Чаму фітінгі з супердуплекснай нержавеючай сталі падвяргаюцца зашліфоўванню — і як прадухіліць прыліпанне нарэзкі падчас ўстаноўкі

Чаму фітінгі з супердуплекснай нержавеючай сталі падвяргаюцца зашліфоўванню — і як прадухіліць прыліпанне нарэзкі падчас ўстаноўкі

Вы абралі супердуплекс (напр., UNS S32750 / 2507) дзеля яго выдатнай стойкасці да хларыдаў і высокай міцнасці. Фітінгі прыбылі, нарэзка выглядае чыстай, і ваша брыгада пачынае зборку.

І тады гэта адбываецца: на палове працэсу затугі фітінг заблакаваўся. Прыкладанне большага ўзроўню сілы толькі пагоршвае становішча. Нарэзка зашчыпляецца — разрываецца і зварваецца разам. Цяпер вам прыйшлося адрэзаць заблакаваны фітінг, замяніць яго і затрымаць увесь спул.

Прыліпванне — гэта найбольш распаўсюджаная скарга ў эксплуатацыі нарэзных фітінгаў з супердуплекснай нержавеючай сталі. Гэта не матэрыяльны дэфект — гэта прадказуемае фізічнае паводзіны. І пры выкарыстанні правільных тэхнік яго можна цалкам пазбегнуць.

Гэты даведнік тлумачыць чаму супердуплексная сталь асабліва падвяргаецца прыліпванню і прапануе вам правераныя метады прадухілення заклінання нарэзкі пры ўстаноўцы.

1. Што такое прыліпванне? Кароткі нагадванне

Прыліпванне — гэта форма моцнага адгезыйнага зносу. Калі дзве металічныя паверхні змяшчаюцца пад ціскам — напрыклад, пры затугі нарэзкі — мікраскапічныя выступы (ашэрыты) зварваюцца, а потым адрываюцца. Гэта прыводзіць да пераносу матэрыялу з адной паверхні на іншую, утвараючы шарокую, няроўную паверхню, якая хутка заклінае.

Прыліпванне можна распазнаць па:

• Паступовым павелічэнні супраціву пры затугі – не роўны, а рывковы ці ўсё больш цяжкі.

• Бляскучыя, разарваныя вяршыні нітак – бачныя следы заедання выглядаюць як размазаны або адцягнуты метал.

• Поўнае заклінаванне – вы не можаце адкруціць злучэнне, не пашкодзіўшы нарэзку.

Заеданне — гэта не ржавчына, не перакручванне нарэзкі і не ператягванне (хоць ператягванне пагоршвае праблему). Гэта металаўдзельніцкая праблема і праблема якасці паверхні.

2. Чаму супердуплекс асабліва падвяргаецца заеданню

Супердуплексныя нержавеючыя сталі (напрыклад, 2507, 255 і Z100) маюць тры характарыстыкі, якія робяць іх «магнітамі» для заедання:

А. Высокі каэфіцыент умацнення пры апрацоўцы

Аўстэнітныя нержавеючыя сталі (316L) умацняюцца пры апрацоўцы. Але супердуплекс умацняецца яшчэ хутчэй дзякуючы сваёй ферытнай фазе (~40–50%). Пад ціскам кантакту нарэзкі паверхня ўмацняецца амаль адразу, што павялічвае тэрціе і спрыяе адгезіі.

B. Нізкая цеплаправоднасць

Цепла, якая ўзнікае пры затягванні (трыціе), рассейваецца павольна. Месцавыя тэмпературы могуць рэзка падвысіцца да значэнняў, дастатковых для размякчэння шарункоў, што спрыяе мікрозварачванню. Гэта горш, чым у вугляродыстай сталі або нават у сталі 316L.

C. Шчыльны аксідны слой — але лёгка парушаецца

Супердуплекс утварае моцную плёнку аксіду храму, якая звычайна зніжае схільнасць да заедання. Аднак пры першым кантакце рэзьбы гэтая плёнка можа быць здзіраная, адкрываючы голы актыўны метал. Голы супердуплекс — з высокім утрыманнем нікелю і храму — мае моцную тэндэнцыю да самазлучэння.

