배관 시스템에 사용되는 플랜지는 단조, 주조, 플레이트 절단 등 세 가지 주요 제조 공정을 통해 생산됩니다. 각 방법마다 기계적 특성, 내부 건전성 및 비용 특성이 다른 플랜지가 생산됩니다. 이러한 차이점을 이해하면 구매자와 엔지니어가 각 응용 분야에 적합한 제조 방법을 지정하는 데 도움이 됩니다.
플랜지 제조 개요
제조 방법은 플랜지의 입자 구조, 다공성, 내부 건전성 및 궁극적으로 사용 중인 기계적 성능에 영향을 미칩니다. 단조는 플랜지 윤곽에 맞춰 우수한 입자 흐름을 생성하여 최고의 강도와 피로 저항성을 제공합니다. 주조를 사용하면 더 낮은 단위당 비용으로 복잡한 모양과 대량 생산이 가능하지만{2}}내부 결함 위험이 더 높습니다. 판재를 절단하는 것은 직경이 큰 경우 경제적이지만 단조의 입자 흐름 이점은 부족합니다. 코드 요구 사항은 종종 특정 서비스에 대한 특정 제조 방법을 요구하며, 중요한 고압-압력 및 고온-온도 응용 분야에는 단조 플랜지가 필요합니다.
단조 플랜지
단조는 ASME B16.5 플랜지, 특히 최대 NPS 24 크기 및 더 높은 압력 등급의 플랜지에 대한 가장 일반적인 제조 방법입니다. 이 공정에는 강철 빌렛을 단조 온도(일반적으로 1900~2300°F)로 가열하고 단조 해머나 프레스를 사용하여 모양을 형성하는 과정이 포함됩니다. 열간 성형은 플랜지 윤곽을 따르는 연속적인 입자 흐름을 생성하여 강도, 연성 및 피로 저항을 포함한 우수한 기계적 특성을 제공합니다. 단조플랜지는 주물에 비해 기공률이 적고 내부 건전성이 우수합니다. 가장 중요한 서비스 플랜지는 최대의 신뢰성을 보장하기 위해 단조됩니다.
| 재산 | 서서히 나아가는 | 깁스 | 컷 플레이트 |
|---|---|---|---|
| 곡물 흐름 | 연속, 윤곽선 따르기 | 등방성, 입자 방향 없음 | 롤링 방향만 |
| 내부 건전성 | 우수하고 다공성이 최소화됨 | 가변적, 다공성 위험 | 양호(플레이트 품질) |
| 기계적 강도 | 제일 높은 | 보통의 | 보통의 |
| 피로 저항 | 훌륭한 | 좋은 | 좋은 |
| NDT 결과 | 가장 일관적 | 가장 가변적 | 일관된 |
| 최대 크기 | 단조 용량에 따라 제한됨 | 사실상 무제한 | 무제한(플레이트) |
| 상대 비용(소량) | 보통의 | 높음(공구) | 낮은 |
| 상대 비용(대량) | 보통의 | 최저 | 높은 |
캐스트 플랜지
주조란 용융된 금속을 주형에 붓고 이를 플랜지 형태로 굳히는 작업입니다. 이 공정은 초기 금형 툴링 비용이 여러 장치에 분산되기 때문에 복잡한 플랜지 형상과 대량 생산에 경제적입니다. 그러나 주조 입자 구조는 등방성이며 단조품의 방향성이 부족합니다. 주조 플랜지는 다공성, 수축 공동 및 비{3}}금속 개재물을 포함한 내부 결함 위험이 더 높습니다. 해당 코드에 따라 중요도가 낮고-압력이 낮은 애플리케이션에는 허용되지만 위험한 서비스에 대한 일부 코드에서는 금지됩니다.
컷 플레이트 플랜지
절단 플레이트 플랜지는 일반적으로 표준 단조 기능(NPS 24 이상)을 초과하는 큰 직경의 압연 강판 스톡에서 직접 가공됩니다. 플랜지 프로파일은 플라즈마, 레이저 또는 워터젯 절단을 사용하여 플레이트에서 절단된 후 최종 치수로 가공됩니다. 컷팅 플레이트 플랜지는 플레이트 롤링 방향이 플레이트 평면에만 강도를 제공하기 때문에 곡물 흐름의 이점이 없습니다. 이는 플레이트 두께 제약으로 인해 더 낮은 압력 등급으로 제한되며 대형 단조 또는 주조 플랜지의 비용이 엄청나게 드는 구조적 및 중요하지 않은 배관 응용 분야에 가장 일반적입니다.
품질 비교
단조 플랜지는 기계적 특성, 내부 건전성 및 신뢰성의 최상의 조합을 지속적으로 제공합니다. 단조 플랜지의 입자 흐름 패턴은 플랜지 윤곽을 따르며 가장 필요한 곳에 최대 강도를 제공합니다. 주조 플랜지는 다양한 응용 분야에서 허용 가능한 특성을 얻을 수 있지만 주조 공정의 고유한 가변성으로 인해 NDT 결과가 가장 다양합니다. 컷트 플레이트 플랜지는 플레이트 롤링 방향과 일치하는 특성을 가지며, 이는 단조품의 전방향 특성보다 덜 균일합니다. 주기적 및 높은-응력 적용 분야의 경우 단조 플랜지가 선호됩니다.
비용 비교
단조는 도구 제작 비용이 적당하며{0}}중간 규모부터 대량 생산에 비용 효율적입니다. 주조는 초기 툴링 비용(패턴 제작)이 높지만 대량 생산 시 단위당 비용이 가장 낮습니다.- 컷팅 플레이트는 툴링 비용이 들지 않으며, 대량 생산에 가장 경제적인 옵션입니다. 거친 모양이 생성되면 가공 비용은 모든 방법에서 비슷합니다. 열처리 비용은 재료와 필요한 기계적 특성에 따라 다르며, 일부 합금 등급에는 고가의 단조 후 열처리 주기가 필요합니다.-
표준 요구 사항
ASME B16.5는 재료 사양 및 기계적 특성 요구 사항이 충족되는 경우 단조, 주조 또는 판 절단으로 제조된 플랜지를 허용합니다. 일부 재료 사양은 특히 단조 제품(예: ASTM A182)을 요구하는 반면 다른 사양은 다양한 제조 방법을 허용합니다. 일부 공장 규정 및 소유자 사양은 내부 결함 위험이 높기 때문에 특정 위험한 서비스에 대한 주조 플랜지를 금지합니다. 추적성 요구 사항은 제조 방법에 관계없이 적용되며 충격 테스트 요구 사항은 방법에 독립적입니다.- 중요한 점은 단조 플랜지가 중요한 서비스에 최고의 강도와 신뢰성을 제공하는 반면, 주조 및 플레이트 플랜지는 특정 비핵심 용도에 사용된다는 것입니다.-
플랜지 제품
