Se ti è mai capitato di trovarti di fronte a una tubazione isometrica chiedendoti se il-decollo dello strumento di piccolo diametro-dovrebbe essere un giunto a saldare a presa 3000# o un giunto a saldare di testa Sch. 80, non sei il solo. È una di quelle scelte di specifica che sembrano semplici sull'MTO ma che regolarmente innescano rilavorazioni, guasti NDT o - peggio - un conflitto sul campo con tubazioni adiacenti. La decisione alla fine si riduce a due standard ASME:B16.11 e B16.9.
Entrambi gli standard definiscono dimensioni, tolleranze, specifiche dei materiali e requisiti di marcatura per i raccordi. Non sono intercambiabili. Regolano diverse forme di prodotto, diversi tipi di connessione, diversi sistemi di classificazione della pressione e - requisiti NDE sempre più - diversi che contano quando il tuo carico atterra a Dammam, Amburgo o Genova.
Forme di prodotto
Barra e asta
Piatto e foglio
Bobina e striscia
Tubi e tubi
Raccordo: flangia, T, gomito, riduttore ecc.
Forgiatura: anello, albero, cerchio, blocco ecc.
Raccordi forgiati ASME B16.11 -, foro piccolo, pressione basata sulla classe-
ASME B16.11 governaforgiato in fabbrica-raccordi a presa-a saldare e filettati di dimensioni da NPS ⅛ (DN 6) a NPS 4 (DN 100). I raccordi sono lavorati da barre forgiate o billette, che conferiscono loro un'elevata densità del materiale, un flusso di grano prevedibile e - cosa importante per i servizi ad alta{{7} pressione di piccolo diametro-alta- pressione - spessore di parete significativo che supera la pianificazione del tubo corrispondente.
La pressione è classificata in base a un numero di classe fisso anziché al sistema di pianificazione delle tubazioni:
| Classe | Connessioni consentite | Uso tipico |
|---|---|---|
| Classe 2000 | Solo filettato | Utilità a bassa-pressione, scarico/sfiato dello strumento |
| Classe 3000 | Saldatura filettata e a tasca | Tubazioni generali di processo-di piccolo diametro |
| Classe 6000 | Saldatura filettata e a tasca | Iniezione chimica e idraulica ad alta-pressione |
| Classe 9000 | Saldatura solo a presa | Servizio sottomarino, testa pozzo,-ciclo elevato |
Le specifiche dei materiali in B16.11 seguono gli standard di forgiatura ASTM - A105 per acciaio al carbonio, A182 per acciaio inossidabile (F304/F316/F321), A350 LF2/LF3 per carbonio a bassa-temperatura e B564 per le leghe di nichel.
ASME B16.9 - Raccordi saldati testa a testa realizzati in fabbrica-, ampia gamma di dimensioni
Coperture ASME B16.9raccordi a saldare-testa a testa lavorata(gomiti, raccordi a T, riduzioni, tappi, terminali, croci) da NPS ½ (DN 15) a NPS 48 (DN 1200). Questi raccordi sono formati da tubi o piastre senza saldatura, quindi trattati termicamente-per ripristinare le proprietà meccaniche.
La pressione èereditato dalla pianificazione delle tubazioni connessepiuttosto che una designazione di classe. Un gomito Sch. 40 B16.9 saldato al tubo Sch. 40 ha la classificazione Sch. 40; il raccordo stesso non ha una classe di pressione indipendente.
Le specifiche dei materiali in B16.9 sono ASTM A234 (raccordi in acciaio al carbonio e legato), A403 (acciaio inossidabile), A420 (carbonio a bassa-temperatura) e B366 (leghe di nichel).
Dove si trova il confine (e perché è importante)
Il confine pratico tra B16.11 e B16.9 èNPS 2(DN50). Al di sotto di NPS 2, i raccordi a presa-a saldare o filettati B16.11 sono quelli predefiniti per il servizio ad alta-pressione-di diametro ridotto. Al di sopra di NPS 2 prevalgono i raccordi B16.9 saldati di testa perché:
La saldatura della presa B16.11 viene raramente specificata sopra NPS 2 - quanto più grande è il foro, tanto più difficile sarà ottenere uno spazio costante e una saldatura d'angolo priva di difetti- sulla spalla della presa, e la praticità del lavoro a caldo nei collettori della strumentazione diminuisce.