Параўнанне схільнасці да заедання (ад найгоршай да найлепшай):

• Найгоршая: 316L (аўстэнітная) — вядомая праблема заедання.

• Вельмі высокая: Супер Дуплекс (2507) — часта горш, чым у 316L, з-за большай міцнасці і зместу ферыту.

• Сярэдняя: дуплекс 2205 — менш схільны да заедання, чым супердуплекс, але ўсё ж патрабуе асцярожнасці.

• Нізкая: вугляродыстая сталь (аксідны слой мякчэйшы, менш прыліпальны).

• Найменшы рызыка: рэзьба з бронзавага або ПТФЭ-пакрыццем.

Так, супердуплекс — гэта сплав з высокім рызыкам для рэзьбавых злучэнняў.

3. Выдаткі на застрэўшую фурнітуру

Адзін застрэўшы фітінг супердуплекс дыяметрам 1 цалю можа каштаваць ад $50 да $150. Але агульныя выдаткі ў палі на выпадак застрэвання:

• Выразанне застрэўшага фітінга — 1 гадзіна працы + абразіўны дыск для пілы.

• Замена новым фітінгам — кошт матэрыялу + дастаўка.

• Паўторная апрацоўка сумежных труб — паўторнае нарэзанне рэзьбы або замена адсеку трубаправода.

• Затрымка праекта — калі гэта крытычны шлях, то дзённы простой у памеры ад $10 000 і больш за гадзіну.

• Зняты з эксплуатацыі агрэгат — калі задзірванне пашкоджвае прылягаючую фланец або клапан.

Адзін клапан супер дуплекснай сталі з задзірванымі рэзьбамі (напр., кульковы клапан 4-дзюймавы з маркі 2507) можа каштаваць 5 000 дол. ЗША на замену, плюс два дні простаю вытворчасці . Прадухіленне значна таннейшы варыянт.

4. Метад прадухілення № 1: Выкарыстоўвайце правільную смазку — не збірайце без смазкі

Ніколі не збірайце рэзьбы супер дуплекснай сталі без смазкі. Каэфіцыент тэрця для незмазанай нержавеючай сталі па нержавеючай сталі складае 0,5–1,0. Пры выкарыстанні адпаведнай смазкі ён паніжаецца да 0,1–0,2, што рэзка зніжае рызыку задзірвання.

Схваленыя смазкі для супер дуплекснай сталі:

Устрымлівацца ад: WD-40, звычайная смазка, маторнае алей або сухая зборачная сумесь. Усе яны або выпарваюцца, або не маюць адзінак пры вышэйшым ціску, або прыцягваюць пыл.

Правіла ўжывання:

• Нанесіце тонкі, роўны пласт на толькі мужскія нарэзкі . Занадта шмат антыпрыліпкавай сумесі можа прывесці да гідравлічнага заблокавання або забруджвання сістэмы.

• Для ПТФЭ-стружкі: наматайце 2–3 віткі ў напрамку затугі. Потым нанясіце тонкі пласт антыпрыліпкавай сумесі на стружку для атрымання лепшай змашчальнасці.

5. Метад прафілактыкі №2: кантроль моманту ўстаноўкі — не «навукоўвайце» затугу

Захапленне часта пачынаецца, калі манцёр перавышае рэкамендаваны момант затугі, асабліва на меншых дыяметрах (½" да 2").

Рэкамендаваная практыка затугі нарэзных фітингаў супердуплекснай сталі:

• Выкарыстоўвайце адкалібраваны ключ-тэрмометр – гэта не трубны ключ ці прымусовая сіла.

• Дотрымвайцеся кіраўніцтва ASME B1.20.1 (NPT) або B1.20.2 (BSP) – для нержавеючай сталі выкарыстоўвайце ніжні канец дыяпазону круцяльнага моманту.

