Ковани вс ливена наспрам резане плоче: поређење процеса производње прирубница

Три основна производна процеса производе прирубнице које се користе у системима цевовода: ковање, ливење и сечење од плоча. Сваки метод производи прирубнице са различитим механичким својствима, унутрашњом чврстоћом и карактеристикама трошкова. Разумевање ових разлика помаже купцима и инжењерима да одреде одговарајући производни метод за сваку примену.

Метода производње утиче на зрнасту структуру прирубнице, порозност, унутрашњу чврстоћу и на крају на њене механичке перформансе у раду. Ковање производи врхунски проток зрна усклађен са контуром прирубнице, што резултира највећом чврстоћом и отпорношћу на замор. Ливење омогућава сложене облике и велике количине производње уз ниже-јединичне трошкове, али са већим ризиком од унутрашњих дефеката. Сечење од плочастог материјала је економично за велике пречнике, али му недостаје предност протока зрна као што је ковање. Захтеви кода често налажу специфичне производне методе за одређене услуге, при чему су коване прирубнице потребне за критично високе-притиске и високе-прилике.

Ковање је најчешћи начин производње за АСМЕ Б16.5 прирубнице, посебно за величине до НПС 24 и виших класа притиска. Процес укључује загревање челичне гредице до температуре ковања (обично 1900-2300 степени Ф) и формирање у облику помоћу ковачког чекића или пресе. Вруће обликовање производи континуирани ток зрна који прати контуру прирубнице, што резултира супериорним механичким својствима укључујући чврстоћу, дуктилност и отпорност на замор. Коване прирубнице имају минималну порозност и одличну унутрашњу чврстоћу у поређењу са одливцима. Већина критичних сервисних прирубница је кована како би се осигурала максимална поузданост.

Имовина	Ковани	Цаст	Цут Плате
Граин Флов	Континуирано, прати контуру	Изотропно, без оријентације зрна	Само смер котрљања
Интернал Соунднесс	Одлична, минимална порозност	Променљива, ризик од порозности	Добар (квалитет плоче)
Механичка снага	Највиша	Умерено	Умерено
Отпорност на умор	Одлично	Добро	Добро
НДТ Ресултс	Најдоследнији	Највише променљива	Доследан
Мак Сизе	Ограничено капацитетом ковања	Практично неограничено	Неограничено (тањир)
Релативни трошак (мала количина)	Умерено	Високо (алат)	Ниско
Релативни трошак (велика количина)	Умерено	Најниже	Високо

Ливење подразумева изливање растопљеног метала у калуп и омогућавање му да се стврдне у облику прирубнице. Процес је економичан за сложене геометрије прирубница и велике количине производње јер је почетни трошак алата за калуп распоређен на многе јединице. Међутим, структура ливеног зрна је изотропна и нема усмерену оријентацију отковака. Ливене прирубнице имају већи ризик од унутрашњих дефеката, укључујући порозност, шупљине скупљања и не-неметалне инклузије. Прихватљиви су за апликације које нису-критичне, ниског притиска- према важећим кодовима, али су забрањене неким кодовима за опасне услуге.

Прирубнице резане плоче се обрађују директно од ваљане челичне плоче, обично за велике пречнике изван стандардних могућности ковања (изнад НПС 24). Профил прирубнице се исече из плоче плазмом, ласером или воденим млазом, а затим машински обрађује до коначних димензија. Прирубнице резане плоче немају предност у протоку зрна јер смер котрљања плоче обезбеђује снагу само у равни плоче. Они су ограничени на ниже класе притиска због ограничења дебљине плоче и најчешћи су за структуралне и не-критичне примене цевовода где би цена великих кованих или ливених прирубница била превисока.

Коване прирубнице доследно обезбеђују најбољу комбинацију механичких својстава, унутрашње чврстоће и поузданости. Шема тока зрна у кованој прирубници прати контуру прирубнице, пружајући максималну снагу тамо где је најпотребнија. Ливене прирубнице могу постићи прихватљива својства за многе примене, али имају најпроменљивије резултате НДТ због инхерентне варијабилности процеса ливења. Прирубнице резане плоче имају својства која одговарају смеру ваљања плоче, који је мање уједначен од омнидирекционих својстава ковања. За цикличне примене и апликације са високим{4}}напоном, коване прирубнице су пожељан избор.

Ковање има умерене трошкове алата и исплативо је-за умерене до велике производне количине. Ливење има високу почетну цену алата (израда шаблона), али најнижу цену по-јединици при великим количинама. Плоча за сечење нема трошкове алата и најекономичнија је опција за мале количине у великим величинама. Трошкови машинске обраде су слични за све методе када се добије груби облик. Трошкови термичке обраде варирају у зависности од материјала и потребних механичких својстава, при чему су неке врсте легура захтевале скупе циклусе термичке обраде након -ковања.

АСМЕ Б16.5 дозвољава прирубнице произведене ковањем, ливењем или сечењем од плоче, под условом да су испуњени захтеви спецификације материјала и механичких својстава. Неке спецификације материјала посебно захтевају коване производе (нпр. АСТМ А182), док друге дозвољавају више метода производње. Неки кодови постројења и спецификације власника забрањују ливене прирубнице за одређене опасне услуге због већег ризика од унутрашњих кварова. Захтеви за следљивост се примењују без обзира на метод производње, а захтеви за испитивање утицаја су-независни од метода. Кључни закључак је да коване прирубнице обезбеђују најбољу снагу и поузданост за критичне услуге, док ливене и плочасте прирубнице служе за специфичне не-некритичне примене.