ASME B16.5 پرکاربردترین استاندارد فلنج در جهان است که بر فلنج های لوله و اتصالات فلنجی از NPS ½ تا NPS 24 در سیستم های لوله کشی نفت، گاز، پتروشیمی و فرآیند حاکم است. همه چیزهایی را که یک تیم تدارکاتی یا مهندس لولهکشی برای تعیین درست فلنج نیاز دارد، تعریف میکند: هفت کلاس فشار (150 تا 2500)، درجهبندی فشار و دما بر اساس گروه مواد، انواع چهره، ابعاد سوراخها، الزامات پیچها و علامتگذاری. اشتباه گرفتن هر یک از این پارامترها می تواند به معنای عدم تطابق پرهزینه در اتصال فلنج یا بدتر از آن، نشتی در سرویس باشد.
ZC Steel Pipe فلنجهای ASME B16.5 را در فولاد کربنی، فولاد آلیاژی و فولاد ضد زنگ تولید و صادر میکند که هر هفت کلاس فشار و همه انواع فلنج استاندارد - گردن جوش، لغزنده، کور، جوش سوکت، رزوه و اتصال لبه را پوشش میدهد. ما فلنجها را برای خطوط لوله نفت و گاز، کارخانههای پتروشیمی و پروژههای لولهکشی در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی تامین میکنیم.
مطالب
ASME B16.5 چیست؟
هفت کلاس فشار
رتبه بندی فشار و دما بر اساس گروه مواد
انواع فلنج تحت پوشش B16.5
انواع چهره فلنج - RF، FF، RTJ و موارد دیگر
ابعاد و اندازه سوراخ
مواد برای فلنج های ASME B16.5
الزامات پیچ و مهره و واشر
ASME B16.5 در مقابل ASME B16.47 - کدام استاندارد اعمال می شود؟
سوالات متداول
1. ASME B16.5 چیست؟
تعریف استاندارد - ASME B16.5 ASME B16.5 (فلنج های لوله و اتصالات فلنج: NPS ½ از طریق استاندارد متریک/اینچ NPS 24) توسط انجمن مهندسین مکانیک آمریکا منتشر شده است. درجه بندی فشار-دما، مواد، ابعاد، تحمل ها، علامت گذاری و آزمایش فلنج ها در NPS ½ تا NPS 24 را تعیین می کند. این استاندارد برای فلنج های ساخته شده از مواد ریخته گری یا آهنگری اعمال می شود. این مورد توسط ASME B31.3 (Process Piping)، ASME B31.4 (Liquid Pipeline)، ASME B31.8 (Gas Transmission) و تقریباً همه کدهای لوله کشی اصلی در سطح جهانی ارجاع شده است.
ASME B16.5 رتبه بندی فشار خود را حول دو متغیر سازماندهی می کند: کلاس فشار و گروه مواد. فشار کاری مجاز واقعی فلنج در یک دمای معین با جستجوی محل تلاقی این دو متغیر در جداول درجه بندی فشار و دما استاندارد تعیین می شود. این بدان معناست که دو فلنج که مهر «کلاس 300» دارند اما از مواد مختلف ساخته شدهاند، میتوانند به میزان قابلتوجهی دارای درجهبندی فشار متفاوتی باشند - تعداد کلاس به تنهایی برای تعیین درجهبندی واقعی کافی نیست.
استاندارد NPS ½ تا NPS 24 را پوشش می دهد. برای فلنج های بالاتر از NPS 24، به ASME B16.47 (سری A یا B) مراجعه کنید، که پوشش را تا NPS 60 گسترش می دهد.
2. هفت کلاس فشار
ASME B16.5 هفت کلاس فشار را تعریف می کند. شماره کلاس از درجه فشار تقریبی (بر حسب psi) یک فلنج فولاد کربنی کلاس X در 850 درجه فارنهایت (454 درجه سانتیگراد) نشأت گرفته است - یک قرارداد تا حد زیادی در حال حاضر تاریخی. آنچه در عمل اهمیت دارد جدول فشار و دما برای گروه مواد خاص است، نه شماره کلاس به تنهایی.
