ASME B16.5 je najpogosteje uporabljen standard za prirobnice na svetu, ki ureja cevne prirobnice in priključke s prirobnicami od NPS ½ do NPS 24 v naftnih, plinskih, petrokemičnih in procesnih cevovodnih sistemih. Opredeljuje vse, kar mora ekipa za nabavo ali inženir za cevovode pravilno določiti prirobnico: sedem razredov tlaka (150 do 2500), ocene tlaka in temperature po skupini materialov, tipe ploskev, dimenzije izvrtin, zahteve za vijake in oznake. Napaka pri katerem koli od teh parametrov lahko pomeni drago neusklajenost na prirobničnem spoju ali, še huje, puščanje pri delovanju.
ZC Steel Pipe izdeluje in izvaža prirobnice ASME B16.5 iz ogljikovega jekla, legiranega jekla in nerjavečega jekla, ki pokrivajo vseh sedem tlačnih razredov in vse standardne vrste prirobnic – z varjenim vratom, z drsnimi, slepimi, z navojnimi zvari, navojnimi in prekrivnimi spoji. Dobavljamo prirobnice za naftovode in plinovode, petrokemične tovarne in projekte procesnih cevovodov v Afriki, na Bližnjem vzhodu in v Južni Ameriki.
VSEBINA
Kaj je ASME B16.5?
Sedem razredov tlaka
Ocene tlaka in temperature po skupini materialov
Vrste prirobnic, zajete v B16.5
Vrste ploskve prirobnice — RF, FF, RTJ in drugi
Mere in velikosti izvrtin
Materiali za prirobnice ASME B16.5
Zahteve za vijake in tesnila
ASME B16.5 proti ASME B16.47 — kateri standard velja?
pogosta vprašanja
1. Kaj je ASME B16.5?
OPREDELITEV STANDARDA – ASME B16.5 ASME B16.5 (cevne prirobnice in prirobniški priključki: NPS ½ do NPS 24 metrični standard/palec) je objavilo Ameriško združenje strojnih inženirjev. Določa ocene tlaka in temperature, materiale, mere, tolerance, oznake in preskuse za prirobnice v NPS ½ do NPS 24. Standard velja za prirobnice, izdelane iz litih ali kovanih materialov. Nanj se sklicujejo ASME B31.3 (procesni cevovod), ASME B31.4 (tekoči cevovod), ASME B31.8 (prenos plina) in skoraj vsi glavni kode cevovodov po vsem svetu.
ASME B16.5 svoje ocene tlaka organizira okoli dveh spremenljivk: tlačnega razreda in skupine materiala. Dejanski dovoljeni delovni tlak prirobnice pri dani temperaturi se določi z iskanjem presečišča teh dveh spremenljivk v standardnih tabelah za oceno tlaka in temperature. To pomeni, da imata lahko dve prirobnici z žigom 'Razred 300', vendar narejeni iz različnih materialov, precej različne nazivne vrednosti tlaka - samo številka razreda ne zadostuje za določitev dejanske ocene.
Standard zajema NPS ½ do NPS 24. Za prirobnice nad NPS 24 glejte ASME B16.47 (serija A ali B), ki razširja pokritost na NPS 60.
2. Sedem tlačnih razredov
ASME B16.5 definira sedem tlačnih razredov. Številka razreda izvira iz približne nazivne vrednosti tlaka (v psi) prirobnice iz ogljikovega jekla razreda X pri 850 °F (454 °C) – zdaj že pretežno zgodovinska konvencija. V praksi je pomembna tabela tlak-temperatura za določeno skupino materialov, ne samo številka razreda.
| Razred |
pribl. MAWP pri 38°C — Ogljikovo jeklo A105 (bar/psi) |
Tipična uporaba |
| 150 |
19,6 bar / 285 psi |
Nizkotlačni napajalni vodi, voda, para ≤ 200°C |
| 300 |
51,1 bar / 740 psi |
Distribucija plina, procesne cevi zmernega tlaka |
| 400 |
68,1 bar / 990 psi |
Manj pogosto; premostitveni razred med 300 in 600 |
| 600 |
102,1 bar / 1480 psi |
Visokotlačni prenos plina in nafte, rafinerije |
| 900 |
153,4 bar / 2220 psi |
Visokotlačna para, vbrizgavanje plina, aplikacije HPHT |
| 1500 |
255,6 bar / 3705 psi |
Zelo visok tlak — ustja vrtin, razdelilniki za vbrizgavanje plina |
| 2500 |
425,5 bar / 6170 psi |
Izjemen pritisk – podmorski, globoki vodnjak HPHT |
Obvestilo o javnem naročilu – razred 400 je redko naveden Razred 400 je bil uveden, da bi premostil vrzel med razredoma 300 in razredom 600, vendar je redko naveden v sodobnih projektih. Številni mlini imajo omejeno ali nič zalog v razredu 400 - običajno zahteva minimalno količino naročila in daljši dobavni rok. Če vaš projektni pritisk pade med razred 300 in razred 600, večina inženirjev preprosto preide na razred 600. Določite razred 400 samo, če to izrecno zahteva vaša projektna koda ali specifikacija naročnika, in bodite pripravljeni na daljše dobavne roke.
