Torusüsteemides kasutatavad äärikud toodavad kolm peamist tootmisprotsessi: sepistamine, valamine ja plaadist lõikamine. Iga meetodiga saadakse erinevate mehaaniliste omaduste, sisemise tugevuse ja kuluomadustega äärikud. Nende erinevuste mõistmine aitab ostjatel ja inseneridel määrata iga rakenduse jaoks sobiva tootmismeetodi.
Ääriku tootmise ülevaade
Tootmismeetod mõjutab ääriku terastruktuuri, poorsust, sisemist tugevust ja lõpuks selle mehaanilist jõudlust kasutusel. Sepistamine tagab ääriku kontuuriga joondatud suurepärase teravoolu, mille tulemuseks on suurim tugevus ja väsimuskindlus. Valamine võimaldab keerukaid kujundeid ja suuri tootmismahte madalamate-ühikuhinnaga, kuid suurema sisemiste defektide riskiga. Plaadimaterjalist lõikamine on suure läbimõõdu puhul ökonoomne, kuid sellel puudub sepistamise eelis. Koodinõuded nõuavad teatud teenuste jaoks sageli spetsiifilisi tootmismeetodeid, kusjuures kriitiliste kõrge{5}}rõhu ja{6}}temperatuuri rakenduste jaoks on vaja sepistatud äärikuid.
Sepistatud äärikud
Sepistamine on ASME B16.5 äärikute kõige levinum tootmismeetod, eriti kuni NPS 24 ja kõrgemate surveklasside puhul. Protsess hõlmab terastooriku kuumutamist sepistamistemperatuurini (tavaliselt 1900–2300 kraadi F) ja selle vormimist sepistamisvasara või pressi abil. Kuumvormimine tekitab pideva teravoolu, mis järgib ääriku kontuuri, mille tulemuseks on paremad mehaanilised omadused, sealhulgas tugevus, elastsus ja väsimuskindlus. Sepistatud äärikutel on võrreldes valanditega minimaalne poorsus ja suurepärane sisemine tugevus. Enamik kriitilisi hooldusäärikuid on maksimaalse töökindluse tagamiseks sepistatud.
| Kinnisvara | Sepistatud | Cast | Lõika plaat |
|---|---|---|---|
| Teraviljavool | Pidev, järgib kontuuri | Isotroopne, puudub teraline orientatsioon | Ainult veeremise suund |
| Sisemine helitugevus | Suurepärane, minimaalne poorsus | Muutuv, poorsuse oht | Hea (plaadi kvaliteet) |
| Mehaaniline tugevus | Kõrgeim | Mõõdukas | Mõõdukas |
| Väsimuskindlus | Suurepärane | Hea | Hea |
| NDT tulemused | Kõige järjekindlam | Kõige muutlikum | Järjepidev |
| Max suurus | Piiratud sepistamisvõimsusega | Peaaegu piiramatu | Piiramatu (taldrik) |
| Suhteline kulu (väike kogus) | Mõõdukas | Kõrge (tööriistad) | Madal |
| Suhteline kulu (suur kogus) | Mõõdukas | Madalaim | Kõrge |
Valatud äärikud
Valamine hõlmab sulametalli valamist vormi ja sellel lastakse ääriku kujul tahkuda. Protsess on ökonoomne keerukate äärikugeomeetriate ja suurte tootmiskoguste puhul, kuna vormiriistade algkulud jagunevad paljude ühikute peale. Valatud tera struktuur on aga isotroopne ja sellel puudub sepistatud suundorientatsioon. Valatud äärikutel on suurem risk sisemiste defektide, sealhulgas poorsuse, kokkutõmbumisõõnsuste ja mitte-metalliliste lisandite tekkeks. Need on kehtivate koodide järgi vastuvõetavad mitte-kriitiliste madala rõhuga{6}}rakenduste jaoks, kuid mõned ohtlike teenuste koodid keelavad.
Lõika plaatide äärikud
Lõigatud plaadiäärikud töödeldakse otse valtsitud terasplaadist, tavaliselt suurte läbimõõtude jaoks, mis ületavad standardseid sepistamisvõimalusi (üle NPS 24). Äärikuprofiil lõigatakse plaadist plasma-, laser- või veejoaga lõikamise teel ja töödeldakse seejärel lõplike mõõtmeteni. Lõigatud plaadiäärikutel puudub viljavoolu eelis, kuna plaadi valtsimise suund annab tugevuse ainult plaadi tasapinnas. Need on plaadi paksuse piirangute tõttu piiratud madalamate rõhuklassidega ja on kõige levinumad struktuursete ja mittekriitiliste torustike rakenduste puhul, kus suurte sepistatud või valatud äärikute hind oleks ülemäära kõrge.
Kvaliteedi võrdlus
Sepistatud äärikud pakuvad järjekindlalt parimat mehaaniliste omaduste, sisemise tugevuse ja töökindluse kombinatsiooni. Sepistatud ääriku viljavoolumuster järgib ääriku kontuuri, tagades maksimaalse tugevuse seal, kus seda kõige rohkem vajatakse. Valatud äärikud võivad saavutada paljude rakenduste jaoks vastuvõetavad omadused, kuid neil on kõige varieeruvamad NDT-tulemused, mis on tingitud valuprotsessi loomupärasest muutlikkusest. Lõigatud plaadiäärikute omadused vastavad plaadi valtsimissuunale, mis on vähem ühtlane kui sepise kõiksuunalised omadused. Tsükliliste ja suure-pingega rakenduste jaoks on eelistatud valik sepistatud äärikud.
Kulude võrdlus
Sepistamise tööriistakulud on mõõdukad ja{0}}tasuvad mõõdukate kuni suurte tootmiskoguste puhul. Valamisel on kõrge algne tööriistakulu (mustri valmistamine), kuid madalaim-ühikukulu suurte mahtude korral. Lõigatud plaadil pole tööriistakulusid ja see on kõige ökonoomsem valik väikeste koguste ja suurte suuruste jaoks. Pärast töötlemata kuju valmistamist on töötlemiskulud kõigi meetodite puhul sarnased. Kuumtöötlemise kulud sõltuvad materjalist ja nõutavatest mehaanilistest omadustest, mõned sulamiklassid nõuavad kalleid sepistamisjärgseid kuumtöötlustsükleid{6}.
Standardite nõuded
ASME B16.5 lubab äärikuid, mis on valmistatud sepistamise, valamise või plaadist lõikamise teel, eeldusel, et materjali spetsifikatsioonid ja mehaaniliste omaduste nõuded on täidetud. Mõned materjalispetsifikatsioonid nõuavad spetsiaalselt sepistatud tooteid (nt ASTM A182), samas kui teised võimaldavad mitut tootmismeetodit. Mõned tehasekoodid ja omaniku spetsifikatsioonid keelavad valatud äärikud teatud ohtlike teenuste jaoks, kuna on suurem sisemiste defektide oht. Jälgitavuse nõuded kehtivad olenemata tootmismeetodist ja mõjutestimise nõuded on meetodist{7}sõltumatud. Peaasi on see, et sepistatud äärikud tagavad kriitilise hoolduse jaoks parima tugevuse ja töökindluse, samal ajal kui valatud ja plaatäärikud teenivad konkreetseid mitte-kriitilisi rakendusi.
Äärikutooted
