า |
| ต้นทุนตลอดอายุการใช้งาน | สูงกว่า maintenance risk in severe service | ความน่าเชื่อถือสูงในระบบที่สำคัญ ต้นทุนโดยรวมที่ดีขึ้น |
6. คำแนะนำการเลือกขั้นสุดท้ายของวาล์ว VATTEN
ในการออกแบบทางวิศวกรรมหรือการผลิตและการติดตั้งที่จัดการด้วยตนเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อปฏิบัติตามมาตรฐาน เช่น ASME หรือ GB โดยทั่วไปการเลือกจะไม่เป็นไปตามอำเภอใจ รหัสและมาตรฐานระบุสถานการณ์โดยตรงที่ต้องใช้หน้าแปลนเชื่อมแบบชนโดยพิจารณาจากปัจจัยต่างๆ เช่น ประเภทของของไหล แรงดันการออกแบบ และอุณหภูมิของท่อ กล่าวง่ายๆ ก็คือ เมื่อมีข้อสงสัย ภายใต้สภาวะที่ต้องการ หรือในการใช้งานที่มีความสำคัญด้านความปลอดภัย ควรให้ความสำคัญกับหน้าแปลนเชื่อมแบบชนชน หน้าแปลนแบนได้รับการพิจารณาเฉพาะสำหรับเงื่อนไขการทำงานที่มีความเสี่ยงต่ำ แรงดันต่ำ และมีเสถียรภาพที่กำหนดไว้อย่างชัดเจนเท่านั้น โดยมีวัตถุประสงค์หลักในการประหยัดต้นทุน
