מבוא לאוגנים

אוגנים משמשים כאשר מפרק הצנרת צריך פירוק. אלה משמשים בעיקר בציוד, שסתומים והתמחויות. בצינורות מסוימים שבהם תחזוקה היא מאפיין קבוע, אוגני פריצה מסופקים במרווחי זמן מוגדרים. מפרק מאוגן מורכב משלושה מרכיבים נפרדים ובלתי תלויים אם כי קשורים זה בזה; האוגנים, האטמים והברגים. נדרשות בקרה מיוחדת בבחירה וביישום של כל האלמנטים הללו כדי להשיג חיבור עמיד בפני דליפות.

סיווג אוגנים נעשה במספר דרכים חלופיות כדלקמן;

מבוסס על חיבור צינור

ניתן לסווג אוגנים על סמך שיטת החיבור לצנרת כמפורט להלן;

החלקה על אוגן -

האוגנים מסוג Slip On מחוברים באמצעות שני ריתוך פילה, בתוך אוגן מחוצה לו. החוזק המחושב מאוגן Slip On בלחץ פנימי הוא בסדר גודל של שני שלישים מזה של אוגני צוואר ריתוך, ואורך החיים שלהם בעייפות הוא כשליש מזה של האחרונים. בדרך כלל, אוגנים אלה הם בעלי מבנה מזויף ומסופקים עם רכזת. לפעמים, אוגנים אלו מיוצרים מלוחות ואינם מסופקים עם הרכזת. החיסרון של האוגן הוא ששילוב של אוגן ומרפק או אוגן וטי אינו אפשרי מכיוון שלאביזרי שמות אין קצה ישר שהחליק לחלוטין בסליפ על אוגן.

אוגן ריתוך שקע -

אוגני ריתוך Socket מחוברים באמצעות ריתוך פילה אחד בלבד, רק מבחוץ, ואינם מומלצים עבור שירותים חמורים. אלה משמשים עבור קווים קטנים בלבד. החוזק הסטטי שלהם שווה לאוגני Slip On, אך חוזק העייפות שלהם גדול ב-50% מאשר אוגני Slip On מרותכים כפולים. יש לציין את עובי הצינור המחבר עבור סוג זה של אוגנים כדי להבטיח מימד קדח תקין. באוגן ריתוך שקעים, לפני הריתוך, יש ליצור מרווח בין אוגן או אביזר לצינור. ASME B31.1 הכנה למכלול ריתוך שקעים לריתוך (E) אומר:בהרכבת המפרק לפני הריתוך, הצינור או הצינור יוכנסו לשקע עד לעומק המרבי ולאחר מכן ייגררו כ-1/16 אינץ' (1.6 מ"מ) מהמגע בין קצה הצינור לכתף השקע.המטרה של מרווח התחתית ב- Socket Weld היא בדרך כלל להפחית את הלחץ השיורי בשורש הריתוך שעלול להתרחש במהלך התמצקות מתכת הריתוך. התמונה מראה לך את מדד X עבור פער ההתפשטות. החיסרון של אוגן ריתוך שקע הוא הפער הנכון, שיש לעשות. על ידי מוצרים קורוזיביים, ובעיקר במערכות צינורות נירוסטה, הסדק בין הצינור והאוגן עלול לגרום לבעיות קורוזיה. בתהליכים מסוימים גם האוגן הזה אסור.

אוגן מוברג -

האוגנים המוברגים או המושחלים משמשים בקווי צינור שבהם לא ניתן לבצע ריתוך. אוגן או אבזר עם הברגה אינם מתאימים למערכת צינורות בעובי דופן דק, מכיוון שלא ניתן לחתוך חוט על צינור. לפיכך, יש לבחור עובי דופן עבה יותר. ASME B31.3 Piping Guide אומר:
כאשר צינור פלדה מושחל ומשמש עבור שירות קיטור מעל 250 psi או עבור שירות מים מעל 100 psi עם טמפרטורות מים מעל 220 מעלות F, הצינור יהיה ללא תפר ובעל עובי שווה לפחות ללוח הזמנים 80 של ASME B36.10.ריתוך שקעים ואוגנים משורשרים אינם מומלצים עבור שירות מעל 250 מעלות ומתחת ל--45 C.

