การทำความเข้าใจอุปกรณ์ข้อศอกท่ออุตสาหกรรม: ประเภทการใช้งานและการจัดอันดับประสิทธิภาพ

อุปกรณ์ข้อศอกท่อมีบทบาทสำคัญในระบบท่ออุตสาหกรรมช่วยให้การเปลี่ยนแปลงทิศทางในการไหลของของไหลในขณะที่รักษาความสมบูรณ์ของระบบ บทความนี้ตรวจสอบอุปกรณ์ข้อศอกประเภทต่าง ๆ ที่ใช้ในระบบท่อเหล็กลักษณะการทำงานและข้อควรพิจารณาเฉพาะแอปพลิเคชันสำหรับวิศวกรท่อและผู้รับเหมา

พื้นฐานของท่อข้อศอก

อุปกรณ์ข้อศอกเป็นส่วนประกอบเฉพาะที่ออกแบบมาเพื่อสร้างการเปลี่ยนแปลงทิศทางในระบบท่อที่ขนส่งของเหลวก๊าซและสารละลาย ส่วนประกอบที่สำคัญเหล่านี้รักษาประสิทธิภาพการไหลในขณะที่รองรับข้อ จำกัด เชิงพื้นที่ในการติดตั้งอุตสาหกรรมตั้งแต่การแปรรูปน้ำมันและก๊าซไปจนถึงโรงงานบำบัดน้ำเสีย

ในระบบท่อเหล็กที่ระบุไว้อย่างเหมาะสมอุปกรณ์ข้อศอกให้แน่ใจว่ามีความน่าเชื่อถือของระบบในขณะที่ปฏิบัติตามข้อกำหนดความดันที่ระบุไว้ในมาตรฐานเช่น ASME B16.9 สำหรับอุปกรณ์ดัดที่ทำจากโรงงานและ API 5L สำหรับการใช้งานท่อสาย

การจำแนกตามมุมโค้งงอ

อุปกรณ์ข้อศอกถูกจัดหมวดหมู่เป็นหลักตามมุมโค้งของพวกเขาโดยแต่ละประเภทให้บริการข้อกำหนดการกำหนดเส้นทางเฉพาะ:

ข้อศอก 45 องศา

อุปกรณ์เหล่านี้สร้างการเปลี่ยนแปลงทิศทางปานกลางซึ่งใช้กันทั่วไปในแอปพลิเคชันที่จำเป็นต้องมีการเปลี่ยนแปลงอย่างค่อยเป็นค่อยไปเพื่อลดความดันลดลงและความปั่นป่วนของเหลว ข้อศอก 45 องศาถูกนำไปใช้บ่อยในแอพพลิเคชั่น OCTG (สินค้าในประเทศน้ำมัน) ที่ประสิทธิภาพการไหลมีความสำคัญ

ข้อศอก 90 องศา

ประเภทข้อศอกที่ระบุมากที่สุดอุปกรณ์ 90 องศาสร้างการเลี้ยวมุมขวาในระบบท่อ สิ่งเหล่านี้ผลิตขึ้นตามมาตรฐาน ASTM A234 สำหรับการใช้งานเหล็กกล้าคาร์บอนและมีให้เลือกทั้งในระยะยาวและระยะสั้นของ Radius โดยมีเวอร์ชันเรดิเออร์ยาวที่ต้องการสำหรับแอพพลิเคชั่นการไหลของแรงดันสูงหรือความเร็วสูง

ข้อศอก 180 องศา (กลับโค้ง)

อุปกรณ์พิเศษเหล่านี้สร้างการพลิกกลับทิศทางที่สมบูรณ์ซึ่งใช้กันทั่วไปในเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนระบบหม้อไอน้ำและแอพพลิเคชั่นระบายความร้อน โดยทั่วไปแล้วการส่งคืนจะถูกผลิตขึ้นเพื่อตอบสนองความต้องการของวัสดุ ASTM A106 เมื่อใช้ในบริการอุณหภูมิสูง

การจำแนกตามวิธีการเชื่อมต่อ

อุปกรณ์ข้อศอกใช้เทคโนโลยีการเชื่อมต่อที่หลากหลายแต่ละข้อเสนอข้อได้เปรียบเฉพาะสำหรับสภาพแวดล้อมการทำงานที่แตกต่างกัน:

อุปกรณ์เชื่อมข้อศอก

• คะแนนความดัน:  สูงถึง 32.0 MPa (320 บาร์)

• แอปพลิเคชันที่ดีที่สุด:  ระบบท่อถาวรแรงดันสูง

• การปฏิบัติตามมาตรฐาน:  MSS SP-75 สำหรับแอปพลิเคชันแรงดันสูง

• วัสดุ:  เหล็กกล้าคาร์บอน (ASTM A234), สแตนเลส (ASTM A403), เหล็กอัลลอยด์

การเชื่อมต่อแบบเชื่อมให้ความสมบูรณ์ร่วมกันสูงสุดและจำเป็นสำหรับแอพพลิเคชั่นบริการที่สำคัญเช่นสภาพแวดล้อมการบริการ Sour (สอดคล้องกับ NACE MR0175) และการติดตั้งนอกชายฝั่ง (การประชุมตามข้อกำหนด DNV-OS-F101)

อุปกรณ์ข้อศอกเกลียว

• คะแนนความดัน:  ต่ำกว่า 16 บาร์ (1.6 MPa)

