وجوه شفة

ما هو وجه شفة؟

يتم استخدام أنواع مختلفة من وجوه الحافة كأسطح تلامس لتثبيت مادة حشية الختم. يحدد ASME B16.5 وB16.47 أنواعًا مختلفة من واجهات الحواف، بما في ذلك الوجه المرتفع والواجهات الكبيرة للذكور والإناث التي لها أبعاد متماثلة لتوفير منطقة اتصال كبيرة نسبيًا.

تشتمل واجهات الفلنجة الأخرى التي تغطيها هذه المعايير على واجهات اللسان والأخدود الكبيرة والصغيرة، ومفاصل الحلقة المخصصة خصيصًا للحشيات المعدنية من نوع المفصل الحلقي.

الوجه المرتفع (RF)

شفة الوجه المرتفعة هي النوع الأكثر شيوعًا المستخدم في تطبيقات محطات المعالجة، ويمكن التعرف عليها بسهولة. ويشار إليه بالوجه المرتفع لأن أسطح الحشية مرتفعة فوق وجه دائرة التثبيت. يسمح هذا النوع من الوجه باستخدام مجموعة واسعة من تصميمات الحشيات، بما في ذلك أنواع الصفائح ذات الحلقات المسطحة والمركبات المعدنية مثل الجرح الحلزوني والأنواع ذات الغلاف المزدوج.

الغرض من شفة التردد اللاسلكي هو تركيز المزيد من الضغط على منطقة حشية أصغر وبالتالي زيادة قدرة المفصل على احتواء الضغط. القطر والارتفاع محددان حسب ASME B16.5، حسب فئة الضغط والقطر. يحدد تصنيف ضغط الحافة ارتفاع الوجه المرتفع.

تشطيب وجه الحافة النموذجي لفلنجات ASME B16.5 RF يتراوح من 125 إلى 250 ميكرون Ra (3 إلى 6 ميكرومتر Ra).

ارتفاع الوجه المرتفع

بالنسبة لمقاييس الارتفاع H وB لجميع أبعاد الفلنجات الموصوفة على هذا الموقع، باستثناء فلنجة اللفة المشتركة، من المهم فهم وتذكر ما يلي:

في فئتي الضغط 150 و300، يبلغ ارتفاع الوجه المرتفع حوالي 1.6 مم (1/16 بوصة). في هاتين الفئتين من الضغط، يُظهر جميع موردي الفلنجات تقريبًا في الكتالوج أو الكتيب الخاص بهم أبعاد H وB بما في ذلك ارتفاع الوجه المرتفع. ((الشكل 1))

في فئات الضغط 400، 600، 900، 1500 و2500، يبلغ ارتفاع الوجه المرتفع حوالي 6.4 مم (1/4 بوصة). في فئات الضغط هذه، يُظهر معظم الموردين أبعاد H وB باستثناء ارتفاع الوجه المرتفع. (الشكل 2)

وجه مسطح (FF)

تحتوي شفة الوجه المسطحة على سطح حشية في نفس مستوى وجه دائرة التثبيت. التطبيقات التي تستخدم الشفاه ذات الوجه المسطح هي في كثير من الأحيان تلك التي يتم فيها تصنيع شفة التزاوج أو تركيب الحواف من الصب.

لا ينبغي أبدًا تثبيت الشفاه المسطحة على حافة الوجه المرتفعة. تنص ASME B31.1 على أنه عند توصيل حواف الحديد الزهر ذات الوجه المسطح بالفلنجات المصنوعة من الفولاذ الكربوني، يجب إزالة الوجه المرتفع على شفة الفولاذ الكربوني، كما يلزم وجود حشية كاملة الوجه. يهدف هذا إلى منع شفة الحديد الزهر الرقيقة من الانتشار في الفجوة الناتجة عن الوجه المرتفع لشفة الفولاذ الكربوني.

