Materials and classification of metal pipe fittings

Материалы и классификация металлических фитингов

Трубная арматура играет роль изменения направления, высоты или диаметра, закрывая конец трубы и выводя ответвления от основной трубы в системе труб. На нефтехимических заводах существует множество типов трубопроводов, сложных систем труб, различных форм и различной степени простоты и сложности. Существует также множество типов, материалов и количества используемой трубной арматуры. При выборе необходимо учитывать конкретное использование.

Классификация металлических фитингов

Существует множество типов фитингов для труб. Здесь мы представляем метод классификации, основанный на назначении, способе соединения, обработке и материале.

(1) Классификация по назначению ① Фитинги для труб, используемые для соединения труб друг с другом, включают: фланцы, муфты, хомуты для труб, наконечники, горловые хомуты и т. д. ② Фитинги для труб, которые изменяют направление труб: колена, отводы. ③ Фитинги для труб, которые изменяют диаметр труб: редукторы (редукционные трубы), редукционные колена, ответвительные площадки и арматурные трубы. ④ Фитинги для труб, которые увеличивают ответвления трубопровода: тройники и крестовины. ⑤ Фитинги для труб, используемые для герметизации трубопровода: прокладки, заглушки для труб, заглушки, головки и сварные заглушки. ⑥ Фитинги для труб, используемые для крепления трубопроводов: хомуты, буксировочные крюки, подъемные кольца, кронштейны, скобы, хомуты и т. д.

(2) По способу соединения они делятся на резьбовые фитинги, фитинги с обжимными кольцами, фитинги с зажимными кольцами, фитинги с раструбами, клеевые фитинги, фитинги с термоплавким клеем и фитинги с резиновыми кольцами.

(3) По способу обработки они делятся на фитинги для труб, изготовленные методом вдавливания, прессованные фитинги, кованые фитинги и литые фитинги.

(4) По классификации материалов они делятся на литые стальные фитинги, чугунные фитинги, фитинги для труб из нержавеющей стали, пластиковые фитинги, фитинги для труб из ПВХ, резиновые фитинги, графитовые фитинги, кованые стальные фитинги, фитинги для труб из ППР, сплавные фитинги, фитинги для труб из ПЭ и фитинги для труб из АБС. В данной статье трубопроводная арматура классифицируется по материалу с точки зрения характеристик сварки материала: трубопроводная арматура из углеродистой стали, трубопроводная арматура из легированной стали, трубопроводная арматура из нержавеющей стали, трубопроводная арматура из цветных металлов и трубопроводная арматура специального назначения.

Углеродистая сталь

Фитинги из углеродистой стали являются наиболее широко используемыми изделиями из фитингов для труб в настоящее время. Железные сплавы с содержанием углерода (массовая доля) от 0,02% до 2,04% в совокупности называются сталью. Обычно используемая сталь - углеродистая сталь, ее основными материалами являются 10, 20, Q235-A, 20g, 20G, 16Mn, ASTM A234, ASTMA105 и ASTM A403. Основная продукция включает в себя колена из углеродистой стали, фланцы из углеродистой стали, тройники из углеродистой стали, крестовины из углеродистой стали, переходники из углеродистой стали (большие и малые головки), головки из углеродистой стали и т. д.

Литая сталь

Фитинги из углеродистой стали в основном представляют собой литые стальные детали, а литая сталь (caststeel) — это общий термин для сплавов на основе железа, используемых для производства отливок, которые не подвергаются эвтектическому превращению в процессе затвердевания. Литая сталь — это сплав с железом и углеродом в качестве основных элементов, а содержание углерода составляет 0-2%. 3.2.3 Литая углеродистая сталь Литая сталь с углеродом в качестве основного легирующего элемента и небольшим количеством других элементов — это литая углеродистая сталь. Литая низкоуглеродистая сталь имеет содержание углерода менее 0,25%, литая среднеуглеродистая сталь имеет содержание углерода от 0,2% до 0,6%, а литая высокоуглеродистая сталь имеет содержание углерода более 0,6%. С увеличением содержания углерода прочность литой углеродистой стали увеличивается, а твердость увеличивается. Литая углеродистая сталь обладает высокой прочностью, пластичностью и вязкостью, а также низкой стоимостью.