אוגן מפרק הברכיים -

אוגני מפרקי ה-Lap משמשים עם קצוות סתימות כאשר הצנרת היא מחומר יקר. לדוגמה, במערכת צינורות נירוסטה ניתן ליישם אוגן מפלדת פחמן, כי אוגן לא יבוא במגע עם המוצר בצינור. הקצוות ירוכמו בקת לצנרת והאוגנים נשמרים רופפים מעל זה. הרדיוס הפנימי של אוגנים אלה מושחז כדי לנקות את רדיוס קצה הקצה. אוגנים אלה כמעט זהים לאוגן Slip On, למעט רדיוס במפגש של פני האוגן והקדח כדי להכיל את החלק המאופגן של קצה ה-Stub. . יכולת החזקת הלחץ שלהם טובה מעט, אם בכלל, מזו של אוגני Slip On וחיי העייפות של המכלול הם רק עשירית מזה של אוגני ה-Weld Neck. לפיכך חיבורי אוגן זה מיושמים ביישומים בלחץ נמוך ולא קריטי.

אוגן צוואר ריתוך -

קל לזהות את אוגני הצוואר לריתוך כרכזת המחודדת הארוכה, שעוברת בהדרגה לעובי הדופן מצינור או אביזר. הרכזת המחודדת הארוכה מספקת חיזוק חשוב לשימוש במספר יישומים הכוללים לחץ גבוה, מתחת לאפס ו/או טמפרטורות גבוהות. המעבר החלק מעובי אוגן לעובי דופן צינור או אביזר המושפע מההתחדדות מועיל ביותר, בתנאים של כיפוף חוזר ונשנה, הנגרמת על ידי התרחבות קו או כוחות משתנים אחרים. אוגנים אלה משועממים כך שיתאימו לקוטר הפנימי של הצינור או האביזר המתואם. כך שלא תהיה הגבלה של זרימת המוצר. זה מונע מערבולות במפרק ומפחית שחיקה. הם גם מספקים חלוקת מתח מעולה דרך הרכזת המחודדת. אוגני הצוואר של Weld מחוברים על ידי ריתוך קת לצינורות. אלה משמשים בעיקר לשירותים קריטיים שבהם כל מפרקי הריתוך צריכים בדיקה רנטגנית. בזמן ציון אוגנים אלה, יש לציין גם את עובי קצה הריתוך יחד עם מפרט האוגן.

 

אוגן עיוור -

אוגנים עיוורים מיוצרים ללא קידוח ומשמשים להסרת קצוות של צנרת, שסתומים ופתחי מיכלי לחץ. מנקודת המבט של לחץ פנימי וטעינת בריח, אוגנים עיוורים, במיוחד בגדלים הגדולים יותר, הם סוגי האוגנים הלחוצים ביותר. עם זאת, רוב הלחצים הללו הם סוגי כיפוף ליד המרכז, ומכיוון שאין קוטר פנימי סטנדרטי, אוגנים אלו מתאימים ליישומי טמפרטורת לחץ גבוהים יותר.

אוגן צמצום -

האוגנים המפחיתים משמשים לחיבור בין גדלים גדולים לקטנים יותר ללא שימוש במפחית. במקרה של צמצום אוגנים, עובי האוגן צריך להיות של הקוטר הגבוה יותר. אוגנים אלה מגיעים בדרך כלל באוגני צוואר עיוורים, מחליקים, מושחלים וריתוכים. הם זמינים בכל מחלקות הלחץ ומהווים אלטרנטיבה טובה לחיבור שני גדלים שונים של צינור. אין להשתמש בסוג זה של אוגן אם מעבר פתאומי ייצור מערבולות לא רצויות, כמו למשל במשאבה.

אוגן אינטגרלי -

אוגנים אינטגרליים הם אלו שיוצקים יחד עם צוואר הזרבובית או דופן הכלי או הצינור, מרותכים אליו בקת או מחוברים באמצעות צורות אחרות של ריתוך קשת או גז מסוג כזה שהאוגן וצוואר הזרבובית או הכלי או הצינור קיר נחשב כמקביל למבנה אינטגרלי. בבנייה מרותכת, צוואר הזרבובית או דופן הכלי או הצינור נחשבים כרכזת. עובי של אוגנים יצוקים באופן אינטגרלי ומולחמים על אוגנים שונים בגדלים מסוימים.