Le connessioni filettate superiori a NPS 2 sono esplicitamente limitate nella maggior parte dei servizi di idrocarburi e nella maggior parte delle specifiche EPC.
I giunti saldati di testa-sono completamente radiografabili (RT) o testabili UT-. Le saldature d'angolo di saldatura a presa- possono essere ispezionate solo da MT/PT - un affare-breaker per l'idroprocesso e la maggior parte delle specifiche di petrolio e gas.
Detto questo, vedrai giunti a saldare a presa B16.11-fino a NPS 4 in pacchetti di iniezione chimica, collettori di acqua antincendio e sistemi di aria strumentale, soprattutto dove i layout compatti sono importanti e le saldature di testa a penetrazione completa-non sono pratiche da realizzare sul campo.
Le cinque decisioni ingegneristiche che determinano la selezione
Decisione 1 - dimensione della tubazione e metodo di connessione
La dimensione ti porta verso uno standard; il metodo di connessione spesso lo perfeziona. Mappatura rapida:
| Scenario | Standard | Connessione | Note |
|---|---|---|---|
| Prelievo di strumenti, NPS ½–1, su una linea di processo ad alta-pressione | B16.11 | Saldatura di presa classe 6000 | Fornisce rinforzo e un servizio comprovato di tenuta-alle perdite |
| Cannotto per iniezione chimica, NPS ½ | B16.11 | Saldatura di presa classe 6000 | Filettato non può essere radiografato; Il SW è standard |
| Linea campione di processo, NPS ¾, a 40 bar | B16.11 | Saldatura di presa classe 3000 | Valutazione adeguata, adattamento-facile |
| Linea di processo principale, connessione flangiata NPS 3, 150# | B16.9 | Sch. 40 saldatura di testa | SW non pratico a queste dimensioni |
| Linea di flusso-nazionale, NPS 24 | B16.9 | Sch. 40 buttweld (o superiore) | B16.11 non esiste a queste dimensioni |
| Vapore di servizio a 30 bar, NPS 1½ | B16.11 o B16.9 | Entrambi sono accettabili | La maggior parte delle specifiche utilizzano per impostazione predefinita B16.11 SW a queste dimensioni a fronte del costo |
Decisione 2 - Corrispondenza del rating di pressione
Un giunto a saldare con presa- Classe 3000 B16.11 presenta un inviluppo di pressione diverso rispetto a un giunto a saldare di testa Sch. 80 B16.9 allo stesso NPS. Confonderli è un errore comune nel procurement.
Pressioni ammissibili approssimative per la Classe 3000 (ASTM A105, temperatura ambiente):
| NPS | Classe 3000 consentita | Sch. 80 (B16.9) Ammissibile* |
|---|---|---|
| ½" | 207 bar (3000 psi) | 105 bar |
| 1" | 207 bar | 84 bar |
| 2" | 138 bar | 79 bar |
| 3" | 103 bar | 70 bar |
| 4" | 92 bar | 65 bar |
*Sch. 80 pressione consentita per tubi A106-B senza saldatura a parete standard a temperatura ambiente. Fonte: ASME B31.3.
Si noti che per NPS 2 e inferiori, la Classe 3000 B16.11 in realtà supera Sch. 80 B16.9. Ciò cambia il calcolo quando la tua linea è ad alta-pressione e desideri una parete del tubo più sottile per una prefabbricazione più semplice.
Decisione 3 - Fluido di servizio e rischio di corrosione
È qui che le saldature a bicchiere B16.11 entrano nei guai e dove la corrosione interstiziale entra in discussione.
Il design standard dei giunti saldati -della presa B16.11 lascia un piccolo spazio di dilatazione sulla spalla della presa (tipicamente 1,6 mm) per adattarsi alla dilatazione termica differenziale. Nei servizi-deadleg o nei sistemi con flusso-basso, questo spazio diventa una fessura in cui si concentrano i fluidi di processo contenenti cloruro. Una volta che la concentrazione di cloruro supera una soglia, la vaiolatura inizia in corrispondenza dell'interstizio e progredisce nella ZTA.
