Контроль размеров катушки для труб из нержавеющей стали: точки съемки, допуски и выравнивание отверстий под болты

Что такое контроль размеров трубной катушки?

​​​​​​​

Контроль размеров — это процесс подтверждения того, что сборная сборка труб соответствует своему изометрическому чертежу в согласованных пределах, поэтому она устанавливается на место без применения силы.

Катушка для труб изготавливается в мастерской и через несколько недель устанавливается на заводе. Между этими двумя событиями никто не сможет легко исправить ошибку. Золотник, длина которого превышает 6 мм или фланец которого повернут на одно отверстие для болта, означает резку на месте, повторную сварку или бракованную поставку.

Цена на нержавеющую сталь выше. Для резки и повторной сварки нержавеющей стали требуется продувочный газ, контроль тепловложения и часто повторная пассивация. Переработка также добавляет больше тепла, что приводит к большему искажению. Дешевле тщательно измерить в первый раз.

Есть и причина безопасности. Когда смещенный золотник устанавливается на место с помощью болтов, в трубопроводе фиксируется напряжение. Это напряжение нагружает фланцевые болты, прокладку и патрубок оборудования на другом конце. Хороший контроль размеров предотвращает эту проблему в ее источнике.

Где следует размещать точки съемки на катушке трубы?

Разместите точки съемки на объектах, определяющих соединение: центрах поверхностей фланцевых прокладок, вершинах колен и тройников, осевых линиях ответвлений, сварных швах и опорных креплениях, измеренных от одной базовой точки.

Точка съемки — это отмеченное место на катушке, где вы выполняете измерение. Выбор правильных очков важнее, чем наличие дорогого оборудования. В таблице ниже перечислены точки, которые мы рекомендуем для каждой катушки.

Четыре правила базовых данных, которые предотвращают кумулятивную ошибку

• Используйте одну датум.Выберите центр поверхности фланца или конец катушки и измерьте каждую точку от него. Сложение длин сегментов приводит к появлению небольших ошибок.
• Марк каждый раз указывает одно и то же.Используйте ручки или штампы для рисования, сертифицированные с низким содержанием хлоридов и серы.
• Держите углеродистую сталь подальше от нержавеющей.Используйте специальные инструменты и щетки из нержавеющей стали. Частицы железа позже вызывают появление пятен ржавчины.
• Соответствуйте модели.Точки измерения на катушке должны совпадать с размерными точками на изометрическом чертеже, чтобы измеренные и нарисованные значения сравнивались напрямую.

Какой метод измерения работает лучше всего: лента, тахеометр, лазерный трекер или 3D-сканирование?

Используйте стальную ленту для стандартных катушек ±3 мм, тахеометр для больших многоплоскостных катушек, лазерный трекер или шарнирный рычаг для ±1,5 мм или меньше, а также 3D-сканирование для захвата сложных существующих условий на объекте.

Ни один метод не является «лучшим» в каждом случае. Выбор правильного инструмента зависит от допуска, размера катушки и цены ошибки. Приведенное ниже сравнение основано на типичных характеристиках прибора.

Эмпирическое правило:прибор должен быть как минимум в три-четыре раза точнее, чем проверяемый допуск. Лента с реальной погрешностью ±2 мм не может обеспечить допуск ±1,5 мм.

Какие допуски по размерам применяются к катушкам труб из нержавеющей стали?

Не существует единой универсальной толерантности. ASME B31.3 фиксирует выравнивание фланца (1 мм на наклон 200 мм, смещение болтового отверстия 3 мм); все остальное, включая общую длину, определяется контрактом или спецификацией проекта.

Это удивляет многих покупателей. В стандарте ASME B31.3 указано, как выравнивать фланцевые соединения, а также выравнивать кольцевые сварные швы в пределах процедуры сварки и технического проекта. Он не публикует таблицу «допустимых ошибок длины катушки». Эти цифры берутся из вашего заказа на поставку, спецификации вашего клиента или международной структуры, такой как ISO 13920 для сварных конструкций.

Источник: ASME B31.3, параграф. 335.1(c) и 328.4 (столбец кода). Коммерческие и плотные столбцы представляют собой иллюстративные диапазоны, которые обычно встречаются в технических характеристиках изготовления. Это не требования кодекса. Решающую роль играет заказ на поставку или техническая спецификация.

Какой документ выигрывает, когда ограничивает конфликт?

ASME B31.3 гласит, что правила выравнивания фланцев применяются, «если иное не указано в инженерном проекте». На практике порядок следующий:(1)инженерный проект или спецификация клиента,(2)заказ на покупку,(3)минимум кода. Более жесткие ограничения проекта всегда превосходят более мягкие ограничения кода. Некоторые специалисты даже сокращают вдвое нормативный предел для выравнивания торцов фланца, используя 0,5 мм на 200 мм.

