מה הם אוגנים?

● מבוא לאוגנים

אוגן צינור מחבר בין צנרת ורכיבים במערכת צנרת באמצעות חיבורים מוברגים ואטמים. האוגנים הנפוצים ביותר הם אוגן צוואר ריתוך, אוגן החלקה, אוגן עיוור, אוגן ריתוך שקעים, אוגן מושחל ואוגן מפרק ברכיים (RTJ Flange). סוג זה של חיבור באוגן צינור מאפשר פירוק והפרדה קלות לתיקון ותחזוקה שוטפת. המפרט הנפוץ ביותר עבור פלדת פחמן ואוגן פלדת אל חלד הוא ANSI B16.5 / ASME B16.5.

אוגני מתכת משמשים בדרך כלל ליישומים תעשייתיים, מסחריים ומוסדיים. אוגני צינור פלדה זמינים במגוון סגנונות ושיעורי לחץ. אוגני מתכת מסווגים בין 150 ל-2500 # דירוג. בנוסף לציון דרגת הלחץ, אוגנים מסוימים כגון אוגן צוואר ריתוך ואוגן ריתוך שקעים דורשים גם ציון לוח הזמנים של הצינור. זה מבטיח שקדח הצינור יתאים לקדח של צוואר הריתוך או אוגן ריתוך השקע.

SSM מציעה מגוון רחב של אוגני צינור מפלדת פחמן, נירוסטה וסגסוגת ניקל. אנו יכולים גם לספק אוגנים מיוחדים כגון אוגן צוואר ריתוך ארוך, בקשת חומר מיוחד ואוגני צינור בעלי תפוקה גבוהה.

סיווג אוגנים נעשה במספר דרכים חלופיות כדלקמן;

● מבוסס על חיבור צינור

ניתן לסווג אוגנים על סמך שיטת החיבור לצנרת כמפורט להלן;

● אוגן צוואר ריתוך

אוגן צוואר ריתוך (נקרא גם 'אוגן צוואר ריתוך') מוכר היטב בזכות הרכזת המחודדת הארוכה שלו, המספקת חוזק מכני (שימושי כדי להתנגד ל"התפלשות" ו"השתחוות"). אוגני צוואר ריתוך הם אוגנים בעלי שלמות גבוהה וזמינים בכל הגדלים, בכל סוגי הפנים הנפוצים (שטוחים, מוגבהים, RTJ), ובכל המחלקות. בשל חוזק הרכזת ושלמות הריתוך, סוג זה של אוגן מתאים היטב ליישומי טמפרטורה ולחץ גבוהים.

● אוגנים להחליק

לאוגנים להחליק, הידועים גם בשם 'אוגנים רכזים', יש רכזת בעלת פרופיל נמוך מאוד. סוג זה של אוגן מחובר בדרך כלל לצינור באמצעות ריתוך פילה אחד או שניים (אחד מחוץ לאגן ואחד בתוך האוגן), עם זאת ניתן להשתמש רק בריתוך בודד. אוגנים להחליק מיוצרים בגדלים רבים ומועדפים ליישומי לחץ נמוך יותר (מחלקה ASME פחות או שווה ל-600). גודל הקדח של אוגן החלקה (קוטר פנימי) גדול מזה של הצינור המחבר, מה שמאפשר לו להחליק/להחליק על הצינור (להחליק על הצינור). אין ריתוך חדירה מלא בין הצינור לאוגן, ולכן ישנן מגבלות לשימוש בו בשל שלמות ריתוך נמוכה יותר.

● אוגני ריתוך שקעים

לאוגני ריתוך שקעים יש שקע שבו מוחדר צינור; הצינור מאובטח באמצעות ריתוך פילה אחד הממוקם בחלק החיצוני של רכזת האוגן. חסרון משמעותי בסוג זה של אוגן הוא שהוא אינו נחשב למפרק בעל שלמות גבוהה מכיוון שקשה להוכיח את הריתוך; לפיכך אוגני ריתוך שקעים מתאימים רק לדרגות נמוכות עד בינוניות (פחות או שווה ל-ASME 600). בשל תקינותם הנמוכה יותר וחוסר התאמה לשימוש בלחצים גבוהים יותר, לאוגני ריתוך שקעים יש כמעט תמיד פנים שטוחים או מוגבהים. אוגני ריתוך שקעים מיועדים לגדלים קטנים של צינורות נומינליים (פחות מ-4 אינץ' או שווה ל-4 אינץ', פחות מ-10 ס"מ או שווה ל-10 ס"מ) והם נפוצים עבור צינורות בגודל ½ עד 2- אינץ' (גדלי צינורות של 1.3 עד 5 ס"מ). החוזק המכני של אוגן ריתוך שקעים דומה לזה של אוגן החלקה, אך האוגן המחליק עשוי להשתמש בשני ריתוכים.