• แอปพลิเคชันที่ดีที่สุด:  ท่อส่งก๊าซที่ต้องการการบำรุงรักษาเป็นระยะ

• มาตรฐานด้าย:  NPT (National Pipe Thread) สำหรับแอปพลิเคชันก๊าซ

• วัสดุ:  เหล็กกล้าคาร์บอน, เหล็กอ่อน, สแตนเลส

การเชื่อมต่อแบบเกลียวช่วยให้การถอดประกอบสำหรับการบำรุงรักษา แต่ให้คะแนนความดันต่ำกว่าระบบเชื่อม อุปกรณ์เหล่านี้จะต้องสอดคล้องกับ ASME B1.20.1 สำหรับการมีส่วนร่วมของเธรดและประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เหมาะสม

อุปกรณ์ข้อศอก

• คะแนนความดัน:  ANSI Class 150-900 (20 บาร์ถึง 153 บาร์)

• แอปพลิเคชันที่ดีที่สุด:  ระบบที่ต้องถอดประกอบบ่อยๆ

• มาตรฐานหน้าแปลน:  ASME B16.5, ASME B16.47

• ส่วนประกอบที่จำเป็น:  ปะเก็นที่เหมาะสมสำหรับเงื่อนไขการบริการ

การเชื่อมต่อแบบแปลนให้ความสะดวกสบายของการประกอบ/ถอดประกอบโดยไม่ต้องตัดหรือเชื่อมทำให้เหมาะสำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์และการใช้งานที่ใช้การบำรุงรักษามาก การเลือกปะเก็นที่เหมาะสมเป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสมบูรณ์ของระบบ

การพิจารณาวัสดุสำหรับอุปกรณ์ข้อศอก

อุปกรณ์ข้อศอกผลิตจากวัสดุต่าง ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการการปฏิบัติงานเฉพาะ:

• เหล็กกล้าคาร์บอน:  คุ้มค่าสำหรับเงื่อนไขการบริการทั่วไป (สอดคล้องกับ ASTM A234 WPB)

• สแตนเลส:  ความต้านทานการกัดกร่อนสำหรับการประมวลผลทางเคมี (สอดคล้องกับ ASTM A403)

• เหล็กกล้าคาร์บอนอุณหภูมิต่ำ:  แอปพลิเคชันแช่แข็ง (สอดคล้องกับ ASTM A420 WPL6)

• โลหะผสม Chrome-Moly:  บริการอุณหภูมิสูง (สอดคล้องกับ ASTM A234 WP11, WP22)

วิธีการผลิตและการพิจารณาคุณภาพ

อุปกรณ์ข้อศอกถูกผลิตผ่านกระบวนการผลิตหลายกระบวนการแต่ละอันมีผลต่อคุณสมบัติประสิทธิภาพขั้นสุดท้าย:

• อุปกรณ์ไร้รอยต่อ:  เกิดจากท่อไร้รอยต่อหรือปลอมแปลงและกลึงเพื่อความแข็งแรงสูงสุด

• อุปกรณ์เชื่อม:  ประดิษฐ์จากแผ่นหรือท่อที่มีการตรวจสอบคุณภาพการเชื่อมที่เหมาะสม

• อุปกรณ์ที่มีรูปแบบร้อน:  โครงสร้างเมล็ดข้าวที่เหนือกว่าและการกระจายความเครียด

• อุปกรณ์ที่เกิดขึ้นเย็น:  การควบคุมมิติที่แม่นยำ แต่อาจต้องบรรเทาความเครียด

การประกันคุณภาพสำหรับอุปกรณ์ข้อศอกมักจะรวมถึงการทดสอบไฮโดรสแตติกการตรวจสอบรังสีของรอยเชื่อมและการรับรองวัสดุตามมาตรฐาน EN 10204 หรือ ASTM

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้งและการบำรุงรักษา

แนวทางปฏิบัติในการติดตั้งที่เหมาะสมเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับประสิทธิภาพการติดตั้งข้อศอก:

• รักษาการจัดตำแหน่งที่เหมาะสมเพื่อป้องกันความเข้มข้นของความเครียดมากเกินไป

• พิจารณาผลการขยายตัวทางความร้อนโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง

• ให้การสนับสนุนที่เพียงพอเพื่อป้องกันความหย่อนคล้อยและความเครียดที่เกิดขึ้น

• ติดตามข้อกำหนดแรงบิดของผู้ผลิตสำหรับการเชื่อมต่อแบบเกลียวและหน้าแปลน

• ใช้ช่างเชื่อมที่ผ่านการรับรองและขั้นตอนที่เหมาะสมสำหรับการเชื่อมต่อรอยเชื่อม

บทสรุป

อุปกรณ์ข้อศอกเป็นส่วนประกอบที่สำคัญในระบบท่ออุตสาหกรรม การเลือกประเภทที่เหมาะสมวัสดุและวิธีการเชื่อมต่อจะต้องพิจารณาความดันในการทำงานอุณหภูมิลักษณะของของเหลวและข้อกำหนดการบำรุงรักษา ด้วยการทำความเข้าใจลักษณะประสิทธิภาพของการกำหนดค่าข้อศอกที่แตกต่างกันวิศวกรสามารถมั่นใจได้ว่าระบบความน่าเชื่อถือของระบบในขณะที่ปฏิบัติตามมาตรฐานอุตสาหกรรมและข้อกำหนดที่เกี่ยวข้อง

สำหรับการใช้งานแรงดันสูงเช่นที่พบในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซอุปกรณ์เชื่อมที่สอดคล้องกับข้อกำหนด API มักจะให้ประสิทธิภาพสูงสุด สำหรับระบบที่ต้องการการเข้าถึงการบำรุงรักษาบ่อยครั้งการเชื่อมต่อหน้าแปลนหรือเกลียวที่ได้รับการจัดอันดับอย่างเหมาะสมนั้นมีข้อได้เปรียบในทางปฏิบัติในขณะที่ยังคงปฏิบัติตามข้อกำหนดการปฏิบัติงาน