Как работает выравнивание отверстий под болты и почему ограничение в 3 мм имеет значение?

Отверстия для болтов должны располагаться поперек осевых линий фланца, а ответные отверстия могут быть смещены не более чем на 3 мм (ASME B31.3, параграф . 335.1(c)). На обычных фланцах смещение 3 мм оставляет менее 0,2 мм свободного места для болта.

Что означает «стрэддл».В стандартном фланце ASME B16.5 ни одно отверстие не находится на верхней, нижней или боковой осевой линии. Отверстия располагаются парами с обеих сторон. Если оба фланца изготовлены таким образом и оба приварены правильно, отверстия совпадают.

Почему 3 мм — это туго.На обычных фланцах классов 150 и 300 каждое отверстие примерно на 1/8 дюйма (3,2 мм) шире, чем болт. Если два отверстия смещены на 3 мм, свободный проход для болта равен диаметру отверстия минус 3 мм. Для фланца NPS 6 класса 150 (отверстия 7/8 дюйма, болты 3/4 дюйма) это отверстие составляет 22,2 – 3 мм=19.2 мм для болта 19,05 мм. Запас составляет всего 0,17 мм. Добавьте немного шероховатости резьбе, и болт не войдет.

Сколько вращение составляет 3 мм?Чем меньше фланец, тем больше означает небольшое смещение в градусах. Таблица преобразует смещение во вращение фланца по окружности болта.

Фланец на большой катушке достаточно повернуть менее чем на один градус, чтобы израсходовать весь припуск. Поэтому простой визуальной проверки недостаточно.

Как сохранить совмещенные отверстия для болтов во время изготовления

• Установите ориентацию перед лавированием.Отметьте на чертеже опорную осевую линию, затем прикрепите фланец с отверстиями, расположенными поперек этой линии.
• Используйте приспособление для выравнивания фланцев или штифты.Прикрепление фланца болтами к жесткому приспособлению удерживает вращение и наклон поверхности во время прихватки и сварки.
• Проверьте до и после сварки.Усадка сварного шва может привести к скручиванию фланца. Повторно измерьте смещение болтовых отверстий и наклон торца готовой катушки.
• Подтвердите ориентацию чертежа.Прежде чем разрезать какую-либо трубу, убедитесь, что на изометрии указано положение отверстия (на расстоянии друг от друга или на центральной линии в особых случаях).
• Не увеличивайте отверстия, чтобы скрыть ошибки.Запиливание отверстий ослабляет поверхность фланца и скрывает производственный дефект, который может вернуться в эксплуатацию.

​​​​​​​Как тип фланца влияет на сложность центровки?

Фланцы соединения внахлест легче всего выравнивать, поскольку они свободно вращаются; фланцы приварных горловин фиксируются прихватками; Надвижные фланцы добавляют вторую переменную, поскольку они также скользят по трубе.

Тип фланца определяет, когда и как «фиксируется» вращение. Приведенное ниже сравнение поможет вам выбрать тип, когда выравнивание отверстий под болты имеет решающее значение, например, при последней врезке участка трубы.

Как сварочная усадка и температура влияют на размеры катушки из нержавеющей стали?

Нержавеющая сталь перемещается больше, чем углеродистая сталь: она расширяется примерно на 40% больше при повышении температуры и удерживает тепло сварного шва на небольшой площади, поэтому деформируется сильнее. Измеряйте при стабильной, записанной температуре и планируйте припуски на основе сварочных испытаний.

Два свойства материала объясняют разницу. Аустенитная нержавеющая сталь имеетболее высокий коэффициент теплового расширенияизначительно более низкая теплопроводностьчем углеродистая сталь. Тепло остается вблизи сварного шва, а не распространяется, поэтому усадка и деформация увеличиваются.

Рабочий пример.Катушку типа 304 длиной 6 м измеряют в холодной мастерской при температуре 10 градусов и снова проверяют на дневном солнце при температуре 30 градусов. Шпуля 6000 мм × 17,2 × 10⁻⁶ × 20 градусов ≈2.1 mmдольше. Если допуск составляет ±3 мм, большая часть его использована только из-за колебаний температуры.

Практические способы контроля движения

• Рекордная температурас каждым отчетом о размерах и каждый раз измеряйте при одинаковой температуре (например, рано утром в магазине).
• Сбалансируйте последовательность сварки.Чередуйте стороны трубы и поочередно сваривайте противоположные стыки, чтобы компенсировать силы усадки.
• Ограничить подвод тепла и температуру между проходамисогласно квалифицированному WPS. Меньше тепла означает меньше искажений и защищает от коррозии.
• Оставьте припуск на обрезкуна одном конце, подгоняемом на месте, когда окончательный размер врезки неизвестен.
• Запустите пробную версию.Сварите пробное соединение с помощью собственной WPS и измерьте фактическую усадку. Используйте этот номер, а не общий.

