Die FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen für mittleren Druck werden aufgrund ihrer guten Leistung wie der zuverlässigen Dichtungsleistung, dem hohen Betriebsdruck (bis zu 20.000 psig), der hohen Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen und Korrosion sowie der einfachen Installation weit in der Öl- und Gasindustrie, Chemieindustrie, Energiebranche und Wasserstoffindustrie eingesetzt.
Konstruktionseinführung und Arbeitsprinzip
Die 20D Serie Rohrverschraubungen bestehen aus vier Teilen: Verschraubungskörper, vorderer Klemmring, hinterer Klemmring und Überwurfmutter (Abbildung 1). Standardmäßige hochfeste 316 Edelstahlverschraubungen können mit T20D Serie kaltgezogenen 1/8-harten nahtlosen Rohren, T15A Serie dickwandigen geglühten nahtlosen Rohren und T20M Serie Rohren verbunden werden.
Abbildung 1: Konstruktionsdiagramm der Rohrverschraubungen
Das Arbeitsprinzip der FITOK Rohrverschraubungen ist wie folgt:
- Wenn die Klemmringmutter angezogen wird, wird der hintere Klemmring dazu bewegt, die axiale Bewegung des vorderen Klemmrings im Verschraubungskörper voranzutreiben, während der Verschraubungskörper den vorderen Klemmring nach innen drückt, um das Spiel zwischen dem vorderen Klemmring und dem Rohr zu beseitigen. Dadurch greift der vordere Klemmring das Rohr fest.
- Wenn die Klemmringmutter weiter angezogen wird, komprimiert der hintere Klemmring die äußere Kegelfläche des vorderen Klemmrings, was zu einer Erweiterungsverformung führt und eine Dichtung zwischen dem vorderen Klemmring und der inneren Kegelfläche des Verschraubungskörpers bildet. Gleichzeitig wird der vordere Klemmring nach innen komprimiert, um das Rohr weiter zu verformen und eine Dichtung zwischen dem vorderen Klemmring und dem Rohr zu schaffen. Der hintere Klemmring greift gleichzeitig das Rohr unter der Kompression des vorderen Klemmrings und der Klemmringmutter.
- Wenn die Mutter weiter angezogen wird, drückt der hintere Klemmring das Rohr weiter nach innen, um eine elastische Verformung zu erzeugen, die den vorderen Klemmring unterstützt, und verhindert, dass der vordere Klemmring sich löst, während weitere Erweiterungsverformungen des vorderen Klemmrings entstehen, wie in Abbildung 2 dargestellt.
Abbildung 2: Diagramm der Arbeitsstressverteilung von Rohrverschraubungen
Die FITOK 20D-Serie Rohrverschraubungen haben sich in den FITOK-Labors und in ingenieurtechnischen Anwendungen als besonders leistungsfähig erwiesen und bieten folgende hervorragende Leistungen:
- Zuverlässige Dichtungsleistung
- Hohe Druckbeständigkeit
- Exzellente Temperaturkompensationsleistung
- Stabile Korrosionsbeständigkeit
- Hohe Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen
- Zuverlässige Leistung nach wiederholtem Demontieren
Zuverlässige Dichtungsleistung
Die Dichtflächen der FITOK 20D-Serie Rohrverschraubungen sind in der Abbildung dargestellt.
Abbildung 3: Dichtungsdiagramm der FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen
FITOK hat eine strenge Konstruktion und kontinuierliche Optimierung der 20D Serie Rohrverschraubungen vorgenommen, dabei die Oberflächenrauheit und Toleranzen der inneren Kegelfläche des Verschraubungskörpers und der äußeren Kegelfläche des vorderen Klemmrings streng kontrolliert. Zudem wird fortschrittliche Oberflächenbehandlungstechnologie eingesetzt, um eine enge Passung sicherzustellen und das Spiel zwischen den Dichtflächen zu beseitigen.
Bei der Montage der Verschraubung passt sich der vordere Klemmring eng an den Verschraubungskörper und das Rohr an, während der hintere Klemmring das Rohr komprimiert, um eine zuverlässige Dichtung unter Flüssigkeitsdruck zu gewährleisten.
Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse des Helium-Lecktests für FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen. Der Test wird gemäß dem SEMI F1-96 Standard bei einer Umgebungstemperatur von 64°F (18°C) durchgeführt, wobei:
Innenbereich-Test: Lecktest mit Heliumbesprühung für 15 Sekunden unter Vakuumbedingungen im Inneren der Verschraubung.