EvitareSaldature a bicchiere B16.11Quando:
- Il servizio contiene H2S superiore alle soglie NACE MR0175 e il sistema è inattivo-leg o basso-flusso (i servizi sour dead-leg falliscono in mesi, non anni)
- Il fluido di processo è cloruro concentrato (ad esempio, cloro umido, soluzioni HCl, clorazione della salamoia)
- Le linee tracciate a vapore funzionano con frequenti cicli termici (il gap di espansione accumula fatica)
- Il servizio è liquame idroprocessato o liquame-erosivo (B16.11 non ha il profilo del foro per resistere all'erosione)
- In questi casi, utilizzare la saldatura di testa B16.9 o passare a leghe superiori (duplex, super duplex, lega di nichel).
Decisione 4 - Conformità regionale (NACE MR0175/PED)
È qui che le scelte tra B16.11 e B16.9 divergono nettamente in base alla geografia.
Progetti in Medio Oriente (Saudi Aramco, ADNOC, QatarEnergy, KOC):NACE MR0175/ISO 15156 Parte 3 limita la durezza del materiale, la microstruttura e la lavorazione a freddo per qualsiasi componente esposto a un servizio acido (contenente H2S-). Per i raccordi:
I raccordi forgiati B16.11 (A105, A350 LF2, A182 F316L) possono essere forniti come "conformi a NACE-" con durezza controllata inferiore a 22 HRC (o secondo l'ultima revisione).
I raccordi saldati di testa B16.9 (A234 WPB, A403 WP316L) sono regolarmente certificati doppiamente-NACE sullo stesso calore.
Per i rami morti-del servizio acido, la specifica rifiuta quasi universalmente le saldature a presa B16.11, richiedendo saldature di testa B16.9 o connessioni di derivazione weldolet (che rientrano nell'ASME B16.11 ma con fabbricazione a penetrazione-completa).
Per un tipico collettore d'aria per strumenti Saudi Aramco a 8 bar, le specifiche potrebbero indicare: "Le connessioni filettate e i raccordi a saldare-non sono consentiti in servizio acido con una pressione parziale di H2S superiore a 0,05 psi." Ciò esclude nettamente B16.11 in molti casi - e ti spinge ai weldolet B16.9.
Progetti europei (Germania, Paesi Bassi, Italia):La Direttiva sulle apparecchiature a pressione (PED) 2014/68/UE classifica i gruppi di tubazioni in base alla pressione, alla temperatura e al pericolo dei fluidi. Per i componenti B16.11 e B16.9 che trasportano fluidi del Gruppo 1 (pericolosi), la marcatura CE è obbligatoria, mentre per le categorie superiori è richiesta la valutazione della conformità da parte di un Organismo Notificato. Entrambi gli standard sono accettati; ciò che conta è:
Il raccordo reca il marchio CE con il numero dell'organismo notificato e la dichiarazione di conformità (DoC) di accompagnamento con riferimenti EN 10204 3.1 o 3.2 MTC.
Per i requisiti tedeschi AD 2000 W2/W10, il raccordo è stato sottoposto a test di pressione e documentato.
Per gli acquirenti italiani, olandesi e belgi, è previsto il riferimento EN 10216-5 (tubo senza saldatura) o EN 10217-5 (tubo saldato) per il tubo collegato, con il materiale del raccordo corrispondente o superiore al tubo in termini di resistenza alla corrosione.
Una regola pratica per i pacchetti EPC europei: selezionare B16.11 solo quando la compattezza o la funzionalità guidano la decisione e garantire che l'intera catena di documentazione PED sia documentata prima che la spedizione lasci la fabbrica.