מבוסס על פניה

ניתן לסווג את האוגנים גם על סמך החזיתות כדלקמן:

אוגן פנים מורם (RF) -

אוגן הפנים המוגבה הוא הסוג הנפוץ ביותר בשימוש ביישומי מפעלי תהליכים, וניתן לזהות אותו בקלות. זה מכונה פנים מוגבהים מכיוון שמשטחי האטם מורמים מעל פני מעגל ההברגה. סוג פנים זה מאפשר שימוש בשילוב רחב של עיצובי אטמים, לרבות סוגי יריעות טבעת שטוחות וחומרים מרוכבים מתכתיים כגון ספירלה וסוגי מעיל כפול. מטרתו של אוגן RF היא לרכז יותר לחץ על שטח אטם קטן יותר ובכך להגביר את יכולת בלימת הלחץ של המפרק. עבור אוגנים 150 # ו- 300 #, הפנים המוגבהות הוא של 1.6 מ"מ (1/16 אינץ') והוא כלול בעובי שצוין. לדירוג גבוה יותר, עובי האוגן אינו כולל את עובי הפנים המוגבהים. עובי הפנים המוגבה לדירוג גבוה יותר הוא 6.4 מ"מ (1/4 אינץ'). גימור הפנים האוגן הטיפוסי עבור אוגני ASME B16.5 RF הוא 125 עד 250µב-Ra (3 עד 6µמ רא).

אוגן פנים שטוח (FF) -

לאגן ה-Flat Face יש משטח אטם באותו מישור כמו פני מעגל ההברגה. יישומים המשתמשים באוגני פנים שטוחים הם לרוב אלה שבהם האוגן המשויך או אביזרי האוגן עשויים מיציקה. לעולם אין להבריג אוגני פנים שטוחים לאוגן פנים מוגבה. ASME B31.1 אומר שכאשר מחברים אוגני ברזל יצוק עם פנים שטוחים לאוגנים מפלדת פחמן, יש להסיר את הפנים המוגבהות על אוגן פלדת הפחמן, וכי נדרש אטם מלא. זה נועד לשמור על אוגן הברזל היצוק הדק והשביר שלא יזנק לתוך הרווח שנגרם על ידי הפנים המוגבהות של אוגן פלדת הפחמן.

מפרק סוג טבעת (RTJ) -

אוגני המפרקים מסוג הטבעת משמשים בדרך כלל בלחץ גבוה (דירוג מחלקה 600 ומעלה) ו/או שירותים בטמפרטורה גבוהה מעל 800 מעלות פרנהייט (427 מעלות). יש להם חריצים חתוכים בפניהם המושבים אטמי טבעת. האוגנים אוטמים כאשר ברגים מהודקים דוחסים את האטם בין האוגנים לתוך החריצים, מעוותים את האטם כדי ליצור מגע אינטימי בתוך החריצים, ויוצרים אטם מתכת למתכת. לאוגן RTJ עשוי להיות פנים מוגבהים עם חריץ טבעת מעובד בתוכו. פנים מורם זה אינו משמש כחלק מאמצעי האיטום. עבור אוגני RTJ האוטמים עם אטמי טבעת, הפנים המוגבהות של האוגנים המחוברים והמהודקים עשויים ליצור קשר זה עם זה. במקרה זה האטם הדחוס לא ישא עומס נוסף מעבר למתח הבורג, רטט ותנועה אינם יכולים לרסק עוד יותר את האטם ולהפחית את מתח החיבור.

אטמי טבעת מפרקים הם טבעות איטום מתכתיות, המתאימות ליישומים בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה. אטמי מפרקים מסוג טבעת מתוכננים לאטום על ידי "מגע קו ראשוני" או פעולת טריז בין אוגן ההזדווגות לאטם. על ידי הפעלת לחץ על ממשק האיטום באמצעות כוח בריח, המתכת ה"רכה" יותר של האטם זורמת למבנה המיקרו-דק של חומר האוגן הקשיח יותר, ויוצרת איטום הדוק ויעיל מאוד. הסוג המיושם ביותר הוא סגנוןRטבעת המיוצרת בהתאם ל-ASME B16.20 בשימוש עם אוגנים ASME B16.5, סוג 150 עד 2500. חיבורי טבעת מסוג "R" מיוצרים בתצורות אובליות ומתומנות כאחד.