کلاس
تقریبا MAWP در 38 درجه سانتی گراد — فولاد کربنی A105 (bar/psi)
کاربرد معمولی
150
19.6 بار / 285 psi
خطوط برق کم فشار، آب، بخار ≤ 200 درجه سانتیگراد
300
51.1 بار / 740 psi
توزیع گاز، لوله کشی فرآیند فشار متوسط
400
68.1 بار / 990 psi
کمتر رایج؛ کلاس پل زدن بین 300 تا 600
600
102.1 بار / 1480 psi
انتقال گاز و نفت فشار قوی، پالایشگاه ها
900
153.4 بار / 2220 psi
بخار پرفشار، تزریق گاز، کاربردهای HPHT
1500
255.6 بار / 3705 psi
فشار بسیار بالا - سر چاه، منیفولدهای تزریق گاز
2500
425.5 بار / 6170 psi
فشار شدید - زیر دریا، چاه عمیق HPHT
نکته تدارکات - کلاس 400 به ندرت مشخص می شود کلاس 400 برای پر کردن شکاف بین کلاس 300 و کلاس 600 معرفی شد، اما به ندرت در پروژه های مدرن مشخص می شود. بسیاری از کارخانهها در کلاس 400 موجودی محدود یا بدون موجودی دارند - معمولاً به حداقل مقدار سفارش و زمان طولانیتری نیاز دارد. اگر فشار طراحی شما بین کلاس 300 و کلاس 600 باشد، اکثر مهندسین به سادگی به کلاس 600 می رسند. کلاس 400 را فقط در صورتی مشخص کنید که کد پروژه یا مشخصات مشتری شما به صراحت به آن نیاز دارد و برای زمان های طولانی تر تدارکات آماده باشید.
3. رتبه بندی فشار و دما توسط گروه مواد
ASME B16.5 مواد را به گروههایی سازماندهی میکند - در حال حاضر 31 گروه برای مواد ریختهگری و آهنگری. هر گروه جدول درجه بندی فشار و دما مخصوص به خود را دارد. متداول ترین گروه مواد مورد استفاده در لوله کشی نفت و گاز عبارتند از:
گروه مواد
ASTM معمولی
شرح مواد
کلاس 150 MAWP در 38 درجه سانتی گراد
کلاس 300 MAWP در 38 درجه سانتی گراد
1.1
A105, A181 Gr.70
فولاد کربن - استاندارد
19.6 بار (285 psi)
51.1 بار (740 psi)
1.2
A216 WCB, A515 Gr.70
فولاد کربن - ریخته گری
19.6 بار (285 psi)
51.1 بار (740 psi)
1.13
A350 LF2
فولاد کربن - دمای پایین
19.6 بار (285 psi)
51.1 بار (740 psi)
2.1
A182 F11, F22
فولاد آلیاژی 1¼Cr–½Mo / 2¼Cr–1Mo
19.6 بار (285 psi)
51.1 بار (740 psi)
2.3
A182 F5، F9
فولاد آلیاژی 5Cr–½Mo / 9Cr–1Mo
19.6 بار (285 psi)
51.1 بار (740 psi)
3.1
A182 F304، F316
فولاد ضد زنگ آستنیتی (سری 300)
15.1 بار (220 psi)
39.8 بار (578 psi)
3.2
A182 F304L، F316L
SS آستنیتی کم کربن
13.8 بار (200 psi)
36.2 بار (525 psi)
نقطه مهندسی بحرانی – فلنجهای ضد زنگ دارای رتبهبندی پایینتری نسبت به فولاد کربنی هستند. یک خطای رایج در مشخصات: فلنجهای فولادی زنگ نزن آستنیتی (گروههای 3.1، 3.2) نسبت به فلنجهای فولاد کربنی همرده دارای درجهبندی فشار-دمای کمتری هستند. فلنج کلاس 150 A182 F316L تنها 13.8 بار در دمای 38 درجه سانتیگراد است - در مقابل 19.6 بار برای همان کلاس در فولاد کربنی A105. این به این دلیل است که ضد زنگ آستنیتی در دماهای بالا از فولاد کربنی استحکام تسلیم کمتری دارد. همیشه هنگام مخلوط کردن مواد در یک سیستم لوله کشی، رتبه PT را در جدول گروه مواد، نه فقط شماره کلاس، تأیید کنید.
