A bobina di tuboè una sezione prefabbricata di tubazione, completa di flange, raccordi, valvole o estremità a saldare, tagliata e saldata in officina alle dimensioni di un disegno isometrico e consegnata in cantiere pronta per essere imbullonata in posizione.
Il motivo per cui gli acquirenti pagano per la fabbricazione delle bobine anziché per il taglio dei tubi sul campo è semplice: la fabbricazione in officina sposta il lavoro specializzato, la saldatura, l’ispezione e le prove idrostatiche fuori dal programma di costruzione e in un ambiente controllato, e comprime settimane di lavoro sul campo in un unico passaggio.
Ma se le dimensioni sono errate, l'intero valore di una bobina viene distrutto. Una bobina troppo lunga di 4 mm non entra tra due flange; una flangia ruotata di un foro per bullone fuori posizione richiede ore per essere corretta su una linea sotto tensione.
Questa pagina copre il sistema di tolleranza che regola la fabbricazione delle bobine di tubo, la pratica di saldatura alla base e i dati che un acquirente dovrebbe inserire nella richiesta di offerta in modo che le bobine arrivino al sito del progetto e entrino in posizione.
Perché la fabbricazione in negozio batte la fabbricazione sul campo in termini di costi e qualità
Il vantaggio economico per le bobine di tubo è rappresentato da tre numeri: produttività della saldatura, accesso per le ispezioni e compressione del programma. Un saldatore in un'officina con un posizionatore e una fonte di alimentazione adatti al lavoro completa una saldatura di testa in circa la metà del tempo necessario alla stessa saldatura in altezza su un'impalcatura. Ogni saldatura in un'officina può essere radiografata, testata idrostaticamente e riparata in condizioni controllate prima della spedizione.
E poiché le bobine vengono realizzate in parallelo mentre i lavori civili procedono in loco, il percorso critico del progetto si accorcia della durata del ciclo di fabbricazione. L'acquirente paga un premio di fabbrica per la bobina stessa e il progetto viene ripagato più volte in termini di riduzione della manodopera in cantiere, riduzione delle ore di impalcatura e gru e minori ritardi dovuti alle condizioni meteorologiche.
La qualità è la seconda ragione. In un'officina il saldatore lavora su un posizionatore, l'adattamento del giunto- viene controllato con il tubo allineato in un dispositivo, la saldatura viene eseguita nella posizione più favorevole e la saldatura finita viene ispezionata con il tubo sul banco anziché su una colonna. Il tasso di scarto sulle saldature in officina è costantemente inferiore rispetto alle saldature sul campo e una saldatura in officina rifiutata viene riparata mentre la bobina è ancora in officina, non dopo che è stata montata.
Il sistema di tolleranza dimensionale: i numeri che decidono l'adattamento-
Il controllo dimensionale su una bobina inizia con il disegno isometrico. Ogni bobina ha un numero di bobina e ogni dimensione sul disegno ha una fascia di tolleranza. I valori seguenti sono le bande standard del settore-applicate alla fabbricazione delle bobine, coerenti con PFI ES-3 e le specifiche di progetto comuni:
| Dimensione | Tolleranza tipica | Cosa governa |
| Lunghezza da faccia-a-faccia (da flangia a flangia) | ±3 mm (±1/8 pollici) | L'involucro complessivo della bobina; la quota più caricata sul disegno |
| Da centro-a-centro e da centro-a-lunghezze del viso | ±3 mm | Lunghezze tra i centri delle diramazioni e le flange terminali |
| Posizione delle connessioni delle filiali | ±3 mm | Posizioni di decollo-diramate lungo la corsa |
| Rotazione del foro del bullone della flangia- | ±1,5 mm alla circonferenza dei bulloni | Se i bulloni della flangia sono allineati con la flangia di accoppiamento in cantiere |
| Ortogonalità della flangia (inclinazione) | 1 mm per 200 mm di diametro della flangia | Perpendicolarità della faccia della flangia rispetto all'asse del tubo |
| Disallineamento nelle saldature circonferenziali, NPS 24 e inferiori | 1,6 mm massimo interno/esterno | Allineamento della radice della saldatura tra le estremità del tubo, del raccordo o della flangia |
| Disallineamento nelle saldature circonferenziali, NPS 26 e dimensioni maggiori | massimo 3,2 mm | Giunti-a parete pesante-di grosso diametro |
Due di queste righe causano la maggior parte dei problemi del sito. La tolleranza di rotazione del foro del bullone della flangia-è quella che gli acquirenti dimenticano di dichiarare: una flangia saldata a 5 mm dalla sua posizione oraria significa che i prigionieri non possono passare attraverso la flangia di accoppiamento e la correzione sul posto è un foro ri-eseguito o una flangia sostitutiva.
La riga relativa all'ortogonalità della flangia è importante ovunque la bobina sia fissata a una pompa, a una valvola o all'ugello di un serbatoio, poiché una faccia della flangia inclinata introduce sollecitazione di flessione nell'ugello dell'attrezzatura quando il giunto viene sollevato. Dichiarare entrambi i numeri sulla richiesta di offerta, anziché lasciare che il produttore applichi le proprie impostazioni predefinite, è l'assicurazione più economica nell'acquisto dell'intera bobina.