3. Ocene tlaka in temperature po skupini materialov
ASME B16.5 razvršča materiale v skupine — trenutno 31 skupin za lite in kovane materiale. Vsaka skupina ima svojo tabelo za oceno tlaka in temperature. Najpogosteje uporabljene skupine materialov v naftovodih in plinovodih so:
| Skupina materialov Tipičen |
materiala ASTM |
opis |
Razred 150 MAWP pri 38 °C |
Razred 300 MAWP pri 38 °C |
| 1.1 |
A105, A181 Gr.70 |
Ogljikovo jeklo — standard |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 1.2 |
A216 WCB, A515 Gr.70 |
Ogljikovo jeklo — lito |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 1.13 |
A350 LF2 |
Ogljikovo jeklo - nizka temperatura |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 2.1 |
A182 F11, F22 |
1¼Cr–½Mo / 2¼Cr–1Mo legirano jeklo |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 2.3 |
A182 F5, F9 |
5Cr–½Mo / 9Cr–1Mo legirano jeklo |
19,6 bar (285 psi) |
51,1 bar (740 psi) |
| 3.1 |
A182 F304, F316 |
Avstenitno nerjavno jeklo (serija 300) |
15,1 bar (220 psi) |
39,8 bar (578 psi) |
| 3.2 |
A182 F304L, F316L |
Nizkoogljični avstenit SS |
13,8 bar (200 psi) |
36,2 bar (525 psi) |
Kritična inženirska točka – prirobnice iz nerjavečega jekla imajo nižje ocene kot prirobnice iz ogljikovega jekla Pogosta napaka pri specifikaciji: prirobnice iz avstenitnega nerjavečega jekla (skupine 3.1, 3.2) imajo nižje ocene tlaka in temperature kot prirobnice iz ogljikovega jekla istega razreda. Prirobnica razreda 150 A182 F316L je ocenjena na samo 13,8 bara pri 38 °C — v primerjavi z 19,6 bara za isti razred pri ogljikovem jeklu A105. To je zato, ker ima avstenitno nerjavno jeklo nižjo mejo tečenja pri povišanih temperaturah kot ogljikovo jeklo. Pri mešanju materialov v cevnem sistemu vedno preverite oceno PT glede na tabelo skupine materialov, ne samo številko razreda.
4. Vrste prirobnic, zajete v B16.5
Varjeni vrat (WN)
Pesto:
dolga stožčasta izvrtina
Zvar:
Čelni zvar na cev
Trdnost:
Najvišja — zvar s popolno penetracijo
Najboljše za:
Visokotlačne, ciklične, kritične storitve
Natikači (SO)
Pesto:
Kratko — cev drsi skozi
Zvar:
Dva kotna zvara — znotraj in zunaj
Trdnost:
pribl. 2/3 zvarnega vratu
Najboljše za:
nižji tlak, splošne storitve, enostavno poravnavo
Slepi (BL)
Pesto:
trdna plošča — brez izvrtine
Var:
vijačen — brez varjenja
Uporaba:
Zaključite ali izolirajte konce cevovoda
Najboljše za:
vse tlačne razrede, slepi test
Vtični zvar (SW)
Pesto:
Vdolbina vtičnice
Zvar:
enojni kotni zvar — samo zunaj
Omejitev velikosti:
NPS ½ – NPS 3 tipično
Najboljše za:
visokotlačne instrumentalne cevi majhnega premera
Navoj (TH)
Pesto:
notranji navoj NPT
Varjenje:
Varjenje ni potrebno
Uporaba:
Nizkotlačna naprava, začasne povezave
Najboljše za:
kjer varjenje ni mogoče
Lap Joint (LJ)
Pesto:
ravna izvrtina — uporablja se s koncem čepa
Zvar:
nastavek, privarjen na cev; prirobnica ohlapna
Uporaba:
Pogosto razstavljanje; platirana/obložena cev
Najboljše za:
Kjer vrtenje prirobnice pomaga pri poravnavi vijakov
Inženirski vpogled – Varjeni vrat ni vedno obvezen. Prirobnice z varjenim vratom so najmočnejše vrste in so pogosto privzeto določene pri naftnih in plinskih projektih. Vendar pa so drsne prirobnice v celoti sprejemljive v skladu z ASME B16.5 za uporabo razreda 150 in 300 v necikličnih pogojih obremenitve brez udarcev in lahko zmanjšajo stroške in čas namestitve za nizkotlačne sisteme z velikim premerom. Omejitev za natakljive prirobnice običajno izhaja iz specifikacij podjetja ali projektnih standardov – ne iz samega B16.5. Preden samodejno nadgradite vse prirobnice na varjeni vrat, preglejte ustrezne specifikacije cevi.