Decisione 5 - Costo totale del sistema Small-Bore
La maggior parte dei team di approvvigionamento confronta i raccordi in base al prezzo-del pezzo. Il numero maggiore rappresenta il costo di installazione totale. Di seguito è riportato un confronto elaborato per atipico circuito aria strumento + campione da 50-linee di piccolo diametropacchetto su un progetto di raffineria (50 gomiti + 50 raccordi a T + 30 giunti + 20 raccordi da NPS ½ a NPS 2, principalmente acciaio al carbonio con alcuni inossidabili):
| Elemento di costo | B16.11 Avvicinamento SW | B16.9 Avvicinamento BW |
|---|---|---|
| Raccordi FOB Cina | ~$2.800 (forgiato, prezzo unitario leggermente più alto) | ~$2.400 (lavorati, volumi più grandi) |
| Tempo del saldatore per saldature a bicchiere (raccordi) | 4 min/canna × 250 canne=16.7 ora a 25/ora=25/ora=420 | - |
| Tempo del saldatore per saldature di testa (preparazione della scanalatura + passaggio multi-) | - | 18 min/canna × 250 canne=75 ora a 25/ora=25/ora=1,875 |
| Tempo di adattamento-e allineamento | 1 minuto/congiunto × 250=$208 | 6 minuti/congiunto × 250=$625 |
| NDE - MT sulle saldature di presa | 10 minuti/congiunto × 250=$ 1.250 | - |
| NDE - RT sulle saldature di testa (campione del 5%) | - | 1.200(12saldature×1.200(12saldature×100) |
| Tasso di riparazione (rilavorazione tipica del 4% su SW, 1,5% su BW) | 10 giunti × 80=80=800 | 4 giunti × 200=200=800 |
| Costo totale di installazione | ~$5,480 | ~$6,900 |
Modalità di fallimento comuni e come la selezione le evita
In circa un decennio di indagini sui guasti sul campo nei dati di revisione della nostra società madre, tre modalità di guasto rappresentano oltre il 70% dei problemi B16.11:
Corrosione interstiziale nella radice della saldatura-dell'invasaturaServizio - Dead-leg con cloruri concentrati nello spazio di 1,6 mm. Soluzione: B16.9 saldato di testa-o specificare i weldolet nelle connessioni di derivazione.
Secchezza della filettatura su raccordi filettati in acciaio inossidabile- In particolare 316/316L. Soluzione: utilizzare B16.11 a saldare- anziché filettato per servizi in acciaio inossidabile sopra NPS ½.
L'intervallo di saldatura-della presa non è stato raggiunto correttamente- I saldatori sul campo colmano il vuoto con il metallo saldato. Soluzione: imporre la misurazione del gioco durante l'adattamento-e rifiutare i giunti in cui il gioco viene colmato.
I guasti delle saldature di testa B16.9- sono più rari e solitamente riconducibili a:
- Penetrazione incompleta (mancanza di gas di spurgo su acciaio inossidabile)
- Weldolet installati senza qualificare la procedura di saldatura dei rami
- Operazioni di hot-tap su linee di-servizio senza la documentazione adeguata
Tabella di selezione-rapida per la selezione dei riferimenti
| Parametro | ASME B16.11 | ASME B16.9 |
|---|---|---|
| Forma del prodotto | Forgiato da barra/billetta | Realizzato da tubo/piastra |
| Intervallo di dimensioni | Da ⅛ a 4 pollici | Da ½ pollice a 48 pollici |
| Tipi di connessione | Saldatura a tasca, filettata | Saldatura di testa |
| Classe di pressione | 2000 / 3000 / 6000 / 9000 | Eredita la pianificazione delle tubazioni |
| Specifiche del materiale | A105, A182, A350 LF2/LF3, B564 | A234, A403, A420, B366 |
| NDE in comune | MT/PT (saldatura d'angolo) | RT/UT (saldatura di testa) |
| La migliore applicazione | Collettori compatti di-diametro ridotto, alta-pressione | Foro-grande, penetrazione-completa, ispezione radiografica |
| Servizio aspro del Medio Oriente | Ammesso con controllo di durezza NACE | Standard per connessioni-dead e branch |
| Conformità PED UE | realizzabile; verificare la marcatura CE | realizzabile; verificare la marcatura CE |
| Fattore di costo per il calibro-piccolo | Tempo del saldatore risparmiato; L'ispezione MT è più veloce | Maggiore tempo di saldatura; Costo RT su linee critiche |
Documentazione e Tracciabilità
Per entrambi gli standard, richiedere questi documenti come pratica di appalto standard (la maggior parte delle specifiche EPC li richiede comunque):
- Certificato di prova della fabbrica (MTC) secondo EN 10204 3.1 o 3.2con numero di calore, dati chimici e test meccanici
- Rapporto di controllo dimensionaleconfermando la conformità alle tolleranze ASME B16.11 o B16.9
- Verifica PMIsu tutti i raccordi in acciaio inossidabile e leghe di nichel
- Dichiarazione NACE MR0175/ISO 15156per il servizio aspro
- Marcatura CE PED con numero di Organismo Notificato e Dichiarazione di Conformitàper progetti europei
- Registrazioni di NDE con particelle-penetranti o magnetiche-per la prequalificazione di saldatura B16.11-
- Ispezione-di terze partida SGS, Bureau Veritas, TÜV o DNV su incarico del proprietario
Per i progetti destinati all'Arabia Saudita, assicurati che la tracciabilità-del numero di calore continui attraverso la distribuzione dei raccordi all'installazione finale. Saudi Aramco e ADNOC controllano regolarmente questa catena.