4. انواع فلنج تحت پوشش B16.5
گردن جوش (WN)
توپی:
سوراخ مخروطی بلند
جوش:
جوش لب به لب به لوله
استحکام:
بالاترین - جوش با نفوذ کامل
بهترین برای:
فشار بالا، چرخه ای، سرویس بحرانی
Slip-On (SO)
توپی:
کوتاه - لوله از آن سر می خورد
جوش:
دو جوش فیله - داخل و خارج
قدرت:
تقریبا 2/3 گردن جوش
بهترین برای:
فشار کمتر، خدمات عمومی، تراز آسان
نابینا (BL)
توپی:
صفحه جامد - بدون سوراخ
جوش:
پیچ و مهره - بدون جوش
استفاده:
انتهای خط لوله را خاتمه دهید یا جدا کنید
بهترین برای:
همه کلاس های فشار، آزمایش خالی کردن
جوش سوکت (SW)
توپی:
سوراخ سوکت توکار
جوش:
جوش تک فیله - فقط در خارج
محدودیت اندازه:
NPS ½ - NPS 3 معمولی
بهترین برای:
خطوط ابزار فشار بالا با سوراخ کوچک
رشته ای (TH)
هاب:
رشته NPT داخلی
جوش:
نیازی به جوش نیست
استفاده:
ابزار کم فشار، اتصالات موقت
بهترین برای:
جاهایی که امکان جوشکاری وجود ندارد
مفصل دامان (LJ)
توپی:
سوراخ مسطح - با انتهای خرد استفاده می شود
جوش:
انتهای خرد شده به لوله جوش داده شده است. فلنج شل
استفاده:
جداسازی مکرر؛ لوله پوشیده شده / اندود شده
بهترین برای:
جایی که چرخش فلنج به تراز کردن پیچ کمک می کند
بینش مهندسی - گردن جوش همیشه اجباری نیست فلنج های گردن جوش قوی ترین نوع هستند و اغلب به طور پیش فرض در پروژه های نفت و گاز مشخص می شوند. با این حال، فلنج های لغزنده تحت ASME B16.5 برای خدمات کلاس 150 و 300 در شرایط بارگذاری غیر چرخه ای و بدون ضربه کاملاً قابل قبول هستند و می توانند هزینه و زمان نصب را برای سیستم های با سوراخ بزرگ و فشار کمتر کاهش دهند. محدودیت فلنج های لغزنده معمولاً از مشخصات شرکت یا استانداردهای پروژه ناشی می شود - نه از خود B16.5. قبل از ارتقاء خودکار تمام فلنج ها به گردن جوش، مشخصات لوله کشی قابل اجرا خود را بررسی کنید.
5. انواع صورت فلنج - RF، FF، RTJ، و غیره
نوع چهره
مخفف
شرح
Typical Gasket
Application
صورت برجسته
RF
سطح تماس دایره ای برجسته - 1.6 میلی متر برای کلاس 150/300. 6.4 میلی متر برای کلاس 400-2500
زخم مارپیچی، واشر ورق
رایج ترین - در اکثر لوله کشی های نفت و گاز استفاده می شود
صورت صاف
FF
نشیمنگاه تمام رخ - واشر تماس تمام صفحه فلنج
واشر نرم تمام صورت
اتصال به فلنج های چدنی یا غیرفلزی - از تنش خمشی جلوگیری می کند
اتصال نوع حلقه
RTJ
شیار ماشینکاری شده واشر حلقه فلزی (بیضی یا هشت ضلعی) را می پذیرد.
حلقه فلزی (R, RX, BX)
فشار بالا، درجه حرارت بالا، خدمات بحرانی؛ اتصالات سرچاه و XT
مرد/زن
M/F
یک فلنج صورت برآمده دارد و دیگری فرورفتگی مشابه دارد
زخم ورقه ای یا مارپیچی
پمپ ها، کمپرسورها - واشر خود متمرکز
زبانه و شیار
T&G
زبانه باریک برآمده روی یک فلنج، شیار همسان روی فلنج دیگر
واشر حلقه باریک
مبدل های حرارتی، مخازن - واشر محدود
نقطه مهندسی حیاتی - فلنج های RF و FF هرگز نباید به یکدیگر متصل شوند. فلنج صورت برجسته که به فلنج صفحه صاف پیچ میشود، بار واشر را فقط روی قسمت برجسته متمرکز میکند و باعث میشود که فلنج سطح صاف (اغلب چدن یا مواد با استحکام پایینتر) در زیر بار پیچ خم شده و ترک بخورد. اگر پروژه شما نیاز به اتصال فلنج های RF و FF دارد، صفحه برجسته باید صاف ماشینکاری شود یا از واشر تمام وجه و گشتاور پیچ کنترل شده استفاده شود. این یک خطای میدانی رایج با پیامدهای شکست واقعی است.
