Swage Nipple در مقابل Reducer Insert: مقایسه انتقال اندازه متحدالمرکز و خارج از مرکز

هنگامی که یک سیستم لوله کشی از یک اندازه لوله به اندازه دیگر تغییر می کند، اتصالاتی که این دو اندازه را پل می کند باید با دقت انتخاب شود: انتقال اشتباه می تواند هوا را به دام بیاندازد، زهکشی را مسدود کند، افت فشار را افزایش دهد یا مسیر نشتی ایجاد کند. دو مورد از رایج ترین اتصالات انتقال با سوراخ کوچک عبارتند ازنوک سینهو درج کاهنده. هر دو فورج، فشرده و برای فشار بالا درجه بندی شده اند، با این حال متفاوت ساخته شده و استفاده می شوند.

پاسخ کوتاه: برای تغییر اندازه درون خطی بین دو انتهای لوله از یک نوک سینه استفاده کنید و از یک درج کاهنده برای کاهش سوراخ اتصالات موجود استفاده کنید. هندسه متحدالمرکز را زمانی که خطوط مرکزی باید در یک راستا بمانند، و هندسه خارج از مرکز را هنگامی که یک خط افقی باید در سطح بالا یا پایین آن تراز باشد، انتخاب کنید.

Swage Nipple چیست؟

نوک سینه یک اتصال لوله کوتاه و فورج شده با یک انتهای بزرگ و یک انتهای کوچک است که دو لوله با اندازه های مختلف را در یک خط مستقیم به هم متصل می کند و اندازه خط را در فاصله بسیار کوتاهی کاهش می دهد.

آن را به عنوان یک قطعه بسیار کوتاه از لوله سنگین در نظر بگیرید که در یک انتها به قطر کمتری فرو رفته (فشرده یا آهنگری شده است). هر دو انتها انتهای نر هستند، و در هر MSS SP-95 می‌توان آنها را رزوه، اریب برای جوش لب به لب، ساده برای جوشکاری سوکت، شیاردار یا هر ترکیبی از اینها کرد. برای مثال، اتصالاتی با انتهای بزرگ رزوه‌دار و انتهای کوچک اریب‌دار، می‌تواند یک هدر رزوه‌دار را به یک خط جوش داده شده در یک قسمت متصل کند.

نوک سینه ها در هر دو ساخته می شوندانواع متحدالمرکز و خارج از مرکز. آنها ابتدا با اندازه انتهایی بزرگ و در مرحله بعدی اندازه انتهایی کوچک شناسایی می شوند. برای مثال، یک نوک سینه‌ای «2×1» از NPS 2 به NPS 1 کاهش می‌یابد. پوشش اندازه استاندارد NPS 1/4 تا NPS 12 در MSS SP-95-2014 است، به NPS 1/8 تا NPS 12 در MSS اصلاح‌شده SP-95-2024 گسترش یافته است، اگرچه اندازه‌های NPS-2024 معمولاً به ترتیب بالاتر از 4 هستند.

از آنجا که نوک سینه ها از میله های گرد یا شش گوش و لوله های بدون درز ساخته می شوند، دیواره سنگینی دارند (از برنامه 40/STD تا XXS)، که آنها را به انتخابی طبیعی برای خدمات با سوراخ کوچک و پرفشار مانند برخاست ابزار، تخلیه، دریچه ها و خطوط هیدرولیک تبدیل می کند. فشار کاری مجاز آنها مانند یک لوله بدون درز مستقیم با آماده‌سازی انتهای مساوی تحت ASME B31.1 (لوله‌کشی نیرو) یا ASME B31.3 (لوله‌کشی فرآیند) محاسبه می‌شود، و آنها با ضخامت دیوار و درجه مواد به جای یک عدد کلاس فشار مشخص می‌شوند.

درج کاهش دهنده چیست؟

درج کاهش دهنده (که به آن درج کاهنده نیز می گویند) یک اتصالات فورجی کوچک است که در داخل سوکت یا رزوه اتصال بزرگتر قرار می گیرد تا اندازه اتصال آن کاهش یابد، بنابراین می توان یک لوله کوچکتر را بدون تغییر ابعاد بیرونی اتصالات میزبان متصل کرد.

یک درج کاهنده دارای دو بخش کاربردی است: یک سوکت در یک سر که لوله کوچکتر را می پذیرد و یک ساقه در انتهای دیگر که در سوکت اتصالات، شیر، هدر یا ابزار موجود قرار می گیرد. دو شکل استاندارد هستند: یک درج کاهنده جوش سوکت، که به صورت فیله ای در سوکت میزبان جوش داده می شود، و یک درج کاهنده رزوه ای که به داخل پیچ می شود.