وصلة من النوع الدائري (RTJ)

تُستخدم الفلنجات المفصلية من النوع الدائري عادةً في الضغط العالي (الفئة 600 والتصنيف الأعلى) و/أو خدمات درجات الحرارة المرتفعة التي تزيد عن 800 درجة فهرنهايت (427 درجة مئوية). لديهم أخاديد مقطوعة في وجوههم والتي تحتوي على حلقات فولاذية. يتم إغلاق الحواف عندما تقوم البراغي المشدودة بضغط الحشية بين الشفاه في الأخاديد، مما يؤدي إلى تشويه (أو سك) الحشية لإجراء اتصال حميم داخل الأخاديد، مما يؤدي إلى إنشاء ختم من المعدن إلى المعدن.

قد يكون لشفة RTJ وجه مرتفع مع أخدود حلقي يتم تشكيله بداخلها. هذا الوجه المرتفع لا يعمل كأي جزء من وسائل الختم. بالنسبة لفلنجات RTJ التي تُغلق بحشيات حلقية، فإن الوجوه المرتفعة للفلنجات المتصلة والمشددة قد تتصل ببعضها البعض. في هذه الحالة، لن تتحمل الحشية المضغوطة حملًا إضافيًا يتجاوز شد البرغي، ولا يمكن للاهتزاز والحركة أن تزيد من سحق الحشية وتقليل شد التوصيل.

جوانات مشتركة من النوع الدائري

الحشيات المفصلية من النوع الحلقي عبارة عن حلقات إغلاق معدنية، مناسبة لتطبيقات الضغط العالي ودرجات الحرارة العالية. يتم تطبيقها دائمًا على فلنجات خاصة مصاحبة تضمن إحكامًا جيدًا وموثوقًا مع الاختيار الصحيح للملفات والمواد.

تم تصميم جوانات المفصل من النوع الحلقي للإغلاق عن طريق "الاتصال الخطي الأولي" أو إجراء الإسفين بين شفة التزاوج والحشية. من خلال الضغط على واجهة الختم من خلال قوة الترباس، يتدفق المعدن "الأكثر ليونة" للحشية إلى الهيكل الدقيق لمادة الحافة الصلبة، ويخلق ختمًا محكمًا وفعالًا للغاية.

النوع الأكثر تطبيقًا هو الأسلوبRالحلقة التي تم تصنيعها وفقًا لمعايير ASME B16.20 المستخدمة مع فلنجات ASME B16.5، الفئة 150 إلى 2500. يتم تصنيع الوصلات الحلقية من النوع "R" في كل من التكوينات البيضاوية والمثمنة.

المثمنةتتمتع الحلقة بكفاءة إغلاق أعلى من الحلقة البيضاوية وستكون الحشية المفضلة. ومع ذلك، يمكن استخدام المقطع العرضي البيضاوي فقط في الأخدود السفلي الدائري من النوع القديم. سيقبل تصميم الأخدود السفلي المسطح الأحدث إما المقطع العرضي البيضاوي أو المثمن.

تم تصميم الوصلات من النوع الحلقي Style R لإغلاق الضغط حتى 6250 رطل لكل بوصة مربعة وفقًا لتصنيفات الضغط ASME B16.5 وما يصل إلى 5000 رطل لكل بوصة مربعة.

R البيضاوي

R مثمنة

RX

BX

الRXالنوع مناسب لضغوط تصل إلى 700 بار. إن RTJ قادر على إغلاق نفسه. تقوم أسطح الختم الخارجية بإجراء أول اتصال مع الشفاه. يؤدي ارتفاع ضغط النظام إلى ارتفاع الضغط السطحي. النوع RX قابل للتبديل مع موديلات R القياسية.

الBXالنوع مناسب لضغوط عالية جدًا تصل إلى 1500 بار. هذه الوصلة الحلقية غير قابلة للتبديل مع الأنواع الأخرى، وهي مناسبة فقط للفلنجات والأخاديد من نوع API BX.