6. ابعاد و اندازه سوراخ
ASME B16.5 قطر بیرونی، قطر دایره پیچ، تعداد و قطر سوراخهای پیچ و حداقل ضخامت فلنج را برای هر ترکیب NPS و کلاس تنظیم میکند. ابعاد حفره توسط برنامه لوله مورد استفاده تنظیم می شود - B16.5 جداول حفره را برای برنامه های استاندارد، XS (فوق العاده قوی) و XXS و همچنین طیف وسیعی از زمان بندی های میانی ارائه می دهد.
NPS
Class 150 OD (mm)
Class 300 OD (mm)
Class 600 OD (mm)
No. of Bolts (Cl. 150)
No. of Bolts (Cl. 300/600)
½'
89
95
95
4
4
1'
108
124
124
4
4
2'
152
165
190
4
8
4'
229
254
273
8
8
6'
279
318
356
8
12
8'
343
381
419
8
12
10'
406
444
508
12
16
12'
483
521
559
12
16
16'
597
648
711
16
20
20'
711
775
864
20
24
24'
813
914
1016
20
24
توجه: ابعاد بالا برای فلنج های گردن جوش RF می باشد. انواع لغزنده، کور و سایر انواع دایره OD و پیچ یکسانی دارند اما از نظر ضخامت و سوراخ متفاوت هستند. همیشه برای نوع فلنج خاص و کلاس مورد نیاز به جدول B16.5 مربوطه مراجعه کنید.
7. مواد برای فلنج های ASME B16.5
7.1 فولاد کربن
ماده غالب برای فلنج های B16.5 در خدمات نفت و گاز. ASTM A105 (جعلی) و A216 WCB (ریخته گری) درجه های استاندارد برای سرویس دمای محیط تا متوسط هستند. برای سرویس در دمای پایین زیر 29- درجه سانتیگراد، ASTM A350 LF2 (تست ضربه شده) مشخص شده است. برای سرویس ترش (H2S)، الزامات اضافی HIC و SSCC اعمال می شود.
7.2 فولاد آلیاژی
فلنج های فولادی آلیاژی برای خدمات با درجه حرارت بالا یا فشار بالا، قابلیت فشار-دما را فراتر از فولاد کربنی گسترش می دهند. گریدهای رایج عبارتند از A182 F11 (1¼Cr–½Mo)، A182 F22 (2¼Cr–1Mo) و A182 F5/F9 (5Cr و 9Cr–1Mo) برای خدمات پالایشگاهی و فرآیندهای با دمای بالا.
7.3 فولاد ضد زنگ
فلنج های فولادی ضد زنگ آستنیتی به A182 F304، F316، F304L و F316L برای خدمات خورنده، کاربردهای برودتی و لوله کشی مواد غذایی/دارویی استفاده می شود. توجه داشته باشید که فلنجهای ضدزنگ نسبت به فولاد کربنی هم کلاس دارای فشار کمتری هستند - بخش 3 را در بالا ببینید. نمرات ضد زنگ دوبلکس و سوپر دوبلکس برای محیط های خدماتی بسیار خورنده در دریا و ترش استفاده می شود.
