ความแตกต่างระหว่างหน้าแปลนคลาส 300 และคลาส 600 คืออะไร? ระดับแรงดัน ข้อมูลจำเพาะ และการใช้งาน

หน้าแปลนเป็นส่วนประกอบสำคัญในระบบท่อ ช่วยให้เชื่อมต่อท่อ วาล์ว และอุปกรณ์อื่นๆ ได้อย่างปลอดภัย การทำความเข้าใจความแตกต่างระหว่างหน้าแปลนคลาส 300 และคลาส 600 ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับวิศวกรและผู้เชี่ยวชาญด้านการจัดซื้อ 

บทความนี้จะเปรียบเทียบคลาสหน้าแปลนทั้งสองนี้โดยพิจารณาจากระดับแรงดัน ข้อมูลจำเพาะ และการใช้งาน ข้อมูลดังกล่าวจะช่วยแนะนำการเลือกที่เหมาะสมสำหรับระบบหรือธุรกิจของคุณ

ความแตกต่างของระดับแรงดัน

ระดับแรงดันของหน้าแปลนจะกำหนดความสามารถในการทนต่อแรงดันภายในที่อุณหภูมิเฉพาะ ทั้งคลาส 300 และคลาส 600 อยู่ภายใต้ระดับแรงดันหน้าแปลน ASME B16.5 ซึ่งกำหนดระดับแรงดันใช้งานสูงสุดที่อนุญาต

แรงดันการทำงานสูงสุดที่อนุญาต

• ชั้น 300: 740 psi ที่ 100°F
• ชั้น 600: 1,480 psi ที่ 100°F

คะแนนเหล่านี้สะท้อนถึงความสามารถในการจัดการแรงดันของหน้าแปลนแต่ละอัน ที่อุณหภูมิมาตรฐาน ระดับ ANSI 600 ที่สูงขึ้นทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการความแม่นยำสูง

ขนาดโดยละเอียดของหน้าแปลน ASME B16.5 >>>

ปัจจัยการลดอุณหภูมิ

ขีดจำกัดความดันและอุณหภูมิของหน้าแปลนได้รับผลกระทบจากการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิ ตัวอย่างเช่น:

• หน้าแปลนคลาส 300 สามารถทนต่อแรงดันที่ลดลงได้ที่อุณหภูมิสูงเมื่อเทียบกับอุณหภูมิห้อง
• เส้นโค้งเฉพาะวัสดุในมาตรฐานหน้าแปลน ASME B16.5 ช่วยให้วิศวกรสามารถประมาณผลกระทบจากการลดระดับได้

อิทธิพลของเกรดวัสดุ

วัสดุของหน้าแปลนมีผลอย่างมากต่อระดับแรงดัน หน้าแปลนเหล็กกล้าคาร์บอนมีข้อกำหนดทั่วไป แต่โลหะผสมเกรดสูงอาจจำเป็นสำหรับสภาวะที่รุนแรง

ผลกระทบของอุณหภูมิ

อุณหภูมิส่งผลกระทบอย่างมากต่อประสิทธิภาพของหน้าแปลน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องพิจารณาอย่างรอบคอบ

ระดับความดันที่อุณหภูมิสูง

แม้ว่าหน้าแปลนคลาส 300 จะเหมาะสำหรับระบบอุณหภูมิปานกลาง แต่หน้าแปลนคลาส 600 สามารถรองรับสภาพที่รุนแรงกว่าได้ เนื่องมาจากความทนทานต่อแรงดันและอุณหภูมิที่เหนือกว่า

ขีดจำกัดอุณหภูมิสูงสุด

องค์ประกอบของวัสดุจะกำหนดขีดจำกัดอุณหภูมิสูงสุดของหน้าแปลน ตัวอย่างเช่น เหล็กกล้าคาร์บอนสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงได้ถึงประมาณ 800°F ก่อนที่จะต้องใช้โลหะผสมชนิดอื่น

เส้นโค้งการลดขนาดเฉพาะวัสดุ

เมื่อต้องเลือกหน้าแปลนระหว่างคลาส 300 และคลาส 600 สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าค่าแรงดันจะลดลงอย่างไรเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น 