Преимущества стального литья

(1) Большая гибкость конструкции Такая конструкция имеет наибольшую свободу выбора формы и размера отливки, особенно сложных форм и полых деталей. Кроме того, стальные отливки могут быть изготовлены с помощью уникального процесса литья стержней, которые легко формуются и меняют форму и могут быть быстро изготовлены по чертежам. Готовые изделия могут обеспечить быстрый отклик и сократить сроки поставки.

(2) Самая сильная гибкость и изменчивость в металлургическом производстве. Различные химические составы и организационные структуры могут быть выбраны для удовлетворения потребностей различных проектов. Требуемые механические свойства и свойства процесса могут быть получены с помощью различных процессов термообработки.

(3) Повышение общей прочности конструкции Благодаря высокой надежности проекта в сочетании с конструкцией снижения веса и более короткими сроками поставки, это может улучшить конкурентные преимущества с точки зрения цены и экономичности.

(4) Широкий диапазон изменения веса Небольшие стальные отливки могут весить всего 10 г, в то время как большие стальные отливки могут весить несколько тонн, десятков тонн или даже сотен тонн. По сравнению с коваными стальными деталями: Механические свойства стальных отливок одинаковы во всех направлениях, что превосходит кованые стальные детали. При проектировании некоторых высокотехнологичных изделий проектировщики должны учитывать характеристики материалов в трех направлениях, что подчеркивает преимущества литья. Независимо от веса, объема и количества, произведенного за один раз, стальные отливки могут легко изготавливать сложные формы и детали без концентрации напряжений. По сравнению со сварными конструкциями сварные конструкции более гибкие, чем кованые стальные детали с точки зрения формы и размера, но по сравнению со стальными отливками они имеют следующие недостатки. ① Легко деформируются во время сварки. ② Трудно сформировать обтекаемую структуру. ③ Высокое внутреннее напряжение во время сварки. ④ Сварка влияет на внешний вид и надежность детали. По сравнению с чугунными отливками и отливками из других сплавов: Литые стальные детали могут использоваться в различных рабочих условиях, а их механические свойства хуже, чем у отливок из других сплавов. Поглощение вибрации, износостойкость и подвижность стальных отливок не так хороши, как у чугунных отливок, а стоимость также выше, чем у чугунных отливок.