ابعاد، تلورانس ها و مواد برای اتصالات جوش سوکتی از نوع درج تحت پوشش MSS SP-79 برای اندازه‌های NPS 1/2 تا NPS 4 قرار می‌گیرند، و اتصالات همچنین به ASME B16.11 (اتصالات جوشکاری فرفورژه و رزوه‌ای) در کلاس‌های فشار موجود، 6300 و بالاتر از کلاس‌های 6300 عرضه می‌شوند. درج‌های معمولی هم‌مرکز هستند: سوراخ کوچک‌تر روی اتصالات میزبان متمرکز است.

ارزش عملی یک درج کاهنده این است که یک اتصالات موجود را به جای تعویض آن تبدیل می کند. اگر یک سوپاپ، یک سوکت گیج فشار یا یک هدر دارای سوکت 2 اینچ باشد اما خط متصل 1/2 اینچ باشد، یک درج کاهش دهنده سوراخ را در عرض چند دقیقه تنظیم می کند و در هزینه، فضا و کار مجدد صرفه جویی می کند. صنایع معمولی عبارتند از نفت و گاز، فرآوری شیمیایی، نیروگاه ها و سیستم های هیدرولیک و ابزار دقیق.

Swage Nipple در مقابل Reducer Insert: تفاوت اصلی چیست؟

تفاوت اصلی در کاری است که هر اتصال انجام می دهد: نوک سینه یک انتقال مستقل است که دو لوله با اندازه های مختلف را از انتها به انتها متصل می کند، در حالی که یک درج کاهش دهنده آداپتوری است که در داخل یک اتصالات موجود قرار می گیرد تا سوراخ آن را کاهش دهد. به طور خلاصه، یک نوک پستان، اندازه خط را تغییر می دهد. یک درج کاهنده اندازه سوکت را تغییر می دهد.

هر دو اتصالات فورج، فشرده و پرفشار هستند که در لوله کشی با سوراخ کوچک استفاده می شوند و گاهی اوقات اشتباه می شوند زیرا هر دو از اندازه بزرگتر به کوچکتر کاهش می یابند. جدول زیر تفاوت‌های بین ابعادی را که برای انتخاب مهم هستند، خلاصه می‌کند.

جدول 1. نوک سینه در مقابل درج کاهش دهنده: مقایسه ابعاد به بعد

تفاوت بین انتقال اندازه متحدالمرکز و خارج از مرکز چیست؟

در یک انتقال متحدالمرکز، هر دو انتهای یک خط مرکزی مشترک دارند، بنابراین سوراخ به طور متقارن کاهش می یابد. در یک انتقال غیرعادی، یک طرف اتصالات مسطح است، بنابراین در حالی که خط مرکزی جابجا می شود، یا بالا یا پایین لوله تراز می ماند.

یک انتقال متحدالمرکز مانند یک مخروط متقارن به نظر می رسد: لوله از همه طرف به طور یکنواخت پایین می رود. الگوی جریان را در مرکز نگه می دارد و انتخاب طبیعی برای لوله کشی عمودی و خطوط افقی گاز است، جایی که هندسه متقارن بیش از تراز سطح بالا یا پایین اهمیت دارد.

یک انتقال غیرعادی از یک طرف صاف است. می توان آن را به صورت صاف در بالا (بالا-مسطح) یا صاف در پایین (پایین-تخت) نصب کرد. کف صاف پایین ترین نقطه لوله را در همان ارتفاع در سراسر انتقال نگه می دارد، که اجازه می دهد یک خط مایع افقی به طور کامل تخلیه شود و جامدات حرکت کنند. سطح صاف از جمع شدن بخار در یک جیب در یک نقطه بالا جلوگیری می کند، که از مکش پمپ در برابر حباب هوا و حفره محافظت می کند.

این منطق هندسی برای هر اتصالات انتقال اندازه، از جمله نوک سینه‌ها، کاهنده‌ها و درج‌های کاهنده به طور یکسان اعمال می‌شود. انتخاب به ندرت در مورد قدرت است. این در مورد جایی است که گاز یا مایع می تواند در سیستم جمع شود.