วิศวกรใช้เส้นโค้งที่ลดระดับเพื่อคาดการณ์ประสิทธิภาพของหน้าแปลนภายใต้อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง เพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานจะปลอดภัย ด้านล่างนี้คือแผนภูมิเปรียบเทียบที่แสดงให้เห็นว่าระดับแรงดันของหน้าแปลนเหล็กกล้าคาร์บอนและเหล็กกล้าไร้สนิม 316 แตกต่างกันอย่างไรระหว่างสองคลาสนี้ในช่วงอุณหภูมิต่างๆ

ลักษณะทางกายภาพ

การออกแบบทางกายภาพของหน้าแปลนส่งผลต่อการใช้งานและความเข้ากันได้

ความแตกต่างของมิติ

ปัจจัยสำคัญในการเปรียบเทียบขนาดหน้าแปลนของ Class 300 กับ Class 600:

• ความหนาของหน้าแปลน:ความหนาของหน้าแปลนจะเพิ่มขึ้นตามระดับชั้นเพื่อรองรับแรงกดที่สูงขึ้น ตามมาตรฐาน ANSI/ASME ต่อไปนี้คือความหนาขั้นต่ำโดยประมาณสำหรับหน้าแปลนเหล็กกล้าคาร์บอน: คลาส 300: ~1.38 นิ้ว และคลาส 600: ~2.12 นิ้ว
• เส้นผ่านศูนย์กลางวงกลมของสลักเกลียวและจำนวนรูของสลักเกลียว:หน้าแปลนที่มีคะแนนสูงกว่าต้องใช้สลักเกลียวจำนวนมากขึ้นและวงแหวนสลักเกลียวที่ใหญ่ขึ้นเพื่อกระจายแรงเครียดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ด้านล่างนี้คือตัวอย่างข้อมูลจำเพาะสำหรับหน้าแปลน NPS 6:

• มิติแบบเผชิญหน้า:มิติแบบพบหน้ากันยังแตกต่างกันเล็กน้อยระหว่างคลาสเพื่อให้สอดคล้องกับข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพ ตัวอย่างเช่น:

ชั้น 300 (NPS 6): 1/16 นิ้ว 

ชั้น 600 (NPS 6): 1/4 นิ้ว

ความต้องการวัสดุ

• เกรดวัสดุขั้นต่ำ: โดยทั่วไปหน้าแปลนคลาส 300 และคลาส 600 จะทำจากวัสดุดังต่อไปนี้ โดยเลือกจากความสามารถในการทนต่อสภาวะการทำงานที่เฉพาะเจาะจง:

1. เหล็กกล้าคาร์บอน (เช่น ASTM A105)

• ความทนต่อแรงดัน: สูงถึง ~1480 PSIG สำหรับคลาส 600 ที่อุณหภูมิแวดล้อม
• ความทนต่ออุณหภูมิ: เหมาะสำหรับอุณหภูมิตั้งแต่ -20°F ถึง ~800°F
• เหตุผลในการใช้: คุ้มต้นทุนและมีจำหน่ายทั่วไป เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิและแรงดันต่ำถึงปานกลาง

2. สแตนเลสสตีล 316 (เช่น ASTM A182 F316)

• ความทนต่อแรงดัน: สูงถึง ~1,440 PSIG สำหรับคลาส 300 และ ~2,750 PSIG สำหรับคลาส 600 ที่อุณหภูมิแวดล้อม
• ความทนต่ออุณหภูมิ: ทำงานได้ดีในอุณหภูมิตั้งแต่ -150°F ถึง ~1500°F
• เหตุผลในการใช้งาน: ทนทานต่อการกัดกร่อนและการเกิดตะกรันที่อุณหภูมิสูงได้ดีเยี่ยม จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับสภาพแวดล้อมทางเคมีและอุณหภูมิสูง

3. เหล็กอัลลอยด์ (เช่น ASTM A182 F22)