5. Vrste ploskve prirobnice — RF, FF, RTJ in drugi
| Vrsta obraza |
Okrajšava |
Opis |
Tipična |
uporaba tesnila |
| Dvignjen obraz |
RF |
Dvignjeno okroglo kontaktno območje — 1,6 mm za razred 150/300; 6,4 mm za razred 400–2500 |
Spiralno navito, pločevinasto tesnilo |
Najpogostejši — uporablja se v večini naftovodov in plinovodov |
| Ravni obraz |
FF |
Sedež s polno stranjo — kontaktno tesnilo s celotno stranjo prirobnice |
Mehko tesnilo, ki pokriva celoten obraz |
Priključitev na litoželezne ali nekovinske prirobnice — preprečuje upogibne napetosti |
| Obročasti spoj |
RTJ |
Strojno obdelan utor sprejme kovinsko obročasto tesnilo (ovalno ali osmerokotno) |
Kovinski obroč (R, RX, BX) |
Visok tlak, visoka temperatura, kritična storitev; priključki na ustju vrtine in XT |
| Moški/Ženska |
M/Ž |
Ena prirobnica ima dvignjeno stran, druga ima ustrezno vdolbino |
List ali spirala |
Črpalke, kompresorji — samocentrirno tesnilo |
| Pero in utor |
T&G |
Ozek dvignjen jezik na eni prirobnici, ustrezen utor na drugi |
Ozko obročno tesnilo |
Toplotni izmenjevalniki, posode - zaprto tesnilo |
Kritična inženirska točka — prirobnice RF in FF nikoli ne povezujejo. Dvignjenih in ravnih prirobnic nikoli ne smete neposredno priviti skupaj. Dvignjena čelna prirobnica, privita na ravno čelno prirobnico, koncentrira obremenitev tesnila samo na dvignjenem delu, zaradi česar se ravna čelna prirobnica (pogosto litega železa ali materiala z manjšo trdnostjo) upogne in poči pod obremenitvijo vijaka. Če vaš projekt zahteva povezavo prirobnic RF in FF, mora biti dvignjena površina obdelana ravno ali pa je treba uporabiti tesnilo s celotno površino in nadzorovan navor vijaka. To je običajna napaka na terenu z resničnimi posledicami okvare.
6. Mere in velikosti izvrtin
ASME B16.5 določa zunanji premer, premer kroga vijakov, število in premer lukenj za vijake ter najmanjšo debelino prirobnice za vsako kombinacijo NPS in razreda. Dimenzije izvrtin so določene glede na razpored cevi, ki se uporablja — B16.5 nudi tabele izvrtin za standardne razporede, razporede XS (izjemno močni) in XXS ter vrsto vmesnih razporedov.
| NPS |
razred 150 OD (mm) |
Razred 300 OD (mm) |
Razred 600 OD (mm) |
Št. vijakov (Kl. 150) |
Št. vijakov (Kl. 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 |
Opomba: Zgornje mere veljajo za RF varjene prirobnice. Slip-on, slepi in drugi tipi imajo enak OD in krog vijakov, vendar se razlikujejo po debelini in izvrtini. Vedno upoštevajte ustrezno tabelo B16.5 za določeno zahtevano vrsto in razred prirobnice.
7. Materiali za prirobnice ASME B16.5
7.1 Ogljikovo jeklo
Prevladujoči material za prirobnice B16.5 v naftnih in plinskih storitvah. ASTM A105 (kovano) in A216 WCB (lito) sta standardna razreda za uporabo pri sobnih do zmernih temperaturah. Za uporabo pri nizkih temperaturah pod –29 °C je določen ASTM A350 LF2 (preizkušen na udarce). Za kislo storitev (H₂S) veljajo dodatne zahteve HIC in SSCC.