Фитинги из нержавеющей стали

Фитинги из нержавеющей стали также можно назвать трубными соединениями из нержавеющей стали. Они являются обычно используемыми соединительными деталями в трубопроводах, которые играют роль соединительных трубопроводов, изменения направления трубопроводов и соединения трубопроводов. Когда трубные соединения соединяются резьбой, спецификации резьбовых трубных соединений номинально маркируются наружным диаметром стальной трубы, поскольку соединение трубного соединения основано на наружном диаметре. При различных давлениях наружный диаметр стальной трубы и наружные размеры трубного соединения одинаковы, в то время как толщина стенки и внутренний диаметр различны. При низком давлении толщина стенки трубного соединения относительно тонкая, а внутренний диаметр относительно большой; при высоком давлении толщина стенки трубного соединения относительно толстая, а внутренний диаметр относительно маленький. При одинаковом расходе скорость потока немного выше при высоком давлении, чем при низком. Хотя внутренняя потеря давления трубы немного увеличивается при высоком давлении, относительное значение потери давления не увеличивается, а в большинстве случаев уменьшается. Поэтому оно основано на наружном диаметре и называется трубным соединением. Фитинги из нержавеющей стали включают в себя колена, тройники, крестовины, редукторы (конусные соединения), фланцы, фланцевые соединения и хомуты для труб. За исключением фланцев, эти фитинги для труб могут быть изготовлены из пластин из нержавеющей стали, которые свариваются после вырубки (резки). Фитинги для труб, обработанные таким образом, называются прессованными сварными фитингами для труб. Этот метод может использоваться для обработки и производства фитингов для труб, таких как колена, тройники, крестовины, редукторы (конусные соединения) и т. д. Его самым большим преимуществом является равномерная толщина стенки, короткая длина сварного шва и тот же срок службы, что и у стальных труб. Это продукт, разработанный для трубопроводов системы рециркуляции и главных паропроводов атомной энергетики для уменьшения точек сварки, повышения надежности и экономии времени проверки. Он изготавливается из бесшовных труб или сварных труб путем высокочастотного нагрева и гибки. Если используется грубая труба, колено обрабатывается кипячением при нагревании или в условиях нормальной температуры, и толщина стенки задней части колена будет уменьшена, что повлияет на эффект использования. Чтобы предотвратить истончение задней стенки колена, для гибки можно использовать грубые трубы с различной толщиной стенок специальной формы. Очевидно, что другие интегрированные фитинги для труб свариваются путем сварки фитингов для труб и стальных труб. С развитием труб из нержавеющей стали трубопроводы из нержавеющей стали используются в областях очистки питьевой воды, питьевой воды, холодной воды, горячей воды, морской воды, газа, медицинского газа и т. д. В результате этого компрессионные фитинги для труб из нержавеющей стали также получили широкое распространение. По этой причине проектирование, изготовление и приемка фитингов для труб также имеют соответствующие стандарты, такие как GB/T 19288.1-2003 «Компрессионные фитинги из нержавеющей стали», GB/T19228.2-2003 «Тонкостенные трубы из нержавеющей стали для компрессионных фитингов из нержавеющей стали» и CJ/T152-2001 «Компрессионные фитинги из нержавеющей стали». Классификация фитингов для труб из нержавеющей стали Фитинги для труб из нержавеющей стали являются одним из видов фитингов для труб. Они изготовлены из нержавеющей стали, поэтому их называют фитингами из нержавеющей стали. Они включают в себя колена из нержавеющей стали, тройники из нержавеющей стали, крестовины из нержавеющей стали, переходы из нержавеющей стали, головки из нержавеющей стали и т. д. Основные материалы из нержавеющей стали: 304, 304L, 316L, 316L и т. д.

По способу соединения их можно разделить на три категории

(1) Фитинги для труб из нержавеющей стали с раструбной сваркой Фитинги для труб из нержавеющей стали с раструбной сваркой (фитинги для труб из нержавеющей стали) представляют собой фитинги, которые вставляют трубы из нержавеющей стали в раструбную часть фитингов, а затем выполняют аргонодуговую сварку по краю фитингов. Это самый надежный способ соединения среди всех способов соединения. По различным сварным частям фитингов их можно дополнительно разделить на три типа: расширение скошенной кромки, расширение ступенчатой кромки и отсутствие расширения. Технические характеристики фитингов для труб из нержавеющей стали с раструбной сваркой обычно составляют DN15~DN100.

(2) Фитинги для труб из нержавеющей стали со стыковой сваркой Фитинги для труб из нержавеющей стали со стыковой сваркой представляют собой фитинги, которые свариваются вдоль шва трубы из нержавеющей стали и фитинга с помощью круга аргонодуговой сварки. Как правило, необходимо обработать сварочную канавку. Фитинги для труб со стыковой сваркой обычно используются для сварки трубопроводных систем из нержавеющей стали с большими техническими характеристиками.