محدوده
ASTM
گروهی درجه B16.5
دمای
کاربرد معمولی
فولاد کربن
A105
1.1
-29 درجه سانتیگراد تا 425 درجه سانتیگراد
نفت و گاز استاندارد، لوله کشی فرآیند
CS با دمای پایین
A350 LF2
1.13
-46 درجه سانتی گراد تا 343 درجه سانتی گراد
LNG، آب و هوای برودتی، سرد
1¼Cr–½Mo
A182 F11
2.1
-29 درجه سانتی گراد تا 593 درجه سانتی گراد
پالایشگاه، فرآیند دمای بالا
2¼Cr–1Mo
A182 F22
2.1
-29 درجه سانتی گراد تا 593 درجه سانتی گراد
هیدروکراکینگ با دمای بالا، اصلاح کننده ها
316 SS
A182 F316
3.1
-196 درجه سانتی گراد تا 538 درجه سانتی گراد
خدمات خورنده، فراساحلی
316L SS
A182 F316L
3.2
-196 درجه سانتیگراد تا 454 درجه سانتیگراد
سرویس ترش، محیط های کلرید
8. پیچ و مهره و الزامات واشر
ASME B16.5 اندازه، طول و مقدار پیچ را برای هر NPS و کلاس مشخص می کند. مواد استاندارد پیچ، ناودانی ASTM A193 B7 با مهره های شش گوش سنگین A194 2H هستند - پیش فرض برای اکثر اتصالات فلنج دار فولادی کربنی و آلیاژی. برای سرویس در دمای پایین از پیچ و مهره A320 L7 / A194 4 استفاده می شود. برای فلنج های ضد زنگ، پیچ های A193 B8M / A194 8M (316 ضد زنگ) رایج هستند.
نکته تدارکات - نوع واشر باید با نوع و سرویس مطابقت داشته باشد تعیین کلاس و جنس فلنج فقط نیمی از کار است - انتخاب واشر به همان اندازه مهم است و باید در سفارش خرید مشخص شود. واشرهای مارپیچی (SWG) با فولاد کربنی یا حلقه داخلی ضد زنگ برای فلنج های RF در خدمات نفت و گاز استاندارد هستند. واشرهای ورق (فیبر غیر آزبست فشرده، CNAF) برای خدمات شهری با فشار پایین و فلنج های تمام وجه استفاده می شود. واشرهای حلقه فلزی RTJ با شماره حلقه (به عنوان مثال، R-24 برای NPS 4 کلاس 300) و مواد مشخص می شوند. واشر که به اشتباه برای درجه حرارت یا فشار سرویس مشخص شده است یکی از دلایل اصلی نشت فلنج است.
9. ASME B16.5 در مقابل ASME B16.47 - کدام استاندارد اعمال می شود؟
استاندارد
NPS /
سری پوشش
برنامه معمولی معادل
ASME B16.5
NPS ½ - NPS 24
-
اکثر فلنج های فرآیند و خط لوله
ASME B16.47 سری A
NPS 26 - NPS 60
معادل MSS SP-44
فلنج خط لوله با قطر بزرگ (نوع API)
ASME B16.47 سری B
NPS 26 - NPS 60
معادل API 605
فلنج های لوله کشی فرآیندی با قطر بزرگ
فلنجهای سری A (معادل MSS SP-44) سنگینتر و گرانتر از سری B برای همان NPS و کلاس هستند، اما با دایره پیچ فلنجهای B16.5 در مرز NPS 24 مطابقت دارند - به این معنی که فلنج سری A NPS 26 مستقیماً به فلنج B16.5 NPS 24 مشابه میپیچد. فلنج های سری B این سازگاری را ندارند. این برای پروژههایی که لولههای با قطر بزرگ به بخشهای هدر با قطر کوچکتر تبدیل میشوند اهمیت دارد.
10. سوالات متداول
ASME B16.5 چیست؟
ASME B16.5 استاندارد آمریکایی برای فلنج های لوله و اتصالات فلنجی از NPS ½ تا NPS 24 است. این استاندارد هفت کلاس فشار (150 تا 2500)، درجه بندی فشار و دما بر اساس گروه مواد، انواع سطح فلنج، ابعاد سوراخ، الزامات پیچ و مهره و علامت گذاری را تعریف می کند. این استاندارد رایج ترین استاندارد فلنج در لوله کشی نفت، گاز، پتروشیمی و فرآیند در سطح جهان است و توسط تمام کدهای طراحی لوله کشی اصلی از جمله ASME B31.3 و B31.8 ذکر شده است.
کلاس های فشار ASME B16.5 کدامند؟
ASME B16.5 هفت کلاس فشار را تعریف می کند: 150، 300، 400، 600، 900، 1500، و 2500. شماره کلاس به طور مستقیم درجه فشار را بیان نمی کند - فشار کاری مجاز واقعی هم به کلاس و هم به گروه مواد بستگی دارد. برای فولاد کربن استاندارد A105 در دمای 38 درجه سانتیگراد، درجه بندی ها از حدود 19.6 بار (کلاس 150) تا 425.5 بار (کلاس 2500) متغیر است. با افزایش دمای عملیاتی، رتبه بندی ها کاهش می یابد.