7.2 Legirano jeklo
Za uporabo pri povišanih temperaturah ali visokem tlaku prirobnice iz legiranega jekla razširjajo zmogljivost tlaka in temperature preko ogljikovega jekla. Običajne stopnje vključujejo A182 F11 (1¼Cr–½Mo), A182 F22 (2¼Cr–1Mo) in A182 F5 / F9 (5Cr in 9Cr–1Mo) za rafinerije in storitve pri visokotemperaturnem procesu.
7.3 Nerjaveče jeklo
Prirobnice iz avstenitnega nerjavečega jekla A182 F304, F316, F304L in F316L se uporabljajo za korozivne storitve, kriogene aplikacije in cevovode za hrano/farmacevtiko. Upoštevajte, da imajo prirobnice iz nerjavečega jekla nižje nazivne vrednosti tlaka kot ogljikovo jeklo istega razreda – glejte razdelek 3 zgoraj. Duplex in super-duplex nerjavni razredi se uporabljajo za zelo korozivna morska in kisla delovna okolja.
| Material |
ASTM Grade |
B16.5 Skupina |
Temperaturno območje |
Tipična uporaba |
| Ogljikovo jeklo |
A105 |
1.1 |
-29 °C do 425 °C |
Standardna nafta in plin, procesne cevi |
| Nizkotemperaturni CS |
A350 LF2 |
1.13 |
-46 °C do 343 °C |
LNG, kriogeno, hladno podnebje |
| 1¼Cr–½Mo |
A182 F11 |
2.1 |
-29 °C do 593 °C |
Rafinerija, proces pri povišani temperaturi |
| 2¼Cr–1Mo |
A182 F22 |
2.1 |
-29 °C do 593 °C |
Visokotemperaturni hidrokreking, reformatorji |
| 316 SS |
A182 F316 |
3.1 |
-196 °C do 538 °C |
Korozivna storitev, na morju |
| 316L SS |
A182 F316L |
3.2 |
-196 °C do 454 °C |
Kisla služba, kloridna okolja |
8. Zahteve glede vijakov in tesnil
ASME B16.5 določa velikost vijaka, dolžino in količino za vsak NPS in razred. Standardni materiali za vijake so čepi ASTM A193 B7 s težkimi šestrobimi maticami A194 2H — privzeto za večino prirobničnih spojev iz ogljikovega in legiranega jekla. Za delovanje pri nizkih temperaturah se uporablja vijak A320 L7 / A194 4. Za nerjaveče prirobnice so običajni vijaki A193 B8M / A194 8M (316 nerjavno).
Opomba o javnem naročilu – vrsta tesnila se mora ujemati s tipom površine in storitvijo Določanje razreda in materiala prirobnice je le polovica dela – izbira tesnila je prav tako kritična in jo je treba navesti v naročilnici. Spiralna navita tesnila (SWG) z notranjim obročem iz ogljikovega jekla ali nerjavečega jekla so standardna za RF prirobnice v naftnih in plinskih storitvah. Pločasta tesnila (stisnjena neazbestna vlakna, CNAF) se uporabljajo za nižjetlačne storitve in prirobnice s polno površino. Kovinska obročna tesnila RTJ so določena glede na številko obroča (npr. R-24 za NPS 4 razred 300) in material. Tesnilo, ki ni pravilno določeno za delovno temperaturo ali razred tlaka, je pogost vzrok za puščanje prirobnice.
9. ASME B16.5 proti ASME B16.47 — kateri standard velja?
| Standardna |
pokritosti NPS /enakovredna |
serija |
tipična aplikacija |
| ASME B16.5 |
NPS ½ – NPS 24 |
— |
Večina procesnih in cevovodnih prirobnic |
| ASME B16.47 serija A |
NPS 26 – NPS 60 |
Enakovredno MSS SP-44 |
Prirobnice za cevovode velikega premera (tip API) |
| ASME B16.47 serija B |
NPS 26 – NPS 60 |
Enakovredno API 605 |
Prirobnice procesnih cevovodov velikega premera |
Prirobnice serije A (ekvivalent MSS SP-44) so težje in dražje od serije B za isti NPS in razred, vendar se ujemajo s krogom vijakov prirobnic B16.5 na meji NPS 24 – kar pomeni, da bo prirobnica serije A NPS 26 privijačena neposredno na prirobnico B16.5 NPS 24 istega razreda. Prirobnice serije B nimajo te združljivosti. To je pomembno za projekte, kjer cev velikega premera prehaja v razdelke glave manjšega premera.
10. Pogosto zastavljena vprašanja
Kaj je ASME B16.5?