(3) Прессованные фитинги из нержавеющей стали Прессованные фитинги обладают характеристиками надежного и безопасного соединения, удобной и быстрой конструкции, подходят для встроенного монтажа, не требуют технического обслуживания и относительно экономичны. Принцип работы пресс-фитингов заключается в том, чтобы вставить тонкостенную трубу из нержавеющей стали в гнездо пресс-фитингов и использовать специальный пресс-инструмент для зажима трубы из нержавеющей стали в фитингах. Поперечное сечение зажимной части имеет шестиугольную форму. Труба из нержавеющей стали и фитинг герметизированы уплотнительным кольцом, что делает его устойчивым к утечкам, растяжению, вибрации и высокому давлению. Поэтому это более продвинутый соединитель в прямой системе питьевой воды, системе водопроводной воды, системе отопления, паровой системе, промышленной системе нефтепровода и промышленной системе газопровода. Подходит для водопроводных, нефтяных, газовых и других трубопроводных соединений.

Применение труб из нержавеющей стали

① Колена из нержавеющей стали используются там, где трубы поворачиваются.

② Фланцы из нержавеющей стали используются для соединения труб друг с другом и присоединения к концам труб.

③ Тройники из нержавеющей стали используются там, где сходятся три трубы.

④ Четырехходовые трубы из нержавеющей стали используются там, где сходятся четыре трубы.

⑤ Редукторы из нержавеющей стали используются там, где соединяются две трубы разного диаметра.

Меры предосторожности при сварке фитингов из нержавеющей стали

① Обязательно используйте источник питания с вертикальными внешними характеристиками и используйте положительную полярность для постоянного тока (сварочная проволока подключена к отрицательному полюсу).

② Обычно подходит для сварки тонких труб менее 6 мм, с красивым формированием сварного шва и небольшой сварочной деформацией.

③ Защитный газ — аргон чистотой 99,99%. При сварочном токе 10–50 А расход аргона составляет 8–15 л/мин; при токе 50–250 А расход аргона составляет 12–15 л/мин.

④ Длина вольфрамового электрода, выходящего из газового сопла, предпочтительно составляет 4-5 мм, 2-3 мм в местах со слабой защитой, таких как угловая сварка, и 5-6 мм в местах с глубокими канавками. Расстояние от сопла до заготовки обычно не превышает 5 мм.

⑤ Чтобы предотвратить появление пор сварки, свариваемые детали необходимо очистить от ржавчины, масла и т. д.

⑥ Длина сварочной дуги предпочтительно составляет 2-4 мм при сварке обычной стали и 3 мм при сварке нержавеющей стали. Если она слишком длинная, защитный эффект будет недостаточным.

⑦ При стыковой сварке, чтобы предотвратить окисление задней части нижнего шва, также требуется газовая защита с задней стороны.

⑧ Для того чтобы аргоновый газ хорошо защищал сварочную ванну и облегчал сварочные операции, центральная линия вольфрамового электрода и свариваемой детали должны, как правило, поддерживать угол 80°-85°, а угол между присадочной проволокой и поверхностью заготовки должен быть как можно меньше, как правило, около 0°. ⑨ Ветрозащита и вентиляция. В ветреных местах следует устанавливать экраны, а в помещении следует принимать соответствующие меры по вентиляции.

Фитинги для труб из цветных металлов

Фитинги для труб из цветных металлов в основном изготавливаются из труб или стальных пластин, которые изгибаются и свариваются на месте. Для стальных труб размером менее DN125, когда рабочее давление составляет менее 0,6 МПа (манометрическое давление) и разборка не требуется, независимые фитинги для труб в основном не используются, но короткие трубы изгибаются и напрямую привариваются к трубопроводу; если давление высокое или требуется частая разборка и очистка, следует изготавливать независимые фитинги для труб, а затем присоединять их к трубопроводу с помощью фланцев. Фитинги для труб из цветных металлов в основном включают медные фитинги для труб, алюминиевые фитинги для труб, титановые фитинги для труб, никелевые фитинги для труб, фитинги для труб с горячим цинкованием и т. д.