نوک سینه سوئیج متحدالمرکز یا غیرعادی: کدام را باید انتخاب کنید؟

برای مسیرهای عمودی، تخلیه پمپ و سرویس گاز، یک نوک سینه هم مرکز را انتخاب کنید، جایی که خطوط مرکزی باید در یک راستا بمانند و جریان باید متقارن بماند. برای خطوط افقی مایع، نوک سینه‌ای غیرعادی انتخاب کنید، جایی که باید از حفره‌های هوا پرهیز کنید، خط خود تخلیه شود یا یک لوله تراز را معکوس نگه دارید.

در یک خط عمودی، انتقال ذاتاً متقارن است، زیرا سیال در امتداد همان محور می‌افتد یا بالا می‌آید، بنابراین یک نوک سینه‌ای متحدالمرکز انتخاب استاندارد است. همین امر در تخلیه پمپ نیز صدق می کند، جایی که یک انتقال متقارن از بارهای جانبی روی نازل جلوگیری می کند و الگوی جریان را یکنواخت نگه می دارد.

در یک خط مایع افقی، یک نوک سینه غیرعادی نصب شده با سمت صاف پایین، پایین لوله را در سطح نگه می دارد، بنابراین خط به طور کامل تخلیه می شود و مایع یا رسوب راکد باقی نمی گذارد. نصب شده با سمت صاف به بالا، سطح بالایی را نگه می دارد تا بخار نتواند در یک جیب جمع شود. این جهتی است که در مکش های افقی پمپ برای محافظت در برابر حباب هوا استفاده می شود.

مثال: یک نوک سینه 2 × 1 متحدالمرکز روی یک هدر هواکش عمودی ابزار، و یک نوک سینه 2 × 1 غیر عادی، سمت صاف به پایین، روی یک خط تخلیه میعانات گازی افقی. جهت گیری مورد نیاز را روی نقشه و اتصالات قبل از نصب علامت بزنید.

کاهنده متحدالمرکز یا خارج از مرکز: کدام را باید انتخاب کنید؟

همان قانون جهت گیری اعمال می شود: از یک کاهنده متحدالمرکز در مسیرهای عمودی و در تخلیه پمپ استفاده کنید، و از یک کاهنده خارج از مرکز در خطوط افقی استفاده کنید - سمت صاف در مکش پمپ برای متوقف کردن حباب های بخار، و سمت صاف به پایین که در آن خط باید کاملا تخلیه شود.

در یک خط مکش افقی پمپ که مایع تمیز را حمل می کند، کاهنده خارج از مرکز معمولاً با سمت صاف به سمت بالا نصب می شود تا بخار نتواند در یک جیب در ورودی پمپ جمع شود. یک محفظه هوای محبوس شده، سطح جریان موثر را کاهش می دهد و می تواند پمپ را به سمت حفره سوق دهد. جهت گیری یک تصمیم طراحی است و سازندگان پمپ و راهنمای صنعت هیدرولیک در مورد مبادلات بحث می کنند. همیشه آن را مطابق با مشخصات لوله کشی پروژه تایید کنید.

در جاهایی که خط باید به طور کامل تخلیه شود، مانند خطوط بخار، خطوط گاز با میعانات، دوغاب یا سرویس دو فاز، قسمت صاف به سمت پایین برگردانده می شود تا انتهای لوله پیوسته بماند. در خطوط عمودی و در تخلیه پمپ، یک کاهنده متحدالمرکز ترجیح داده می شود زیرا جریان را متقارن نگه می دارد و از بارهای جانبی خارج از مرکز جلوگیری می کند.

رایج ترین خطای میدان، یک کاهنده غیرعادی است که به صورت وارونه نصب شده است، که هدف طراحی را کاملاً شکست می دهد. جهت گیری باید روی ایزومتریک ذکر شود و قبل از جوشکاری روی اتصالات مشخص شود.

چه زمانی باید به جای درج کاهش دهنده، یک نوک پستان Swage انتخاب کنید؟

هنگامی که اندازه لوله بین دو انتهای لوله تغییر می کند، نوک سینه را انتخاب کنید، مخصوصاً برای اتصالات رزوه ای یا جوشی با سوراخ کوچک و پرفشار مانند ابزار، گیج، تخلیه، دریچه ها و نقاط تزریق. هنگامی که نیاز دارید یک اتصالات، شیر یا سوکت هدر موجود را بدون تعویض جزء میزبان با یک لوله کوچکتر تطبیق دهید، یک درج کاهنده انتخاب کنید.