ASME B16.5 je ameriški standard za cevne prirobnice in priključke s prirobnicami od NPS ½ do NPS 24. Določa sedem tlačnih razredov (150 do 2500), ocene tlaka in temperature glede na skupino materialov, tipe površine prirobnic, dimenzije izvrtin, zahteve za vijake in oznake. To je najbolj razširjen standard za prirobnice v naftah, plinu, petrokemičnih in procesnih cevovodih po vsem svetu, navajajo pa ga vsi glavni kode projektiranja cevovodov, vključno z ASME B31.3 in B31.8.
Kakšni so tlačni razredi ASME B16.5?
ASME B16.5 opredeljuje sedem tlačnih razredov: 150, 300, 400, 600, 900, 1500 in 2500. Številka razreda neposredno ne navaja nazivnega tlaka — dejanski dovoljeni delovni tlak je odvisen tako od razreda kot od skupine materiala. Za standardno ogljikovo jeklo A105 pri 38 °C se vrednosti gibljejo od približno 19,6 bara (razred 150) do 425,5 bara (razred 2500). Ocene se z zvišanjem delovne temperature zmanjšujejo.
Kakšna je razlika med ploskvami prirobnic RF, FF in RTJ?
RF (dvignjena stran) je najpogostejši tip z majhnim okroglim dvignjenim kontaktnim območjem, ki koncentrira obremenitev vijaka na tesnilo. FF (Flat Face) nima dvignjenega območja in se uporablja pri povezovanju z litoželeznimi ali nekovinskimi prirobnicami. RTJ (obročasti spoj) ima strojno obdelan utor, ki sprejme kovinsko obročasto tesnilo, ki se uporablja za visokotlačne in kritične storitve. Prirobnic RF in FF nikoli ne smete priviti skupaj brez sprememb, saj boste s tem poškodovali ravno prirobnico manjše trdnosti.
Kakšna je razlika med ASME B16.5 in ASME B16.47?
ASME B16.5 pokriva NPS ½ do NPS 24. ASME B16.47 pokriva prirobnice velikega premera od NPS 26 do NPS 60, v dveh serijah: serija A (enakovredna MSS SP-44, težja, uporaba v cevovodih) in serija B (enakovredna API 605, lažja, uporaba v procesnih cevovodih). Mere in vzorci vijakov niso zamenljivi med B16.5 in B16.47, razen pri prehodu NPS 24/26 za prirobnice serije A, ki so zasnovane tako, da so združljive z vijaki z B16.5 na tej meji.
Kaj je ASTM A105 in kdaj se uporablja?
ASTM A105 je najpogostejši kovani material iz ogljikovega jekla za prirobnice ASME B16.5. Zagotavlja najmanjšo natezno trdnost 485 MPa in minimalno tečnost 250 MPa ter je primeren za uporabo od –29 °C do približno 425 °C. A105 spada v skupino materialov 1.1 v B16.5. Je privzeti material za prirobnico za večino aplikacij za nafto in plin ter procesne cevi pri zmerni temperaturi. Za nižje temperature se uporablja A350 LF2 (testiran na udarce). Za delovanje pri povišanih temperaturah so predpisani razredi legiranega jekla, kot sta A182 F11 ali F22.
Katere vrste prirobnic zajema ASME B16.5?
ASME B16.5 zajema privarjeni vrat (WN), nastavek (SO), navojni privar (SW), navoj (TH), slepi (BL), prekrivni spoj (LJ) in reducirne prirobnice. Varilni vrat je najmočnejši in najbolj razširjen za tlačne cevi. Slepe prirobnice se uporabljajo za zaključek ali zapiranje konca cevovoda. Socket Weld in Threaded se uporabljajo za povezave z majhnimi izvrtinami. Prirobnice Lap Joint se uporabljajo s čepi za aplikacije, ki zahtevajo pogosto razstavljanje, ali kjer vrtenje prirobnice pomaga pri poravnavi lukenj za vijake.
Izvor ASME B16.5 Prirobnice iz jeklene cevi ZC
ZC Steel Pipe izdeluje in izvaža prirobnice ASME B16.5 v vseh sedmih tlačnih razredih (150 do 2500) in vseh standardnih tipih — privarjeni vrat, natikači, slepi, navojni prirobnice, navojni in prekrivni spoji. Materiali vključujejo ASTM A105, A350 LF2, A182 F11/F22/F316L in duplex/super-duplex nerjavno jeklo. Na voljo so celotna dokumentacija MTC, inšpekcija tretjih oseb in dimenzije izvrtin po meri.
Dobavljamo prirobnice za naftovode in plinovode, rafinerije, petrokemične tovarne in projekte procesnih cevovodov v Afriki, na Bližnjem vzhodu in v Južni Ameriki.
mandy. w@zcsteelpipe.com
WhatsApp: +86-139-1579-1813
→ Zahtevajte ponudbo