• ความทนต่อแรงดัน: เทียบเท่ากับสเตนเลสสตีลภายใต้ระดับที่ใกล้เคียงกัน
• ความทนต่ออุณหภูมิ: ทนต่ออุณหภูมิที่รุนแรงได้สูงสุดถึง ~1200°F
• เหตุผลในการใช้งาน: มีความแข็งแรงและทนทานสูงสำหรับสภาพแวดล้อมที่ต้องการความทนทานสูง รวมถึงสภาพแวดล้อมที่มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิสูง

• ข้อพิจารณาทางโลหะวิทยา

1. การควบคุมองค์ประกอบทางเคมี: รับประกันการผสมโลหะผสมที่สม่ำเสมอเพื่อให้ได้คุณสมบัติเชิงกลที่สม่ำเสมอ เช่น ความแข็งแรงในการดึง ความแข็งแรงในการยืด และความเหนียว ตัวอย่างเช่น หน้าแปลนเหล็กกล้าคาร์บอนจะคงปริมาณคาร์บอนต่ำ (<0.35%) เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างความสามารถในการเชื่อมและความแข็งแรง ในขณะที่สแตนเลสจะผสมโครเมียม (~16-18%) เพื่อต้านทานการกัดกร่อน
2. ความสมบูรณ์ของโครงสร้าง: เน้นที่ขนาดเกรนและการกระจายเฟส ซึ่งทำได้โดยการอบด้วยความร้อนอย่างแม่นยำ เพื่อป้องกันความล้มเหลวภายใต้ภาระแบบวงจร หน้าแปลนมักผ่านการทำให้เป็นมาตรฐานหรือดับและอบให้แข็งเพื่อปรับโครงสร้างเกรนให้ละเอียดขึ้น เพิ่มความทนทานต่อแรงเครียดและการขยายตัวเนื่องจากความร้อน

• ข้อมูลจำเพาะการอบชุบด้วยความร้อน

การอบชุบหน้าแปลนด้วยความร้อนประกอบด้วยการทำให้เป็นมาตรฐาน การอบอ่อน การชุบแข็ง และการอบชุบแข็ง กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับวัสดุ หน้าแปลน ASTM A105 ได้รับการทำให้เป็นมาตรฐานที่อุณหภูมิ ~1650°F เพื่อปรับปรุงความเหนียว 

หน้าแปลนเหล็กอัลลอยด์ผ่านการอบชุบเพื่อลดแรงกด การควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวดช่วยป้องกันการบิดงอหรือข้อบกพร่องอื่นๆ สแตนเลสอาจต้องผ่านการอบชุบด้วยสารละลายที่อุณหภูมิประมาณ 1,900°F เพื่อคืนความทนทานต่อการกัดกร่อน

• โปรโตคอลการทดสอบวัสดุ

การทดสอบทางกลศาสตร์ช่วยให้มั่นใจได้ว่าหน้าแปลนสามารถรับน้ำหนักที่คาดหวังได้ การทดสอบต่างๆ ได้แก่ ความแข็งแรงในการดึง ความแข็งแรงในการยืดหยุ่น และการทดสอบแรงกระแทก 

ตัวอย่างเช่น หน้าแปลน ASTM A182 F316 คลาส 600 ต้องมีความแข็งแรงในการดึงอย่างน้อย 515 MPa และความแข็งแรงในการยืดหยุ่น 205 MPa การทดสอบแบบไม่ทำลาย (NDT) เช่น วิธีการเอกซเรย์หรืออัลตราโซนิก จะตรวจจับข้อบกพร่องภายใน 

การทดสอบความแข็งช่วยยืนยันว่าการอบชุบด้วยความร้อนประสบความสำเร็จ ผู้ผลิตต้องจัดเตรียมใบรับรองการทดสอบวัสดุ (MTC) และปฏิบัติตามมาตรฐาน ASME B16.5 หรือ API 6A

ผลกระทบต่อต้นทุน

หน้าแปลนที่มีค่าแรงดันสูง เช่น คลาส 600 โดยทั่วไปจะมีต้นทุนที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากความต้องการวัสดุและความซับซ้อนในการผลิต