يجب أن يتم تشطيب الأسطح المانعة للتسرب الموجودة في أخاديد المفصل الحلقي بسلاسة حتى 63 ميكروبوصة وأن تكون خالية من الحواف أو علامات الأدوات أو الثرثرة غير المرغوب فيها. يتم إغلاقها عن طريق اتصال خط أولي أو إجراء إسفين أثناء تطبيق قوى الضغط. يجب أن تكون صلابة الحلقة دائمًا أقل من صلابة الشفاه.

اختيار المواد

يوضح الجدول أدناه المواد الأكثر استخدامًا للمفاصل من النوع الحلقي.

اللسان والأخدود (T&G)

يجب أن تكون وجوه اللسان والأخدود لهذه الشفاه متطابقة. يحتوي وجه الحافة الواحدة على حلقة مرتفعة (لسان) تم تشكيلها على وجه الحافة بينما تحتوي شفة التزاوج على انخفاض مطابق (أخدود) تم تشكيله في وجهها.

يتم توحيد واجهات اللسان والأخدود في كل من الأنواع الكبيرة والصغيرة. وهي تختلف عن الذكور والإناث في أن الأقطار الداخلية للسان والأخدود لا تمتد إلى قاعدة الحافة، وبالتالي تحافظ على الحشية على قطرها الداخلي والخارجي. توجد هذه العناصر بشكل شائع على أغطية المضخات وأغطية الصمامات.

تتميز مفاصل اللسان والأخدود أيضًا بميزة أنها ذاتية المحاذاة وتعمل كخزان للمادة اللاصقة. تحافظ وصلة الوشاح على محور التحميل متماشيا مع المفصل ولا تتطلب عملية تصنيع كبيرة.

لا يجوز أبدًا ربط وجوه الحافة العامة مثل RTJ وTandG وFandM معًا. والسبب في ذلك هو عدم تطابق أسطح التلامس وعدم وجود حشية لها نوع واحد في جانب ونوع آخر في الجانب الآخر.

ذكر وأنثى (M&F)

مع هذا النوع، يجب أيضًا مطابقة الشفاه. يحتوي وجه الحافة الواحدة على مساحة تمتد إلى ما هو أبعد من وجه الحافة الطبيعي (ذكر). تحتوي الحافة الأخرى أو شفة التزاوج على انخفاض مطابق (أنثى) يتم تشكيله في وجهها.

يبلغ عمق الوجه الأنثوي 3/16 بوصة، ويبلغ ارتفاع الوجه الذكر 1/4 بوصة، وكلاهما ذو لمسة نهائية ناعمة. يعمل القطر الخارجي للوجه الأنثوي على تحديد مكان الحشية والاحتفاظ بها. من حيث المبدأ، يتوفر إصداران؛ فلنجات M&F الصغيرة وفلنجات M&F الكبيرة. توجد عادةً واجهات مخصصة للذكور والإناث على غلاف المبادل الحراري لتوجيه الشفاه وتغطيتها.

مزايا وعيوب وجوه شفة T&G وM&F

المزايا
خصائص ختم أفضل، وموقع أكثر دقة وضغط دقيق لمواد الختم، واستخدام مواد مانعة للتسرب ومخصصة أكثر ملاءمة (حلقات O).

العيوب
التوفر التجاري والتكلفة. يعد الوجه المرتفع العادي أكثر شيوعًا ومتوفرًا فيما يتعلق بالصمامات والفلنجات ومواد الختم. هناك تعقيد آخر وهو أنه يجب تطبيق بعض القواعد الصارمة على تصميم الأنابيب. هل تطلب أن تكون الصمامات أنثوية من كلا الجانبين، أو ربما من جانب واحد، وفي هذه الحالة هل تشير جميع الأطراف الذكورية في اتجاه التدفق، أم ماذا. وينطبق الشيء نفسه على أي وصلة ذات حواف مشتركة / سفينة بالطبع.