Außenbereich-Test: Lecktest innerhalb von 1 Minute, wenn eine Mischung aus Helium bei 1 atm Druck und Stickstoff bei 20.000 psig Betriebsdruck in die Verschraubung eingeführt wird.
Tabelle 1: Helium-Lecktestergebnisse für 20D Serie Rohrverschraubungen (Umgebungstemperatur)
| |
| AD×WS(Zoll) |
Innenbereich |
Außenbereich |
| Vakuumgrad(mbar) |
Helium-Leckrate(mbar•L/s) |
Vakuumgrad(mbar) |
Helium-Leckrate(mbar•L/s) |
| 1/4×0.065 |
1.2×10-3 |
6.4×10-10 |
8.0×10-3 |
3.3×10-9 |
| 3/8×0.083 |
1.1×10-3 |
6.7×10-10 |
5.5×10-3 |
4.6×10-9 |
| 1/2×0.109 |
1.2×10-3 |
1.3×10-10 |
2.8×10-3 |
2.4×10-9 |
| 9/16×0.125 |
1.2×10-3 |
8.5×10-10 |
2.5×10-3 |
2.1×10-9 |
| 3/4×0.165 |
1.2×10-3 |
1.1×10-10 |
6.6×10-3 |
2.5×10-9 |
Die Ergebnisse der FITOK Labortests und ingenieurtechnischen Anwendungen zeigen, dass die FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen eine ausgezeichnete Dichtungsleistung bieten.
Der maximale Betriebsdruck der FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen beträgt 20.000 psig. Bei der Verbindung mit FITOK T20D Serie Rohren kann der Berstdruck der 20D Serie Rohrverschraubungen bis zu 3-mal den maximalen Betriebsdruck erreichen, also bis zu 60.000 psig, ohne dass es zu einer Lockerung oder Leckage im System kommt.
Exzellente Temperaturkompensationsleistung
Der vordere Klemmring einer gut montierten FITOK 20D Serie Rohrverschraubung zeigt eine gewisse Ausbeulverformung, und diese elastisch-plastische Verformung kann zur Kompensation der thermischen Verformung bis zu einem gewissen Grad beitragen. Wenn sich die Temperatur ändert, kann die elastisch-plastische Verformung des vorderen Klemmrings die durch die Temperatur verursachten dimensionalen Änderungen ausgleichen und so eine kontinuierlich zuverlässige Dichtung gewährleisten.
Tabelle 2 und Tabelle 3 zeigen, dass die FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen auch unter extrem hohen und niedrigen Temperaturbedingungen weiterhin gut funktionieren.
Tabelle 2: Leistung der FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen für eine Niedertemperaturanwendung (Auszug) (Helium-Schnüffellecktest)
| |
| AD×WS(Zoll) |
Temperatur(°F) |
Innendruck(psi) |
Vakuumgrad(mbar) |
Helium-Leckrate(mbar•L/s) |
| 1/4×0.065 |
-323 |
6090 |
3.9×10-2 |
2.7×10-7 |
| 3/8×0.083 |
-323 |
6090 |
8.3×10-2 |
2.8×10-7 |
| 1/2×0.109 |
-323 |
6090 |
1.8×10-2 |
2.1×10-7 |
| 9/16×0.125 |
-323 |
6090 |
3.4×10-2 |
1.4×10-7 |
| 3/4×0.165 |
-323 |
6090 |
4.8×10-2 |
2.1×10-7 |
Tabelle 3: Leistung der FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen für eine Hochtemperaturanwendung (Auszug)
| |
| AD×WS(Zoll) |
Druckbeibehaltung bei hoher Temperatur |
Lecktest bei Umgebungstemperatur |
| Druck/psi |
Temperatur/°F |
Zeit/h |
Ergebnis |
Druck/psi |
Zeit/h |
Ergebnis |
| 1/4×0.065 |
11850 |
801 |
2 |
Kein Druckabfall |
15000 |
1 |
Kein Druckabfall |
| 3/8×0.083 |
11850 |
801 |
2 |
Kein Druckabfall |
15000 |
1 |
Kein Druckabfall |
| 1/2×0.109 |
11850 |
801 |
2 |
Kein Druckabfall |
15000 |
1 |
Kein Druckabfall |
| 9/16×0.125 |
11850 |
801 |
2 |
Kein Druckabfall |
15000 |
1 |
Kein Druckabfall |
| 3/4×0.165 |
11850 |
801 |
2 |
Kein Druckabfall |
15000 |
1 |
Kein Druckabfall |
Hinweis: Die Druck-Temperatur-Bewertung bei 801°F beträgt 0,79.