Что такое практический рабочий процесс контроля размеров?

Используйте пять точек фиксации: компоненты при получении, сборка перед сваркой, после сварки, окончательный отчет и подготовка к отправке. Каждая точка фиксации имеет измерение, запись и правило «пройдено или не пройдено».

Проверка готовности (пункт 2) окупается. Перемещение фланца перед сваркой занимает несколько минут, а последующая его обрезка занимает несколько часов.

Каковы наиболее распространенные ошибки размеров и как их предотвратить?

Большинство ошибок катушки возникает по пяти причинам: совокупная ошибка измерения, вращение фланца, наклон торца, температура и сварочная деформация, и для каждой из них существует простой этап предотвращения.

Одно предупреждение о средствах правовой защиты.Не используйте сильный нагрев или удары молотком для выпрямления нержавеющей стали без квалифицированной процедуры. Неконтролируемый нагрев может вызвать сенсибилизацию и снизить коррозионную стойкость.

Как следует указывать контроль размеров в заказе на поставку?

Впишите в заказ на поставку допуск, точку отсчета, ориентацию фланцевого отверстия, условия измерения и формат отчета. Если они не записаны, применяются значения кода по умолчанию, и они более свободны, чем ожидают большинство проектов.

Нормативные допуски:общая длина, положение ответвления, наклон торца фланца и смещение болтовых отверстий, каждый из которых имеет номер и единицу измерения.

Базовый и справочный чертеж:номер изометрической редакции и какая точка является исходной.

Ориентация болтового отверстия:располагаться между осевой линией, если не указано иное.

Детали фланца:тип, класс давления, облицовка и отделка в соответствии с действующим стандартом (например, ASME B16.5).

Припуск на обрезку:какой конец обрезается по размеру и сколько миллиметров осталось.

Условия измерения:тип прибора, калибровка и эталонная температура (или требование ее записи).

Протоколы проверок:точки удержания, формат отчета и свидетели.

Маркировка и чистота:маркеры с низким содержанием хлора, только инструменты из нержавеющей стали, защищенные поверхности фланцев.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Каков стандартный допуск для катушки из нержавеющей стали?

A: Не существует единой универсальной толерантности. ASME B31.3 устанавливает пределы соосности фланцев (1 мм на 200 мм наклона поверхности, смещение болтовых отверстий 3 мм), но не устанавливает общие допуски на длину катушки. В большинстве коммерческих спецификаций для габаритных размеров используется около ±3 мм, а для критических соединений — ±1,5 мм. Решающую роль играет заказ на поставку или техническая спецификация.

Вопрос: Что означает «отверстия для болтов расположены поперек центральной линии»?

A: Это означает, что ни одно отверстие под болт не находится точно на вертикальной или горизонтальной осевой линии фланца. Вместо этого пара отверстий расположена одинаково с каждой стороны от центральной линии. Это стандартная ориентация фланцев ASME B16.5, и она позволяет соединить два фланца болтами, и никому не придется угадывать, какая сторона находится «вверх».

Вопрос: Насколько могут быть смещены отверстия под болты фланца в соответствии с ASME B31.3?

A: Если в инженерном проекте не указано иное, отверстия под болты фланца должны быть совмещены с максимальным смещением 3 мм (1/8 дюйма) согласно ASME B31.3, параграф . 335.1(c). Во многих проектах указывается более жесткий предел, например 1,5 мм, поскольку 3 мм оставляет очень мало зазора для прохождения болта.

Вопрос: Можно ли установить смещенную катушку на место с помощью болтов?

A: Этого не должно быть. Принудительная установка смещенного золотника на место фиксирует напряжение в трубопроводе и может привести к перегрузке фланцевых болтов, прокладок и патрубков оборудования. Закрепите катушку (переориентируйте, обрежьте или повторно приварите) вместо того, чтобы полагаться на натяжение болта, чтобы закрыть зазор.

Вопрос: Почему мне нужно записывать температуру при измерении катушки из нержавеющей стали?

A: Нержавеющая сталь расширяется примерно на 40% больше, чем углеродистая сталь. Катушка типа 304 длиной 6 м увеличивается примерно на 2 мм на каждые 20 градусов подъема. Это две трети типичного отклонения ±3 мм, поэтому измерения, проведенные в холодной тени и при жарком солнце, могут не совпадать.

Вопрос: Какой метод измерения следует использовать для катушек с жесткими допусками?

A: Для допусков ±1,5 мм или меньше, а также для присоединения к вращающемуся оборудованию используйте лазерный трекер или КИМ с шарнирным рычагом. Рулетки и лазерные дальномеры подходят для стандартных работ ±3 мм. Всегда проверяйте актуальность сертификата калибровки прибора.