● אוגן עם הברגה

עיצוב האוגן המוברג (נקרא גם 'אוגן מוברג') משתמש בהברגה כדי לחבר את האוגן לצינור. חוט זכר נחתך על קצה צינור בעוד חוט נקבה נחתך לתוך הקדח של האוגן; לאחר מכן מוברג הצינור הזכרי עם הברגה לאוגן הנקבה.

למרות שעיצוב אוגן הברגה זמין בגדלים רבים ובדירוגי לחץ, הוא משמש בעיקר עבור מערכות צנרת בגדלים קטנים כלומר פחות או שווה ל-4 אינץ'. השימוש בו מוגבל בדרך כלל למערכות לא רעילות, מערכות לחץ נמוך ומערכות טמפרטורה נמוכה. אוגנים עם הברגה בגודל ½ אינץ' עד 2- אינץ' נפוצים הרבה יותר מגדלים של 2 אינץ' ומעלה. בשל יישומי הלחץ הנמוך יותר שלהם, אוגנים עם הברגה משתמשים בפנים שטוחים ומוגבהים בלבד. הם אינם מתאימים ליישומים בטמפרטורה גבוהה מכיוון שגיאומטריית החוט תעוות, מה שמוביל לעתים קרובות לדליפה.

● אוגן עיוור

אוגן עיוור (נקרא גם 'אוגן לוחית סגירה') מותקן בקצה מערכת צנרת כדי לסיים צינור. אין לו חור מרכזי (קדח), כך שאין זרימה דרך האוגן. ניתן להשתמש באוגן עיוור לבידוד צינור, שסתום או מיכל לחץ. סוג זה של אוגן זמין בכל הגדלים והמחלקות, ועשוי להשתמש בחזית מפרקים שטוחה, מוגבהת או טבעת.

אוגן עיוור יכול להחליף מכסה ריתוך קת במקרה שנדרשת הארכה של קו הצנרת, או במקרה שנדרשת בדיקת צנרת (הסר את האוגן העיוור כדי לגשת אל פנים הצינור). סוג זה של אוגן יכול לשמש גם כנקודת גישה למוט במערכות ניקוז. בהתאם ליישום, ניתן לקדוח אוגן עיוור ולהשתמש בו כאוגן החלקה, או להקיש ולהשתמש בו כאוגן מושחל.

● אוגן מפרק הברכיים (LJF)

אוגן מפרק הירכיים (LJF) הוא מכלול של שני אלמנטים הכוללים קצה בדל ואוגן טבעת מפרק חיוך (נקרא גם 'אוגן מפרק חיק'). כדי להיות נכון מבחינה טכנית, קצה הדק אינו חלק מאוגן מפרק הירכיים. עם זאת, אוגן מפרק הירכיים משמש תמיד בשילוב עם קצה בדל, כך ששני החלקים מכונים לעתים קרובות ביחד כ"אוגן מפרק הירכיים". בשל העיצוב שלהם, לאוגנים של מפרקי הברכיים תמיד יש פנים שטוחים עם משטח חלק. אבל, בשילוב עם קצה הבדל, פנים האיטום המתקבל מורם. זה מתרחש מכיוון שפני האיטום של קצה הקצה נמצאים מעל מישור ההברגה של האוגן. לאוגן מפרק הברכיים אין פנים איטום, רק לקצה הקצה יש את פני האיטום. פני האיטום של קצה בדל עשויים להיות חלקים, משוננים או מחורצים כדי לאפשר חיבור מסוג טבעת.

כדי להרכיב אוגן של טבעת מפרק חיק וקצה קצה, על קצה הקצה להחליק לתוך הקדח של טבעת האוגן ולאחר מכן להיות מרותך לצינור. צד אחד של קצה הגד יוצר את פני האיטום, בעוד הצד הנגדי/אחורי של קצה הגדם לוחץ על טבעת האוגן של מפרק הברכיים (כאשר האוגן מורכב). טבעת האוגן של מפרק הברכיים חופשית להסתובב לאחר ריתוך קצה הדק לצינור, זאת משום שהיא אינה מחוברת פיזית לקצה הדק. לאחר הרכבת מפרק האוגן, טבעת מפרק הברכיים אינה חופשית עוד להסתובב.