Stabile Korrosionsbeständigkeit
Verluste, die durch Materialkorrosion verursacht werden, können die Wandstärke der Bauteile verringern und zu einem leichteren mechanischen Versagen führen.
Die FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen bestehen aus speziell angepasstem hochfestem 316 Edelstahl, dessen Korrosionsbeständigkeit erheblich verbessert wurde.
Tabelle 4: Materialzusammensetzung (%) von FITOK 316 Edelstahl
| |
| C |
Mn |
P |
S |
Si |
Cr |
Ni |
Mo |
| 0.04-0.065 |
2.00 |
0.045 |
0.030 |
1.00 |
17.0-18.0 |
12.0-14.0 |
2.0-3.0 |
Die American Society for Testing and Materials (ASTM) verlangt einen Mindestanteil von 10% Nickel und 16% Chrom in 316 Edelstahl. Der höhere Nickel- und Chromgehalt der FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen übertrifft die Anforderungen der Industrienormen und gewährleistet somit eine überlegene Korrosionsbeständigkeit und Wasserstoffversprödungsbeständigkeit. Für Anwendungen unter anspruchsvollen Betriebsbedingungen wie Hochdruck-Wasserstoff und Meereskorrosionsumgebungen kann FITOK maßgeschneiderten 316/316L Edelstahl anbieten, dessen Molybdängehalt nicht weniger als 2,6%, der Nickelgehalt größer als 12% und das Nickeläquivalent ≥ 28,5% beträgt, was eine bessere Korrosionsbeständigkeit und Wasserstoffversprödungsbeständigkeit bietet.
Der Salznebeltest, der gemäß ISO 9227-2006 Standard durchgeführt wurde, zeigt, dass die 20D Serie Rohrverschraubungen bei 5% Salznebelbedingungen keine Korrosion nach 144 Stunden aufweisen. Derzeit sind die FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen nach den Normen EC79/2009/406/2010 zertifiziert.
Hohe Widerstandsfähigkeit gegen Vibrationen
Während der Montage der FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen greift der vordere Klemmring das Rohr aufgrund seines einzigartigen geometrischen Designs, was eine plastische und elastische Verformung der Dichtkegeloberfläche und des Körpers verursacht. Die elastische Verformung ermöglicht es der Dichtkegeloberfläche, bestimmten Vibrationen standzuhalten. Zusätzlich kann der hintere Klemmring, wenn er den vorderen Klemmring zusammendrückt, das Rohr zur richtigen Zeit greifen, wodurch eine ausreichende Greifkraft und wirksame Unterstützung für den vorderen Klemmring bereitgestellt wird, um ein Lösen des vorderen Klemmrings zu verhindern.
Die effektive Unterstützung und zuverlässige Greifkraft der vorderen und hinteren Klemmringe bieten den 20D Serie Rohrverschraubungen eine ausgezeichnete Vibrationsbeständigkeit.
Zuverlässige Leistung nach wiederholtem Demontieren
Die wiederholte Verwendung von Verschraubungsbaugruppen kann Ihre Kosten erheblich senken. FITOK 20D Serie Rohrverschraubungen sind so konstruiert, dass sie viele Male wieder zusammengebaut werden können, dank exzellenter Konstruktionsweise, präziser Toleranzkontrolle und hochwertiger Oberflächenbearbeitung. Tests haben gezeigt, dass die Verschraubungen auch nach 25-maliger Wiederholung der Demontage eine gute Dichtungsleistung und Druckbeständigkeitsleistung beibehalten.
WARNUNG:
1. Die in diesem Artikel aufgeführten relevanten Testergebnisse wurden unter Laborbedingungen erzielt und sollten außerhalb dieser Bedingungen nicht als gültig betrachtet werden; Laboruntersuchungen können die verschiedenen tatsächlichen Betriebsbedingungen nicht nachbilden und die Testergebnisse sind nicht statistisch signifikant.
2. Aufgrund der Aktualität des Artikels dienen die in diesem Artikel aufgeführten Testdaten nur zur Orientierung. Bitte wenden Sie sich an die FITOK Group, um die neuesten Daten zu erhalten.