Domande frequenti
Posso utilizzare entrambi i raccordi B16.11 e B16.9 sulla stessa linea?
Sì, e in pratica molti sistemi lo fanno. La configurazione più comune prevede i raccordi a saldare di testa B16.9-sulle linee di processo più grandi e i raccordi a saldare o filettati a presa B16.11-sulle connessioni di derivazione con foro piccolo-. Assicurati solo che il grado del materiale, la pressione nominale e i requisiti NDE siano conformi nei punti di transizione.
La Classe 6000 è sempre più forte della Classe 3000?
Sì - I raccordi di Classe 6000 hanno uno spessore di parete maggiore e una pressione consentita più elevata rispetto alla Classe 3000 allo stesso NPS. Tuttavia, le saldature a bicchiere di Classe 9000 richiedono un attento controllo dello spazio durante l'adattamento-; per questo motivo molti stabilimenti di produzione preferiscono la Classe 6000.
Quando dovrei evitare le saldature a bicchiere B16.11?
Tre situazioni per evitare saldature a bicchiere: (1) tratti morti di servizio acido con fluidi NACE MR0175; (2) servizi contenenti cloruro-dove la corrosione interstiziale è un rischio documentato; (3) sistemi che richiedono un'ispezione radiografica al 100%. Per questi, passare alle saldature di testa B16.9 o alle connessioni di derivazione weldolet.
I raccordi filettati B16.11 sono adatti per tubazioni in acciaio inossidabile?
Le connessioni filettate funzionano ma richiedono due precauzioni sull'acciaio inossidabile: (1) grippaggio durante il montaggio -montaggio - utilizzare un lubrificante adatto per filettature o specificare leghe resistenti al grippaggio-; (2) Limitazioni NDE - i giunti filettati non possono essere ispezionati, quindi molti proprietari li limitano al servizio a bassa-pressione e a basso-rischio. Per l'acciaio inossidabile ad alta-pressione, la saldatura a presa B16.11-è l'impostazione predefinita più sicura.
I raccordi B16.11 richiedono la marcatura CE PED per i progetti europei?
Entrambi i raccordi B16.11 e B16.9 necessitano della marcatura CE PED quando vengono spediti a progetti UE di apparecchiature a pressione che trasportano fluidi pericolosi del Gruppo 1. Il percorso di valutazione della conformità dipende dalla categoria PED - La categoria I può essere auto-certificata, le categorie II–IV richiedono il coinvolgimento di un organismo notificato. Verificare il numero dell'organismo notificato e la dichiarazione di conformità prima della spedizione.
Qual è il tipico tempo di approvvigionamento dalla Cina?
Per raccordi standard A105/A182 F316L Classe 3000 B16.11 in dimensioni stock, 4-6 settimane FOB Cina. Per classi di pressione 6000/9000 o non-standard, 8-12 settimane. Raccordi di grande diametro B16.9 negli standard Sch. 40 Sch. 80 in genere 6-8 settimane. Invia un'e-mail a market@htpipe.com per i tempi di consegna attuali nel tuo elenco specifico.
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