Фитинги для медных труб

Медные фитинги для труб относятся к трубным фитингам, таким как соединения, фланцы и тройники, изготовленные из медных металлических материалов. По мере увеличения содержания цинка в латунных фитингах для труб их цвет постепенно меняется с золотисто-красного на желтый, золотисто-желтый и белый. Содержание цинка обычно не превышает 50%. Он обладает высокой пластичностью и прочностью, хорошей формуемостью и широко используется. Его можно использовать для изготовления различных сложных холодноштампованных и глубокоштампованных деталей, фитингов волноводных и конденсаторных труб, а также механических и электрических деталей.

(1) Классификация ① По функции. Он делится на муфтовые соединения, переходы, колена 90°, колена 45°, тройники, редукционные тройники, крестовины, редукционные крестовины, соединения, фланцы и трубные хомуты. ② По способу соединения. Он делится на сварку враструб, резьбовое соединение и фланцевое соединение. ③ По материалу. Он делится на красную медь, латунь и бронзу. ④ По назначению. Он подразделяется на водопроводную арматуру, арматуру для систем кондиционирования воздуха, арматуру для холодильных труб и сборку труб для водонагрева.

(2) Проверка положительных и отрицательных допусков диаметра стандартной трубной арматуры, стандартов толщины стенок, длины раструба, внутренней и внешней отделки стенок, давления и температуры.

(3) Состав материала Трубная арматура должна быть изготовлена из меди марки UNS C10200, C12000 или C12200 или медного сплава марки UNS C23000. Допустимое напряжение можно найти в соответствующем стандарте ASME. Другие медные и медные сплавы допускаются, если химический состав соответствует следующим требованиям: w (Cu) ≥ 84%, w (Zn) ≤ 16%, а трубная арматура, изготовленная из медного сплава, соответствует всем требованиям механической и коррозионной стойкости конечного использования трубной арматуры. Медные сплавы не должны содержать компонентов, которые запрещено сочетать с трубами или другой трубной арматурой.

Алюминиевые фитинги для труб Относительные преимущества алюминиевых фитингов для труб следующие.

(1) Легкий вес: Алюминиевые фитинги для труб легче, чем другие материалы, что позволяет сэкономить на транспортировке и обработке.

(2) Хорошая прочность: Механические свойства алюминиевых фитингов для труб не так хороши, как у стали, но прочность выше. Для изготовления алюминиевых сплавов можно добавлять такие легирующие элементы, как медь, магний и марганец, а затем подвергать термической обработке для получения высокой прочности.

(3) Красивый, подходит для различных видов обработки поверхности: Алюминиевые фитинги для труб и фитинги из их сплавов имеют оксидную пленку на поверхности, которая серебристо-белая и относительно красивая. При окислении оксидная пленка на поверхности будет прочнее, и ее также можно красить и окрашивать, чтобы создать поверхность различных цветов и блеска.

(4) Хорошая коррозионная стойкость: Алюминиевые и алюминиевые фитинги для труб могут образовывать твердую и плотную оксидную пленку на поверхности, и многие вещества не разъедают ее.

(5) Химическая стойкость: Алюминиевые фитинги для труб не вступают в реакцию с такими химикатами, как азотная кислота, ледяная уксусная кислота и перекись водорода, и обладают очень хорошей химической стойкостью.

(6) Отсутствие магнетизма: Алюминиевые фитинги для труб немагнитны.

(7) Нетоксичны: Сам по себе алюминий нетоксичен, поэтому алюминиевые фитинги для труб больше подходят для таких отраслей, как медицинское оборудование и пищевая промышленность.

(8) Устойчивость к низким температурам: При низкой температуре прочность алюминиевых фитингов для труб увеличивается, а не становится хрупкой, поэтому это идеальный материал для низкотемпературных устройств.