לחתך המתומן יש יעילות איטום גבוהה יותר מאשר הסגלגל והוא יהיה האטם המועדף. משטחי האיטום על חריצי מפרק הטבעת חייבים להיות בגימור חלק עד 63 מיקרו אינץ' ולהיות נקיים מרכסים מעוררי התנגדות, כלים או סימני פטפוט. הם אוטמים על ידי מגע קו ראשוני או פעולת יתד בזמן הפעלת הכוחות הניתנים לדחיסה. קשיות הטבעת צריכה תמיד להיות פחותה מהקשיות של האוגנים.

למידע נוסף על אטמים, עיין ב: מבוא לאטמים.

לשון וחריץ (T/G)–

לפני אוגן אחד יש טבעת מוגבהת (לשון) המעובדת על פני האוגן, בעוד שלאוגן ההזדווגות יש שקע תואם (Groove) המעובד אל פניו. יש להתאים את פני הלשון והחריץ של אוגנים זה. ציפויי לשון וחריץ סטנדרטיים בסוגים גדולים וקטנים כאחד. הם שונים מזכר ונקבה בכך שהקטרים ​​הפנימיים של הלשון והחריץ אינם משתרעים לתוך בסיס האוגן, ובכך שומרים על האטם בקוטר הפנימי והחיצוני שלו. אלה נמצאים בדרך כלל על מכסי משאבות ומכסות שסתומים. לחיבורי לשון וחריץ יש יתרון גם בכך שהם מיישרים את עצמם ופועלים כמאגר עבור הדבק. מפרק הצעיף שומר על ציר ההעמסה בקנה אחד עם המפרק ואינו מצריך פעולת עיבוד גדולה.

זכר ונקבה (M/F)–

עם סוג זה יש גם להתאים את האוגנים. לפני אוגן אחד יש אזור המשתרע מעבר לפנים האוגן הרגיל (זכר). לאוגן השני או לאוגן ההזדווג יש שקע תואם (נקבה) במכונה לפנים. פני הנקבה בעומק של 3/16- אינץ', הפנים של הזכרים בגובה 1/4- אינץ', ושניהם בגימור חלק. הקוטר החיצוני של הפנים הנשי פועל לאיתור והשמירה של האטם. ציפויי זכר ונקבה מותאמים אישית נמצאים בדרך כלל על מעטפת מחליף החום כדי לתעל ולכסות אוגנים. הפנים הנשיות והפנים הגבריות בגימור חלק. הקוטר החיצוני של הפנים הנשי פועל לאיתור והשמירה של האטם.

משטחי אוגן כלליים כגון RTJ, T&G וה-F&M לעולם לא יהיו מוברגים יחד. הסיבה לכך היא שמשטחי המגע אינם תואמים ואין אטם שיש לו סוג אחד בצד אחד וסוג אחר בצד השני.

מבוסס על דירוג לחץ-טמפרטורה

האוגנים מסווגים גם לפי דירוג טמפרטורת הלחץ ב-ASME B 16.5 כמפורט להלן;

• 150#
• 300#
• 400#
• 600#
• 900#
• 1500#
• 2500#

טבלאות דירוג טמפרטורת לחץ, בתקן ASME B 16.5, מציינים את הלחץ של מד העבודה ללא הלם שאליו ניתן להכניס את האוגן בטמפרטורה מסוימת. אוגנים יכולים לעמוד בלחצים שונים בטמפרטורות שונות. ככל שהטמפרטורה עולה, דירוג הלחץ של האוגן יורד. דרגת הלחץ המצוינת של 150#, 300# וכו' הם הדירוגים הבסיסיים והאוגנים יכולים לעמוד בלחצים גבוהים יותר בטמפרטורות נמוכות יותר. ASME B 16.5 מציין את הלחצים המותרים לחומרי בנייה שונים ביחס לטמפרטורה. ASME B16.5 אינו ממליץ על שימוש באוגנים 150# מעל 400 מעלות פרנהייט (200 מעלות). דרגת הלחץ או הדירוג עבור אוגנים יינתן בפאונד. שמות שונים משמשים לציון מחלקת לחץ. לדוגמה: 150 ל"ב או 150 ל"ב או 150# או Class 150, כולם זהים.