زمانی که خط واقعاً کاهش می‌یابد و اتصالات بین دو لوله قرار می‌گیرد، قسمت مناسبی است: به عنوان مثال، یک شاخه 1 اینچی که از یک هدر 2 اینچی با یک نوک سوئیج 2 × 1 گرفته شده است، یا یک اتصال سنج رزوه‌ای که از یک خط جوش سوکت گرفته شده است. دیوار آهنگری ضخیم و گزینه های انتهایی مختلط (به عنوان مثال مخروطی × رزوه ای) به یک پل اتصال دهنده اجازه می دهد تا دو سیستم اتصال مختلف را ایجاد کند.

درج کاهنده قسمت مناسبی است که جزء میزبان از قبل وجود داشته باشد و باید در جای خود بماند: به عنوان مثال، یک شیر جوش 2 اینچی که باید 1/2 خط ابزار را بپذیرد، یا یک سوکت گیج فشار که به اتصال کوچکتری نیاز دارد. اینسرت سوراخ را در جای خود تطبیق می دهد و ابعاد خارجی، کلاس لوله کشی و موقعیت نصب شده را حفظ می کند.

اگر فضا تنگ باشد، هر دو اتصالات فشرده هستند، اما یک درج کاهنده در هزینه و زمان خرابی جایگزینی اتصالات میزبان صرفه‌جویی می‌کند، در حالی که یک نوک سینه راه مقرون به صرفه‌تر برای ایجاد خود انتقال است. اگر یک انتقال غیرعادی مورد نیاز است، یک نوک سینه (یا یک کاهنده) انتخاب عملی است، زیرا درج‌های کاهنده استاندارد متحدالمرکز هستند. قانون سرانگشتی: تغییر اندازه در خط به معنای نوک پستان است. تطبیق یک سوکت موجود به معنای درج کاهنده است.

کدام استانداردها و مواد برای این اتصالات اعمال می شود؟

نوک سینه‌های Swage بر اساس MSS SP-95 ساخته می‌شوند که انتهای آن‌ها با ASME B16.11، ASME B16.25 و ASME B1.20.1 آماده شده است و دارای رتبه فشار برای ASME B31.1 یا ASME B31.3 هستند. درج‌های کاهش دهنده به MSS SP-79 و ASME B16.11 ساخته می‌شوند. هر دو در فولاد کربن، فولاد ضد زنگ، آلیاژهای دوبلکس و نیکل موجود هستند که با کلاس لوله و خدمات مطابقت دارند.

MSS SP-95 (Swage(d) Nipples and Bull Plugs) ابعاد، تلورانس‌ها، علامت‌گذاری و مواد را برای نوک سینه‌ها تعریف می‌کند و به هر دو نوع متحدالمرکز و غیرعادی نیاز دارد. نسخه 2024 NPS 1/8 تا NPS 12 را پوشش می‌دهد. MSS SP-79 اتصالات جوشی سوکتی را پوشش می‌دهد، که شامل درج‌های کاهش‌دهنده، از NPS 1/2 تا NPS 4 می‌شود، و ASME B16.11 جوش‌کاری شده با سوکت جوشکاری شده و اتصالات رزوه‌ای در کلاس‌های 0 تا 200 را پوشش می‌دهد. سیستم های جوش داده شده، کاهنده جوش لب به لب توسط ASME B16.9 (اتصالات لبنی فرفورژه کارخانه ای) کنترل می شود.

برای خدمات فولاد کربنی، ASTM A105 درجه رایج آهنگری است، با A350 LF2 برای کار در دمای پایین. اتصالات فولادی ضد زنگ با استاندارد ASTM A182 (F304، F316L و نمرات مشابه) ساخته می شوند. برای سرویس‌های خورنده یا در دمای بالا، همان اتصالات آهنگری در فولادهای ضد زنگ دوبلکس و در آلیاژهای نیکل مانند Inconel 600/625، Monel 400 و Hastelloy C-276 تولید می‌شوند - خانواده محصولاتی که توسط تولیدکنندگان تخصصی اتصالات لوله‌های فولادی ضد زنگ و آلیاژ نیکل ارائه می‌شوند.

اتصالات منطبق با نام سازنده، درجه مواد، شماره حرارت و برنامه زمانی مشخص شده و با گواهینامه مواد (به عنوان مثال EN 10204 3.1) و در صورت مشخص شدن، تأیید هویت مثبت مواد (PMI) ارائه می‌شوند. قابلیت ردیابی از شماره حرارت تا گواهی بخشی از تهیه صدا است.