• Тыпавыя значэнні круцяльнага моманту (NPT, супер дуплексная сталь 2507, змашчаная):

Сухая зборка патрабуе на 50 % большага круцяльнага моманту — і нясе рызыку прыліпвання.

Метад затягвання:

• Затварыць рукой + 1–2 абароту для нарэзкі NPT (зужанай нарэзкі). Спыніцеся, калі адчуеце раптоўнае павелічэнне супраціву — гэта мяжа прыліпвання.

• Калі супраціў адчуваецца нероўна або «скрыпуча» — негадзя спыніцеся. Адкруціце, праверце нарэзку, ачысціце яе, нанясіце смазку зноў і паўтарыце спробу.

6. Метад прафілактыкі №3: Аптымізацыя апрацоўкі паверхні і пакрыцця нарэзкі

Якасць апрацоўкі паверхні нарэзкі рэзка ўплывае на прыліпванне. Грубая нарэзка (Ra > 1,6 мкм) мае больш шарпутоў, якія могуць зварвацца.

Што трэба вызначыць пры заказе фітингаў супер-дуплексу:

• Нарэзка ролікаваннем — замест нарэзкі рэзаннем. Пры ролікаванні паверхня ўмацоўваецца ў выніку пластычнай дэфармацыі, але гэта сапраўды павышае вагавую вытрымальнасць і можа забяспечыць больш гладкую паверхню (Ra 0,4–0,8 мкм), калі працэс выкананы правільна. Аднак ролікаваная нарэзка таксама можа быць больш падвержанай прыліпванню, калі ў працэсе ролікавання застаюцца вострыя мікра-крайкі. A лёгкае другаснае паліраванне або электролітычнае паліраванне дапамагае.

• Электралітычна апрацаваныя рэзьбы – Электралітычнае паліраванне выдаляе мікра-зазубрыны і згладжвае паверхню (Ra < 0,4 мкм). Таксама гэта ўбагачае слой аксіду храму. Гэта лепшы стан паверхні для супраціву зацяканню, асабліва ў чыстых умовах эксплуатацыі (фармацэўтыка, харчовая прамысловасць, высокачыстая вада).

• Пакрыцце з ПТФЭ або Ксілан – На некаторых фітингах супердуплекснай сталі даступныя заводскія пакрыцці з нізкай тэрцю. Яны выдатныя, але павялічваюць кошт і тэрміны выканання.

Калі вы не можаце атрымаць фітінгі з пакрыццем ці электралітычна апрацаванымі рэзьбамі, паліраванне на месцы з дапамогай тонкай абразіўнай падкладкі (напр., Scotch-Brite) з наступнай тэмпературнай чысткай — аднак гэта менш надзейны метад.

7. Метад прафілактыкі № 4: Уважліва падбіраць матэрыялы

Задзіранне найбольш выразнае, калі аднолькавыя матэрыялы труцяцца адзін аб адзін. Рознародныя металы задзіраюцца менш.

Опцыі:

• Выкарыстоўвайце 2205 дуплексны ўнутраны рэзьбавы злучальнік з супердуплексным знешнім рэзьбавым злучальнікам – 2205 мае крыху ніжшую міцнасць і іншую мікраструктуру, што зменшвае тэндэнцыю да задзірання. Але праверце даваўныя ціскі і сумяшчальнасць па карозіі.

• Выкарыстоўвайце ўстаўку з бронзы або нікель-медзі (Манэль) – Для вельмі вялікіх або часта разбіраемых злучэнняў можна ўсталяваць рэзьбавую ўстаўку з рознароднага сплаву. Дарагая, але цалкам выключае задзіранне.

• Убягайцеся злучэнняў «нержавейка-нержавейка» – Калі магчыма, замест рэзьбавых злучэнняў для супердуплексных матэрыялаў выкарыстоўвайце фланцавыя або стыкавыя зварныя злучэнні. Рэзьба проста мае высокі рызыка.