È importante notare che queste tolleranze non sono cumulative. Una bobina di +2 mm alla prima saldatura e di +2 mm alla seconda è ancora all'interno dell'involucro di ±3 mm solo se il produttore controlla ciascuna dimensione dal punto di riferimento sul disegno, non concatenando le tolleranze lungo la bobina. I disegni e la procedura di ispezione dovrebbero indicare il punto di riferimento da cui vengono misurate tutte le dimensioni.
Saldatura, ritiro e compensazione della lunghezza del taglio-
La fabbricazione della bobina è un lavoro di saldatura e la saldatura restringe il metallo. Una saldatura di testa a passaggio singolo-su un tubo in acciaio inossidabile a parete sottile-può chiudere il giunto di 1-2 mm; una saldatura multi-passaggio su acciaio al carbonio a parete spessa può restringersi di 3-4 mm lungo l'asse. Un produttore che taglia ogni tubo secondo la dimensione del disegno e poi lo salda, produrrà una bobina corta in base alla somma dei ritiri della saldatura.
I negozi esperti compensano aggiungendo il margine di ritiro misurato a ciascuna lunghezza di taglio e rendendo la dimensione di adattamento-up, non quella di taglio, la dimensione controllata. La dimensione del disegno si applica alla bobina finita tra le facce della flangia e l'officina la controlla con un controllo dimensionale in fase di adattamento e di nuovo dopo la saldatura.
I processi di saldatura su bobine seguono il materiale e la normativa. Le bobine in acciaio al carbonio sono saldate con radice GTAW e riempimento SMAW nella gamma di qualità sul campo- o FCAW laddove il progetto lo consente. Le bobine in acciaio inossidabile e leghe di nichel- sono completamente GTAW, con riempitivo corrispondente e temperatura di interpass controllata, e non è richiesto preriscaldamento per i gradi austenitici.
Tutte le saldature sono effettuate da saldatori qualificati secondo ASME Sezione IX e le specifiche della procedura di saldatura (WPS) sono qualificate secondo lo stesso percorso. Per i servizi critici le saldature vengono radiografate al 100%; per i servizi di processo standard il progetto in genere specifica una percentuale di RT con PT sui passaggi root e cap.
Dopo la saldatura, ciascuna bobina viene ispezionata visivamente, controllata dimensionalmente e quindi sottoposta a test di pressione-. La pressione di prova idrostatica è normalmente 1,5 volte la pressione di progetto per la classe della tubazione, applicata secondo le specifiche di progetto, e la bobina viene mantenuta alla pressione di prova per un tempo sufficiente a verificare i giunti.
Laddove il test idraulico non è possibile, viene utilizzato un test pneumatico a pressione ridotta con le precauzioni di sicurezza richieste. La bobina testata viene quindi pulita, le estremità protette e le facce della flangia coperte prima della spedizione.
Preparazione delle estremità e assemblaggio della flangia
Le estremità di una bobina sono flangiate, smussate per la saldatura sul campo o lisce e ciascun tipo di estremità ha i propri punti di controllo. Le estremità flangiate richiedono che la flangia sia perpendicolare all'asse del tubo entro la regola di 1 mm per 200 mm, che i fori dei bulloni siano ruotati nella posizione dell'orologio sul disegno e che la faccia della flangia sia protetta da spruzzi di saldatura e danni meccanici.
Le estremità smussate richiedono che l'angolo di smusso, la faccia della radice e l'angolo incluso corrispondano al progetto del giunto sul campo e la smussatura viene normalmente ispezionata con un misuratore di profilo prima della spedizione della bobina. L'interno del tubo in corrispondenza delle estremità saldate deve essere privo di incrostazioni e umidità, poiché il saldatore sul campo non ri-preparerà l'estremità; si adatteranno esattamente a ciò che il negozio ha consegnato.
Sulle bobine flangiate, la saldatura dalla flangia-al-tubo è una saldatura di testa a-penetrazione completa per la maggior parte delle classi di pressione, realizzata con la flangia fissata e controllata per verificarne l'ortogonalità prima della passata di fondo. L'attrezzatura del costruttore mantiene la flangia contro un piano reale durante l'esecuzione della saldatura e il giunto finito viene nuovamente controllato dopo il raffreddamento. Questo è il passaggio in cui vengono effettivamente applicate le righe di tolleranza nella tabella precedente ed è il passaggio su cui un acquirente dovrebbe chiedere quando qualifica un nuovo produttore.
Ispezione e documentazione
Una spedizione di bobine è accompagnata dallo stesso pacchetto di documentazione di qualsiasi tubazione fabbricata: i certificati di saldatura e i registri WPS/PQR, i certificati di produzione dei materiali per tubi, raccordi e flange, il rapporto di ispezione dimensionale, il certificato di prova idrostatica e i registri di ispezione di saldatura, inclusi film RT o rapporti digitali ove richiesto.