چگونه این اتصالات را به درستی مشخص و نصب می کنید؟

جفت اندازه (بزرگ × کوچک)، هندسه (متمرکز یا خارج از مرکز)، نوع انتهایی در هر انتها، دیوار یا جدول در هر انتها، استاندارد نخ و درجه مواد را مشخص کنید. سپس با درزگیر رزوه مناسب یا شکاف جوش سوکت نصب کنید و جهت اتصالات غیرعادی را قبل از جوشکاری علامت بزنید.

توضیح کامل برای نوک سینه به این صورت است: "2 × 1، خارج از مرکز، انتهای بزرگ رزوه ای (NPT در هر ASME B1.20.1)، انتهای کوچک اریب (برای ASME B16.25)، انتهای بزرگ Sch 160 / انتهای کوچک XXS، ASTM A182 F316L، MSS." استاندارد و نسخه را بیان کنید تا تامین کننده نتواند توضیح کاتالوگ را متفاوت تفسیر کند. برای درج های کاهنده، اندازه اتصالات میزبان، اندازه کاهش یافته، کلاس (3000 یا 6000)، فرم (جوش سوکت یا رزوه ای) و درجه مواد را ذکر کنید.

برای نصب، قوانین عملی زیر را دنبال کنید:

• انتهای رزوه دار: از درزگیر یا نوار رزوه مشخص شده استفاده کنید، به طول صحیح بچسبانید و از ترکیب ضد گیر روی رزوه های فولادی ضد زنگ استفاده کنید تا از داغ شدن جلوگیری شود.
• انتهای جوش سوکت: قبل از اعمال جوش فیله، شکاف استاندارد 1/16 اینچی (حدود 1.5 میلی متر) را بگذارید تا انبساط حرارتی ریشه را ترک نکند.
• انتهای اریب: نیاز به آماده سازی جوش مناسب برای ASME B16.25 و جوشکاران واجد شرایط. هرگز اتصال رزوه ای را جوش نزنید مگر اینکه کلاس لوله گذاری به صراحت اجازه دهد.
• اتصالات خارج از مرکز: جهت گیری مورد نیاز را روی ایزومتریک و روی اتصالات قبل از جوشکاری علامت بزنید و جهت نصب را قبل از غیرقابل دسترس شدن اتصال بررسی کنید.
• بازرسی دریافت: تأیید ابعاد، علامت گذاری، قابلیت ردیابی شماره حرارتی، گواهی مواد و در صورت لزوم، نتایج PMI قبل از نصب.

از کدام اتصالات انتقال اندازه باید استفاده کنید؟

از نوک سینه برای تغییر اندازه واقعی در خط در سرویس های با سوراخ کوچک و فشار بالا استفاده کنید. از یک درج کاهنده برای تطبیق سوراخ اتصالات، شیر یا هدر موجود استفاده کنید. و هندسه متحدالمرکز یا خارج از مرکز را با توجه به جهت، سیال و الزامات زهکشی انتخاب کنید.

جدول 2. راهنمای تصمیم گیری سریع برای اتصالات انتقال اندازه

هم نوک سینه‌ها و هم درج‌های کاهنده، اتصالات فورج‌شده و با یکپارچگی بالا هستند که برای چندین دهه، زمانی که نوع، هندسه و جنس مناسب مشخص شده باشد، به‌طور قابل اعتمادی کار می‌کنند. انتخاب را در برابر کلاس لوله‌کشی پروژه و کد طراحی تأیید کنید و همیشه جهت انتقال‌های غیرعادی را مستند کنید. در صورت شک، یک تولید کننده تخصصی اتصالات فولاد ضد زنگ و آلیاژ نیکل می تواند هر دو محصول را با قابلیت ردیابی کامل مواد و پشتیبانی مهندسی عرضه کند.

مراجع و استانداردها

MSS SP-95-2024، Swage(d) Nipples and Bull Plugs، Manufacturers Standardization Society (MSS)، 2024.

MSS SP-79، اتصالات جوشکاری نوع درج، انجمن استاندارد سازندگان (MSS).

ASME B16.9، اتصالات جوشکاری فرفورژه کارخانه، ASME.

ASME B16.11، اتصالات فورج، جوش سوکت و رزوه، ASME.

ASME B31.3، Process Piping، ASME.

ASME B1.20.1، رشته های لوله، همه منظوره (اینچ)، ASME.

ASME B16.25, Buttwelding Ends, ASME.

توجه: این مقاله راهنمای مهندسی عمومی برای انتخاب و مشخصات است. همیشه انتخاب نهایی را با توجه به مشخصات لوله‌کشی پروژه، کد طراحی و داده‌های ابعادی تایید شده سازنده تأیید کنید.