Найбольш прыдатнае практычнае рашэнне на месцы:

Калі неабходна злучыць супердуплексны ўнутраны рэзьбавы злучальнік са супердуплексным знешнім рэзьбавым злучальнікам, выкарыстоўвайце нікелевы антызаклініўны склад + кантроль моманту завароту гэта камбінацыя працуе ў больш як 95% выпадкаў.

8. Метад прафілактыкі №5: Чысціння і агляд перад зборкай

Загрязненне — гэта схаваны паскаральнік заедання. Пыл, адходы апрацоўкі ці забруджванні выступаюць у ролі абразіўных часціц, якія парушаюць аксідную плёнку.

Кантрольны спіс перад зборкай:

• Зняць усе абаронныя калпачкі з рэзьбы — пластыковыя ці картонныя адходы часта застаюцца.

• Візуальна аглянуць рэзьбу — Шукайце размазаныя вяршыні, заусені ці следы вібрацый пры апрацоўцы. Калі рэзьба пашкоджана, не выкарыстоўвайце яе — вярніце пастаўшчыку.

• Ачысціць рэзьбу — Пратрацеце веткай, якая не сыпецца, з ацэтонам або іза-пропілавым спіртам. Выдаліце ўсё рэжучая алей, мастила і металічныя адходы.

• Праверце на наяўнасць ржавіны – Супердуплекс не павінен ржавець. Калі вы бачыце карычневае плямістасць, гэта можа быць убудаваная вугляродная сталь з-за няўдалага абходжання – гэта выкліча пітінг у будучыні, але таксама павялічвае зварванне ўжо цяпер. Адмовіцеся.

• Нанясіце смазку – Толькі пасля чысткі.

9. Што рабіць, калі пачаўся зварванне ў працэсе ўстаноўкі

Нават пры ўжыванні захадаў перадастарожнасці зварванне можа пачацца. Вось як выратаваць сітуацыю:

1. Негадзя негадзя адразу спыніце падцягванне. Не прымушайце – гэта назаўсёды заварыць рэзьбу.

2. Легка павярніце ў зваротным напрамку – Паспрабуйце адкруціць на ¼ абарота. Калі рухаецца, вы знялі ціск.

3. Зняць фітынг – Калі ён адкруціўся, поўнасцю адкруціце.

4. Праверыць рэзьбу – Нязначнае размазванне можна выправіць з дапамогай рэзьбавага апілка ці плашкі. Сур'ёзнае прыляпанне (разарваны метал) азначае, што фітынг падлягае спісанню.

5. Паўторна ачысціць і змасціць дадатковай нікелевай антыпрыварнай саставай.

6. Забраць з меншым круцяным момантам – Калі прыляпанне пачынаецца зноў у тым жа месцы, фітынг несправаны. Замяніце яго.

Ніколі не выкарыстоўвайце электраінструменты (ударныя гайкоўкі) на рэзьбе супердуплексу. Высокая хуткасць і ўдарнае нагрузкаванне гарантуе прыляпанне.

Рэзюмэ: Палёвы праваднік па прадухіленні галінга

Апошняе слова

Фітінгі для труб з супердуплекснай нержавеючай сталі забяспечваюць непараўнальную стойкасць да карозіі ў марской вадзе, хларыдах і кіслотах. Але гэтая ж высокапрочная металаўргія з павышанай твёрдасцю пры апрацоўцы робіць іх падазронымі ў адносінах да задзірання — асабліва на нарэзаных злучэннях.

Добрыя навіны: задзіранне можна прадухіліць. З дапамогай падыходнага смазачнага матэрыялу, кантролю велічыні круцяльнага моманту, чыстых рэзьбаў і якаснай апрацоўкі паверхні , вы можаце надзейна збіраць фітінгі супер дуплекс без прыліпвання, паўторнай апрацоўкі ці браку.

Памятайце: $10tubeofnickeлаnti-seizeаndа$200 тарцыйны ключ — гэта самая танная страхаванне супраць паламкі ў полі на $5 000.