تفاوت فیس های فلنج RF، FF و RTJ چیست؟
RF (صورت برآمده) رایج ترین نوع است، با یک ناحیه تماس برآمده دایره ای کوچک که بار پیچ را روی واشر متمرکز می کند. FF (Flat Face) هیچ ناحیه برجسته ای ندارد و هنگام اتصال به فلنج های چدنی یا غیرفلزی استفاده می شود. RTJ (Ring Type Joint) دارای یک شیار ماشینکاری شده است که واشر حلقه فلزی را می پذیرد که برای سرویس های پرفشار و حیاتی استفاده می شود. فلنج های RF و FF هرگز نباید بدون تغییر به یکدیگر پیچ و مهره شوند، زیرا انجام این کار به فلنج سطح صاف با استحکام پایین آسیب می رساند.
تفاوت بین ASME B16.5 و ASME B16.47 چیست؟
ASME B16.5 NPS ½ تا NPS 24 را پوشش می دهد. ASME B16.47 فلنج های با قطر بزرگ از NPS 26 تا NPS 60 را در دو سری پوشش می دهد: سری A (معادل MSS SP-44، سنگین تر، استفاده از خط لوله) و سری B (معادل با پردازش API، lighter، 60). ابعاد و الگوهای پیچ بین B16.5 و B16.47 قابل تعویض نیستند، به جز در انتقال NPS 24/26 برای فلنج های سری A، که برای سازگاری با پیچ و مهره با B16.5 در آن مرز طراحی شده اند.
ASTM A105 چیست و چه زمانی استفاده می شود؟
ASTM A105 متداول ترین مواد فولاد کربن آهنگری برای فلنج های ASME B16.5 است. حداقل استحکام کششی 485 مگاپاسکال و حداقل تسلیم 250 مگاپاسکال را فراهم می کند و برای سرویس از -29 درجه سانتی گراد تا تقریباً 425 درجه سانتی گراد مناسب است. A105 در گروه مواد 1.1 در B16.5 قرار می گیرد. این ماده فلنج پیش فرض برای اکثر کاربردهای لوله کشی نفت و گاز و فرآیند در دمای متوسط است. برای دماهای پایین تر، A350 LF2 (تست شده در برابر ضربه) استفاده می شود. برای سرویس دمای بالا، گریدهای فولاد آلیاژی مانند A182 F11 یا F22 مشخص شده است.
چه انواع فلنج توسط ASME B16.5 پوشش داده می شود؟
ASME B16.5 گردن جوش (WN)، Slip-On (SO)، Socket Weld (SW)، رزوه ای (TH)، کور (BL)، Lap Joint (LJ) و فلنج های کاهش دهنده را پوشش می دهد. Weld Neck قوی ترین و گسترده ترین مورد برای لوله کشی تحت فشار است. فلنج های کور برای پایان دادن یا خالی کردن انتهای خط لوله استفاده می شود. Socket Weld و Threaded برای اتصالات با سوراخ کوچک استفاده می شود. فلنج های Lap Joint برای کاربردهایی که نیاز به جداسازی مکرر دارند یا در جاهایی که چرخش فلنج به تراز کردن سوراخ پیچ کمک می کند، با انتهای خرد استفاده می شود.
منبع فلنج های ASME B16.5 از ZC Steel Pipe
ZC Steel Pipe فلنج های ASME B16.5 را در هر هفت کلاس فشار (150 تا 2500) و همه انواع استاندارد - جوش جوشی، لغزنده، کور، جوش سوکتی، رزوه ای و مفصل لبه تولید و صادر می کند. مواد شامل ASTM A105، A350 LF2، A182 F11/F22/F316L و ضد زنگ دوبلکس/سوپر دوبلکس هستند. اسناد کامل MTC، بازرسی شخص ثالث، و ابعاد سوراخ سفارشی موجود است.
ما فلنجها را برای خطوط لوله نفت و گاز، پالایشگاهها، کارخانههای پتروشیمی و پروژههای لولهکشی در سراسر آفریقا، خاورمیانه و آمریکای جنوبی تامین میکنیم.