Per gli ordini di esportazione, i certificati vengono emessi secondo EN 10204 3.1 o 3.2 e, su richiesta, viene organizzata l'ispezione di terze parti-da parte di SGS, BV o TUV. Il rapporto dimensionale è il documento che dimostra che le bobine si adatteranno e dovrebbe elencare ogni dimensione sul disegno con il valore misurato as-costruito, non solo una dichiarazione che la bobina è "entro la tolleranza".
Si consiglia l'identificazione positiva del materiale (PMI) al ricevimento delle bobine in lega, poiché la differenza tra 316L e 316, o tra 2205 e 2507, non è visibile. Laddove le bobine sono realizzate con materiale a doppia-certificazione, i certificati devono indicare la doppia designazione in modo che il QC del sito possa abbinare il materiale al disegno.
Cosa inserire nella richiesta di offerta: i dieci dati che prevengono ogni contestazione
Una richiesta di offerta di bobina completa è breve e densa. I dieci punti seguenti, espressi esplicitamente, eliminano quasi tutta l'ambiguità che produce problemi al sito e controversie commerciali:
- Disegni isometrici della bobina o disegni GA, con numeri di bobina, dimensioni e fine del Riferimento definiti
- Specifiche dei materiali per linea: standard e qualità del tubo (ad esempio ASTM A312 TP316L), standard di raccordo (B16.9), standard di flangia (classe B16.5 e rivestimento)
- Codice di progettazione e classe delle tubazioni (es. ASME B31.3, classe 150# RF)
- Tolleranze dimensionali: stato lineare di ±3 mm, rotazione del foro del bullone- e ortogonalità della flangia o nome PFI ES-3
- Requisiti di saldatura: WPS/PQR, qualifiche del saldatore e percentuale RT
- Requisiti del test: pressione di prova idrostatica e tempo di tenuta o pneumatico
- Finitura finale: tipo smussato, rivestimento flangia, protezione filettatura
- Marcatura e identificazione: stampigliatura del numero della bobina, colore della vernice per linea, timbro del materiale
- Documentazione: certificati EN 10204 3.1, rapporto dimensionale, certificati di prova
- Imballaggio e spedizione: imballaggio, tappi terminali, coperture delle flange e programma di consegna legato alla sequenza del progetto
La maggior parte delle controversie sullo spool sono riconducibili al fatto che uno di questi dieci elementi è stato escluso dalla richiesta di offerta e compilato per impostazione predefinita. L'acquirente che scrive esplicitamente le righe di tolleranza e il costruttore che restituisce un rapporto dimensionale rispetto al disegno hanno già eliminato le due cause più comuni di rilavorazione sul campo.
Domande frequenti
D: Qual è la tolleranza di lunghezza standard per una bobina di tubo fabbricata?
R: Lo standard di settore è ±3 mm (±1/8 pollici) sulle dimensioni da faccia a faccia-a-faccia e da centro{5}} a-faccia per bobine fino a circa 10 NPS, con alcune specifiche che consentono ±5 mm su bobine di grande diametro- superiori a 10 NPS. Indicare il valore sulla richiesta di offerta anziché fare affidamento sull'impostazione predefinita del produttore.
D: Perché è importante la tolleranza di rotazione del foro del bullone della flangia-?
R: Una flangia saldata fuori dalla sua posizione di orologio non accetta i prigionieri della flangia accoppiata e la correzione in loco costa molto di più della rilavorazione in officina. La tolleranza standard è ±1,5 mm sulla circonferenza dei bulloni e deve essere scritta sul disegno.
D: La saldatura modifica la lunghezza di una bobina?
R: Sì. Ogni saldatura restringe il giunto di circa 1-4 mm a seconda dello spessore della parete e del numero di passaggi. I produttori esperti aggiungono un margine di restringimento alle lunghezze di taglio e controllano la dimensione di adattamento in modo che la bobina finita soddisfi la dimensione del disegno.
D: Quali test vengono eseguiti sulle bobine fabbricate prima della spedizione?
A: Ispezione visiva di tutte le saldature, ispezione dimensionale rispetto al disegno, test idrostatico alla pressione di prova specificata e percentuale del progetto di radiografia o altro NDT. Il certificato di prova e il rapporto dimensionale vengono forniti con le bobine.
D: Le bobine possono essere realizzate in duplex e leghe di nichel?
R: Sì. Le bobine sono realizzate in leghe di acciaio inossidabile, duplex e nichel, inclusi i gradi 2205, 2507, Inconel, Monel e Hastelloy. Il controllo WPS, metallo d'apporto e interpass deve corrispondere al materiale e l'officina deve essere qualificata per la famiglia di leghe.
D: Quale documentazione deve arrivare con la spedizione della bobina?
R: Il rapporto di ispezione dimensionale, il certificato di prova idrostatica, i registri di saldatura e i riferimenti WPS/PQR, i certificati dei materiali per tubi, raccordi e flange e i rapporti NDT. Per gli ordini di esportazione i certificati vengono emessi secondo EN 10204 3.1 o 3.2.