סוגי אוגן נוספים שמהנדסים רבים יתקלו בהם הם הזכר והנקבה, וסוגי הלשון והחריץ. סוגים פחות נפוצים כוללים את עיצובי הפתח, המרחיב, הצוואר הריתוך והארוך של אוגן הצוואר.

קצוות אוגן עשויים להיות מוברגים, מרותכים או מרותכים (מגע מתכת למתכת) לצנרת הקשורה אליהם.

סקירה כללית של סוגי אוגנים

כמה מידע חשוב הנוגע לסוגי אוגנים נאסף בטבלה שלהלן. למרות שתקני ASME מצוינים בטבלה, קיימים תקנים בינלאומיים ולאומיים חלופיים (DIN, EN וכו'). עם זאת, ASME הוא ארגון תקני הצנרת המקובל ביותר, ומסיבה זו צוטטו הסטנדרטים שלו.

בטבלה למטה, העמודה 'פנים' מציינת את פני האיטום הרגילים שנבחרו לפי סוג אוגן. עם זאת, ייתכנו חריגים לכלל בהתאם לסוג האוגן. יש להתייחס לטבלה כאל טבלת סקירה כללית, בעוד שיש לחפש מידע ספציפי בתקנים הרלוונטיים.

● מבוסס על פניה

ישנם שלושה סוגים נפוצים של פנים אוגן, המפרק הפשוט/שטוח, המוגבה וסוג הטבעת (RTJ). קיימים סוגים אחרים של פני אוגן, בעיקר עיצובי הלשון והחריץ (T&G), מפרק הברכיים וזכר ונקבה (M&F), אך אלה פחות פופולריים. תקני צנרת מגדירים את הגיאומטריה המדויקת, הממדים, החומר וגימור פני השטח של פני אוגן.

ניתן לסווג את האוגנים גם על סמך החזיתות כדלקמן:

● אוגן פנים מורם (RF)

לאוגן פנים מוגבה (RF) יש פנים איטום בצורת עיגול הבולטות ממישור מעגל ההברגה של האוגן. אוגני פנים מוגבהים זמינים בכל דרגות הלחץ, וכך למגוון רחב של דירוגי לחץ וטמפרטורה. אוגני RF הם הסוג הנפוץ ביותר של אוגן בשימוש בתעשיות הנפט והגז וההנדסה הכימית.

אוגני RF משתמשים במשטחי איטום משוננים עם אטמים לא מתכתיים או חצי מתכתיים. פני האיטום של אוגן RF הם מהקוטר הפנימי של האוגן ועד לקוטר החיצוני של הפנים המוגבה. אטם טיפוסי עבור אוגני RF יהיה אטם מורכב מפלדת גרפיט עם דירוג טמפרטורה של עד 400⁰C (750⁰F) ודירוג לחץ של עד 250 בר (3,625 psi).

גובה הפנים המוגבה מעל מישור הפנים ההברגה מוכתב על ידי המעמד של האוגן והתקן ממנו הוא נלקח. עבור תקן ASME B16.5, אוגני פלדה במחלקות 150 ו-300 בעלי גובה פנים מוגבה של 1/16 אינץ' (1.6 מ"מ); אוגני פלדה העולים על מחלקה 300 משתמשים בפנים מוגבהים של 1/4 אינץ' (6.4 מ"מ). בעולם אידיאלי, גובה הפנים המורם יגדל ככל שהמעמד גדל, אבל זה לא קורה ברוב הסטנדרטים; אולם זו הכללה הגיונית.

●אוגן פנים שטוח (FF)

אוגני פנים שטוחים (FF) משתמשים באטמים לא מתכתיים (אטמים רכים) וצריכים תמיד להיות בעלי משטח איטום משונן. סוג זה של אוגן מתאים ליישומי לחץ נמוך ומשמש לדרגות לחץ 125 ו-250.