หน้าแปลน Class 600 มีราคาแพงกว่าเนื่องจากใช้วัสดุเกรดสูงกว่า มีปริมาณวัสดุมากขึ้น และมีความซับซ้อนในการผลิต วัสดุพรีเมียม เช่น ASTM A182 F316 อาจมีราคาแพงกว่า 20–30% เนื่องจากมีความแข็งแรงและทนทานต่อการกัดกร่อนที่จำเป็นสำหรับการใช้งานแรงดันสูง หน้าแปลน Class 600 ต้องใช้ผนังที่หนากว่า เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกที่ใหญ่กว่า และรูโบลต์มากขึ้น ส่งผลให้ใช้วัสดุมากกว่าหน้าแปลน Class 300 ถึง 50% 

นอกจากนี้ การจัดหาวัสดุที่เข้มงวดยิ่งขึ้น ระยะเวลาดำเนินการที่ยาวนานขึ้น และความคลาดเคลื่อนของเครื่องจักรที่แม่นยำทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น การอบชุบด้วยความร้อนอย่างเข้มข้นและการควบคุมคุณภาพที่เข้มงวดยิ่งทำให้ราคาสูงขึ้นไปอีก

ต้นทุนวัสดุ

• ความพร้อมของวัตถุดิบ:วัสดุเกรดสูงที่หายากจะเพิ่มต้นทุน
• ข้อกำหนดปริมาณ:การผลิตจำนวนมากขึ้นอาจช่วยลดต้นทุนต่อหน่วยได้ แต่ไม่ค่อยเกิดขึ้นกับคลาสเฉพาะทาง

ข้อควรพิจารณาในการติดตั้ง

1. จีสอบถามความต้องการ

ปะเก็นมีความแตกต่างอย่างมากระหว่างหน้าแปลนคลาส 300 และคลาส 600 เนื่องจากความต้องการแรงดันและอุณหภูมิ:

• ชั้น 300:โดยทั่วไปจะใช้ปะเก็นชนิดอ่อน เช่น ยางหรือวัสดุที่ไม่ใช่โลหะ ซึ่งเหมาะกับแรงดันและอุณหภูมิต่ำ
• ชั้น 600:ต้องใช้ปะเก็นประสิทธิภาพสูง เช่น กราไฟท์อัดที่มีการแทรกสแตนเลส หรือ PTFE ขยายตัว ออกแบบมาเพื่อรองรับแรงดันและอุณหภูมิที่สูงขึ้น

คำแนะนำในการติดตั้ง: ให้ใช้ปะเก็นใหม่เสมอ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าปะเก็นอยู่ตรงกลางระหว่างหน้าแปลนอย่างถูกต้อง และยืนยันว่าสะอาดและปราศจากความเสียหาย เพื่อป้องกันการรั่วไหล และรักษาการปิดผนึกที่เหมาะสม

2. ข้อมูลจำเพาะการยึดสลักเกลียว

ข้อกำหนดการยึดสลักเกลียวแตกต่างกันอย่างมากระหว่างหน้าแปลนคลาส 300 และคลาส 600 เพื่อรองรับแรงดันที่สูงขึ้น:

• จำนวนน็อต:หน้าแปลนคลาส 600 มักต้องใช้สลักเกลียวจำนวนมากขึ้นเพื่อกระจายแรงเครียดที่สูงขึ้นอย่างเท่าเทียมกัน
• เส้นผ่านศูนย์กลางของสลักเกลียวโดยทั่วไปแล้วจะกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางสลักเกลียวที่ใหญ่กว่าไว้สำหรับหน้าแปลนคลาส 600 เพื่อรองรับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น
• เกรดน็อต:สลักเกลียวคลาส 600 ใช้เกรดที่ผ่านการอบด้วยความร้อนที่แข็งแกร่งกว่า เช่น ASTM A193 เกรด B7 เมื่อเปรียบเทียบกับสลักเกลียวเกรดต่ำกว่าที่ใช้สำหรับคลาส 300