Титановые фитинги для труб

(1) Классификация фитингов из титановых труб Фитинги из титановых труб, фитинги из титановых сварных труб, тройники из титановых сварных труб, локти из титановых сварных труб, кольца из титановых сварных труб, переходники из титановых труб, тройники из титановых труб, локти из титановых труб, кольца из титановых фланцевых соединений для стыковой сварки.

(2) Принцип работы фитингов из титановых труб Фитинги из титановых труб — это трубы, которые соединяют различное титановое оборудование и используются для потока материала между различным оборудованием. Фитинги из титановых труб обладают коррозионной стойкостью самого титана, поэтому они могут заменять обычные трубы и использоваться в местах, где обычные трубы не могут удовлетворить потребности. Как правило, трубы диаметром более 108 мм — это сварные трубы из титана.

(3) Характеристики фитингов из титановых труб ① Отличная коррозионная стойкость во многих средах. ② Низкая плотность, высокая прочность и легкий вес оборудования. ③ Гладкая поверхность, отсутствие грязи и значительно сниженный коэффициент загрязнения.

(4) Фитинги из титановых труб широко используются в химической, нефтяной, металлургической, легкой промышленной технике, приборостроении, производстве электроэнергии, опреснении морской воды, медицинском оборудовании, производстве хлорщелочной соли, гальванике, охране окружающей среды, медной промышленности и других отраслях.

(5) Материал TA1/TA2/TA9/TA10/TC4.

(6) Преимущества Самым большим преимуществом фитингов из титановых труб является то, что они могут быть на 100% переработаны, что является экологически чистым, энергосберегающим и ресурсосберегающим. Кроме того, плотность фитингов из титанового сплава низкая, что значительно снижает фактический вес изделия и удобно для использования во многих отраслях.

Фитинги из никеля

(1) Характеристики Отличная коррозионная стойкость к горячим концентрированным щелочным растворам; отличная коррозионная стойкость к щелочным и нейтральным растворенным средам солей, таким как карбонаты, нитраты, оксиды и ацетаты; устойчив к коррозии жирными кислотами.

(2) Применение Применяется в щелочной промышленности, производстве хлорщелочных химикатов и органических хлоридов, пищевой промышленности, в среде высокотемпературной галогенной и солевой коррозии, в электронных приборах, водоподготовке и различном оборудовании, устойчивом к воздействию сильных щелочей.

Фитинги для труб, оцинкованные горячим способом

Горячеоцинкованные фитинги для труб относятся к фитингам для труб, которые были оцинкованы.

(1) Классификация Горячеоцинкованные фитинги для труб включают оцинкованные колена, оцинкованные фланцы, оцинкованные колена, оцинкованные переходники и оцинкованные головки.

(2) Характеристики Толстый оцинкованный слой с такими преимуществами, как равномерное покрытие, прочная адгезия и длительный срок службы. Основание трубы подвергается сложным физическим и химическим реакциям с расплавленным раствором гальванопокрытия, образуя коррозионностойкий слой цинково-железного сплава с плотной структурой. Слой сплава интегрирован со слоем чистого цинка и основанием трубы, поэтому он имеет сильную коррозионную стойкость. Электрогальванизация имеет низкую стоимость, но поверхность не очень гладкая, а ее коррозионная стойкость намного хуже, чем у горячеоцинкованных труб. Основная цель оцинкования — повысить коррозионную стойкость самой трубы.

(3) Применение Горячеоцинкованные трубы в основном используются в трубопроводных проектах, таких как газопроводы и отопление. Если корпус стальной трубы необходимо оцинковать для защиты от коррозии, ее соединительные трубы также должны быть оцинкованы.

(4) Производственный процесс Основной производственный процесс горячеоцинкованных труб: обезжиривание → промывка → травление → очистка → погружение в гальванопокрытие → сушка горячим воздухом → горячее цинкование → внутренняя и внешняя продувка → охлаждение → пассивация и промывка.