מבוסס על גימור פנים

ישנם שני סוגים של גימורים המבוצעים על החזיתות.

סיום מלאי–

השימוש הנפוץ ביותר מכל גימור משטח אוגן, מכיוון שלמעשה, מתאים לכל תנאי השירות הרגילים. תחת דחיסה, הפנים הרכות של אטם ייטבעו בגימור זה, מה שעוזר ליצור איטום, ונוצר רמת חיכוך גבוהה בין משטחי ההזדווגות. הגימור עבור אוגנים אלה נוצר על ידי כלי בעל חרטום עגול ברדיוס של 1.6 מ"מ בקצב הזנה של 0.8 מ"מ לכל סיבוב של עד 12 אינץ'. עבור גדלים 14 אינץ' ומעלה, הגימור עשוי עם כלי בעל חרטום עגול בגודל 3.2 מ"מ בהזנה של 1.2 מ"מ לכל סיבוב.

אוגן בגימור חלק–

גימור זה אינו מציג סימני כלים הנראים לעין. גימורים אלה משמשים בדרך כלל עבור אטמים עם ציפוי מתכת כגון מעיל כפול, פלדה שטוחה ומתכת גלית. המשטחים החלקים מזדווגים כדי ליצור איטום ותלויים בשטיחות של הפנים הנגדיות כדי ליצור איטום. זה מושג בדרך כלל על ידי יצירת משטח המגע של האטם על ידי חריץ ספירלי רציף (נקרא לפעמים פונוגרפי) שנוצר על ידי כלי {0}}.8 מ"מ בעל חרטום עגול בקצב הזנה של {{5} }.3 מ"מ לכל סיבוב עם עומק של 0.05 מ"מ. זה יביא לחספוס בין Ra 3.2 ל-6.3 מיקרומטר (125 - 250 מיקרו אינץ').

גימור משונן–

זהו גם חריץ ספירלי רציף או פונוגרפי, אך הוא שונה מגימור המניות בכך שהחריץ נוצר בדרך כלל באמצעות כלי 90-deg שיוצר גיאומטריית "V" עם שינון בזווית של 45 מעלות. השיניים המסופקים על החזית יכולים להיות קונצנטריים או ספירליים (פונוגרפיים). משננים קונצנטריים מתעקשים על גימור הפנים כאשר לנוזל הנישא יש צפיפות נמוכה מאוד והוא יכול למצוא נתיב דליפה דרך החלל. השינון מצוין על ידי המספר, שהוא גובה החספוס הממוצע האריתמטי (AARH). זהו הממוצע האריתמטי של הערכים האבסולוטיים של סטיות גובה הפרופיל הנמדדות שנלקחו בתוך אורך הדגימה ונמדדו מקו המרכז הגרפי.

אוגני הגימור החלק מצוינים כאשר מצוינים אטמים מתכתיים וגימור משונן מסופק כאשר מסופק אטם לא מתכתי.

מבוסס על חומר בנייה

האוגנים מחושלים בדרך כלל למעט מקרים מעטים מאוד שבהם הם מיוצרים מלוחות. כאשר לוחות משמשים לייצור, הם צריכים להיות באיכות הניתנת לריתוך. ASME B16.5 מאפשר לייצר רק אוגנים מצמצמים ואוגנים עיוורים מלוח. חומרי הבנייה המשמשים בדרך כלל הם כדלקמן:

• ASTM A105 - פלדת פחמן מזויפת
• ASTM A181 - פלדת פחמן מזויפת למטרות כלליות
• ASTM A182 – מחושלת סגסוגת פלדה ונירוסטה
• ASTM A350 - פלדה מסגסוגת מזויפת לשירותי טמפרטורה נמוכה