3. ข้อกำหนดแรงบิด

ความต้องการแรงบิดจะเพิ่มขึ้นตามระดับหน้าแปลนที่สูงขึ้น เนื่องจากหน้าแปลนมีความหนาขึ้นและปะเก็นมีความแข็งแรงมากขึ้น การใช้แรงบิดที่เหมาะสมจะช่วยให้ซีลไม่มีการรั่วไหล:

• กระบวนการใช้แรงบิด:ขันสลักเกลียวให้แน่นเป็นรูปดาวหรือรูปกากบาท โดยค่อยๆ เพิ่มแรงบิดทีละน้อยเพื่อให้แน่ใจว่าแรงดันสม่ำเสมอ
• ค่าแรงบิดที่เฉพาะเจาะจง:หน้าแปลนคลาส 600 มักจะต้องใช้แรงบิดมากกว่าหน้าแปลนคลาส 300 ถึง 25–50% ทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับขนาดของสลักเกลียวและประเภทของปะเก็น
• หลังการติดตั้ง:ตรวจสอบและขันสลักเกลียวให้แน่นอีกครั้งหลังจากที่ระบบถึงอุณหภูมิในการทำงาน เพื่อแก้ไขปัญหาการคลายตัวหรือการบีบอัดของปะเก็น

แนวทางการสมัคร

การเลือกใช้ระหว่างคลาส 300 และคลาส 600 ขึ้นอยู่กับสภาวะการทำงาน

ใบสมัครคลาส 300

• ระบบแรงดันปานกลาง
• ท่อกระบวนการมาตรฐาน
• การใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป
• เงื่อนไขการบริการทั่วไป

ใบสมัครเรียนชั้น 600

• ระบบแรงดันสูง
• การบริการกระบวนการที่สำคัญ
• สภาวะการทำงานที่รุนแรง
• ความต้องการบริการพิเศษ

เหตุใดจึงควรเลือก LONGAN สำหรับความต้องการหน้าแปลนของคุณ?

ลำไย เป็นชื่อที่เชื่อถือได้ในการผลิตหน้าแปลน โดยนำเสนอฝีมือที่ไม่มีใครเทียบได้และเทคโนโลยีขั้นสูงเพื่อตอบสนองความต้องการท่อที่หลากหลาย

ข้อได้เปรียบด้านการผลิตของเรา

• การผลิตแบบยืดหยุ่น ปรับกระบวนการให้มีประสิทธิภาพและส่งมอบอย่างรวดเร็ว
• ระบบบริหารจัดการ 6S ยึดมั่นในมาตรฐานชั้นนำของอุตสาหกรรมในด้านคุณภาพและสภาพแวดล้อมการทำงาน
• การประชุมก่อนการผลิตที่ได้รับการเพิ่มประสิทธิภาพ รับรองการดำเนินการที่ไร้ที่ติ เพิ่มคุณภาพ ผลผลิต และความพึงพอใจของลูกค้า

สำหรับความต้องการหน้าแปลนคลาส 150, คลาส 300 หรือ ANSI 600 ของคุณLONGAN รับประกันโซลูชันคุณภาพสูงที่เชื่อถือได้ ไม่ว่าจะเป็นส่วนประกอบมาตรฐานหรือข้อกำหนดแบบกำหนดเอง เรามีการเชื่อมต่อที่เสถียรซึ่งเหมาะกับระบบท่อของคุณ

ปล่อยให้ LONGAN เป็นพันธมิตรของคุณในการสร้างโครงสร้างพื้นฐานท่อที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ!

อ้างอิง

1. การทดสอบการรั่วไหลเชิงทดลองของหน้าแปลน RFWN Class 300 ขนาด 16 นิ้วที่มีและไม่มีโมเมนต์ดัดภายนอกจอร์จ บิเบล, ที. แฟธ และ ดับเบิลยู. พาล์มเมอร์; 2001 (https://www.researchgate.net/publication/291440904)
2. การวิเคราะห์องค์ประกอบไฟไนต์เกี่ยวกับความเครียดสัมผัสของข้อต่อหน้าแปลนคลาส 600; มินยอง อี, ดูฮยอง จอง, และ บยองแทก คิม; 2017 (https://www.researchgate.net/publication/312078397)