אטמים מותקנים ישירות על פני האיטום הקדמיים של להב האוגן, כלומר באותו מישור כמו פני מעגל ההברגה. אזור איטום האטם הוא מקוטר האוגן הפנימי לקוטר האוגן החיצוני. חומרי אטם רכים טיפוסיים מדורגים בדרך כלל ל-100⁰C (212⁰F) ולא יותר מלחץ של 20 בר (290 psi). מכיוון שאוגני פנים שטוחים משתמשים בשטח איטום כה גדול, הם עשויים להתאים. אטמי אוגן שטוחים אינם יכולים להסתובב לאחר התקנתם עקב חדירת חור הבורג דרך האטם. בשל הגודל הגדול של פני האיטום, אוגני פנים שטוחים עמידים בפני עיוות מכני (כיפוף, קידה וכו').

לעולם אין לשדך אוגני פנים שטוחים עם אוגני פנים מוגבהים, במיוחד אם אוגן הפנים המוגבה מיוצר מחומר קשה יותר.

● מפרק מסוג טבעת (RTJ)

Ring-type joint (RTJ) flanges are a variation of the raised face flange design. RTJ flanges are typically used for more severe applications, particularly for high pressure systems, and/or high temperature systems (>750⁰C / 1,382⁰F). ניתן להשתמש באוגני RTJ בכל מחלקות הלחץ, אך הם משמשים בדרך כלל עבור מחלקה 900 ומעלה.

ההבדל בין אוגן RTJ לאוגן פנים מוגבה הוא הדרך בה מתקבל איטום. אטמי מתכת (קשים) משמשים עם אוגני RTJ, בעוד אטמי פנים מוגבהים משתמשים באטמים רכים או מתכתיים למחצה. ישנן שלוש קבוצות מפרקים עיקריות מסוג טבעת, אלו הן R, RX ו-BX; נתמקד במפרק מסוג R מכיוון שהוא ללא ספק הנפוץ ביותר.

אטמי RTJ מסוג R הם עגולים בצורתם עם פרופיל/גוף סגלגל או מתומן; הפרופיל המתומן משיג את האיטום היעיל ביותר והוא העיצוב המודרני יותר. חריץ מעובד לפניו של אוגן RTJ והאטם המשויך מותקן בחריץ זה. כאשר האוגן מורכב, שני הפנים המתואמים דוחסים את האטם עד שהוא מתעוות ונוצר אטם מתכת למתכת. אם האוגן מורכב כהלכה, שני אוגני ה-RTJ המתואמים לא צריכים לבוא במגע פיזי זה עם זה.

אטמי RTJ מיוצרים לרוב מחומר מעט רך יותר מזה של האוגן. מכיוון שחומר האטם רך יותר, הוא מתעוות בלחץ נמוך יותר מהאוגן, זה מבטיח שזהו האטם שמתעוות כדי לגרום לאטימה ולא שהאוגן יתעוות סביב האטם.

● 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 ההזדווגות יש שקע תואם (נקבה) במכונה לפנים. פני הנקבה בעומק של 3/16- אינץ', פני הזכרים בגובה 1/4- אינץ', ושניהם בגימור חלק. הקוטר החיצוני של הפנים הנשי פועל לאיתור האטם ולשמור אותו. 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 האטם ולשמור אותו.

סיכום פני אוגן

הטבלה שלהלן מסכמת את המאפיינים של שלושת פני האוגן הנפוצים ביותר.

● מבוסס על גימור פנים

משטח פני האוגן הוא האזור שבו מותקן אלמנט האיטום (אטם). העיצובים הנפוצים ביותר של פני האוגן הם חלקים ומשוננים. משטחי אוגן עם פנים שטוחים (FF) ומשטחי אוגן פנים מוגבהים (RF) דורשים שינון אם הם בנויים לפי תקני התעשייה.

● 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.

● סיום 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 משתדכים ליצירת אטימה ותלויים בשטיחות של הפנים הנגדיות כדי ליצור אטימה. 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.

ערכי חספוס מתאימים

תקני התעשייה מכתיבים ערכי חספוס מתאימים, הדברים הבאים לקוחים מתקן ASME B16.5:

● 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;

● 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.

● סיכום

אתה יכול להבחין מהסוגים השונים של אוגנים, ייצור ותכונות ביצועים. אתה יכול לבחור את אוגן הפלדה הנכון המיוצר מחומרים שונים כמו נירוסטה, פלדת סגסוגת נמוכה, פלדת פחמן, פלדת דופלקס, או רבים נוספים.

בחירת האוגן הנכון עם החומר הנכון והכרת האלמנטים העומדים בפניו במהלך היישום המשתמש בשיטת הצנרת היא קריטית. אנו מקווים שהבלוג הזה יעזור לך לזהות את הדברים המרכזיים לפני רכישת אוגנים.