Sambungan tipe cincin adalah satu-satunya sambungan baut di pabrik proses di mana paking tidak diminta untuk dikompresi. Ia diminta untuk berubah bentuk. Cincin logam yang dimesin dipaksa ke dalam alur yang dipotong di setiap permukaan flensa hingga cincin dan alur bertemu logam dengan logam, dan segel yang terbentuk adalah pita sempit deformasi plastis terkontrol yang dibuat di dua flensa sekaligus.
Keputusan tunggal itu menjelaskan mengapa sambungan RTJ bertahan di mana paking serat akan terdorong keluar, mengapa mereka tidak memaafkan alur yang tergores, dan mengapa cincin yang menyegel di dudukan uji tidak boleh dikembalikan ke sambungan setelah jalur dibuka.
Sambungan berwajah terangkat menyebarkan beban baut di area dudukan berbentuk cincin. Paking memiliki ketebalan, dan ketebalan itu menyerap ketidaksejajaran, ketidaksempurnaan permukaan, dan gerakan kecil yang muncul saat jalur memanas. Komprominya adalah beban unit yang moderat pada permukaan penyegelan, yang menjadikan bahan paking sebagai faktor pembatas untuk tekanan, suhu, dan kimia.
Sambungan RTJ memusatkan beban yang sama ke dalam pita kontak yang sempit, sehingga tegangan pada garis penyegelan jauh lebih tinggi daripada yang dapat ditahan oleh paking datar mana pun. Cincin logam memindahkan batas layanan ke dalam logam itu sendiri, dan karena sudah berubah bentuk ke dalam alur, sambungan berperilaku hampir seperti sambungan yang dilas.
Kekakuan itu juga merupakan kelemahan: tidak ada ketebalan paking yang tersisa untuk menyerap kesalahan, sehingga alur yang aus, nomor cincin yang salah, flensa yang tidak sejajar, atau pemuatan baut satu lintasan masing-masing menghasilkan kebocoran yang tidak dapat disembuhkan dengan pengencangan ulang. Wajah terangkat apa pun pada flensa RTJ adalah permukaan penentu posisi, bukan segel.
Ketiga keluarga menyegel dengan kontak logam-ke-logam tetapi tidak dapat dipertukarkan secara bebas. Cincin yang dibuat sesuai ASME B16.20 dan API 6A diidentifikasi dengan nomor R, RX, atau BX, dan nomor itu adalah satu-satunya cara yang andal untuk mencocokkan cincin dengan alur.
Gaya R adalah cincin asli dan masih yang paling umum. Dibuat dalam penampang oval dan segi delapan, keduanya dapat dipertukarkan dalam alur segi delapan dasar datar modern: cincin segi delapan bersentuhan dengan permukaan miring 23 derajat, cincin oval ujungnya membulat. Permukaan penyegelan diselesaikan hingga 1,6 mikrometer Ra, atau 63 micro-inch RMS, dan penyelesaian cincin ini, bukan permukaan flensa, yang menentukan kekencangan. Cincin R mencakup flensa ASME B16.5 dari NPS 1/2 hingga NPS 24 dan ASME B16.47 Seri A di atas itu.
Cincin RX lebih tinggi dan lebih berat daripada cincin R dengan ukuran yang sama. Bevel luarnya menyentuh permukaan alur luar terlebih dahulu, sehingga segel ada sebelum jalur diberi tekanan, dan tekanan yang meningkat mendorong cincin ke luar untuk meningkatkan tegangan dudukan. Aksi penguatan mandiri ini menahan beban kejut, lonjakan tekanan uji, dan getaran. Cincin RX pas dengan alur R standar, tetapi ketinggian ekstra mengubah panjang terpasang, yang penting pada spool yang ukurannya disesuaikan dengan cincin R.
Cincin BX memiliki diameter pitch sedikit lebih besar dari diameter pitch alur, sehingga kontak dimulai di luar cincin dan membebaninya sebelum tekanan tiba. Setiap cincin membawa saluran tekanan yang memungkinkan tekanan yang terperangkap untuk menyamai. Cincin BX termasuk dalam peralatan kepala sumur API 6A, hanya pas dengan alur BX dan tidak dapat dipertukarkan dengan RX.
| Properti | Gaya R | Gaya RX | Gaya BX |
|---|---|---|---|
| Kontak pertama | Sisi alur, pada beban baut | Permukaan alur luar | Bagian luar cincin, dibebani |
| Penguatan tekanan | Tidak ada; hanya beban baut | Ya, meningkat seiring tekanan | Ya, diseimbangkan oleh saluran |
| Kompatibilitas alur | Alur R standar | Pas dengan alur R, tumpukan lebih tinggi | Hanya alur BX |
| Spesifikasi | ASME B16.20, API 6A | ASME B16.20, API 6A | API 6A |
Alur didefinisikan oleh empat fitur yang penting di lapangan: sudut sisi, lebar, kedalaman, dan diameter pitch. Toleransi diukur dalam ratusan milimeter dan cincin dimesin agar sesuai, itulah sebabnya cincin dipesan berdasarkan nomor daripada ukuran pipa. Bagian bawah datar tidak menyegel; ia menyediakan datum dan ruang untuk deformasi kecil yang terjadi saat perakitan.
Kerusakan adalah risiko praktis. Goresan melingkar di sisi adalah jalur kebocoran yang tidak dapat ditutup oleh beban baut, karena cincin tidak dapat berubah bentuk ke dalam alur yang tidak lagi sesuai dengan profilnya; penyok, gerinda, dan pitting memiliki peringkat yang sama. Pengerjaan ulang menghilangkan cacat tetapi mengubah kedalaman atau lebar, sehingga flensa harus dikualifikasi ulang terhadap dimensi alur baru dan diperbaiki dengan cincin yang pas.
Aturan yang mengatur sederhana dan sering dilanggar: cincin harus lebih lunak daripada flensa yang disegelnya. Cincin adalah bagian yang dirancang untuk berubah bentuk; jika lebih keras dari alur, alur akan berubah bentuk dan flensa menjadi barang habis pakai. Nilai yang diterbitkan adalah batas atas, bukan target.
| Bahan cincin | Kekerasan maksimum | Catatan praktis |
|---|---|---|
| Besi lunak | 90 HB | Dilapisi seng; layanan umum |
| Baja karbon rendah | 120 HB | Dilapisi seng; kapasitas beban lebih tinggi |
| 4-6 persen krom, 1/2 persen molibdenum (F5) | 130 HB | Kilang, suhu tinggi |
| Baja tahan karat austenitik 304, 316, 347 | 160 HB | Sedikit margin pada alur baja tahan karat |
| 254 SMO (UNS S31254) | 180 HB | Layanan klorida |
| Paduan 625 (UNS N06625) | 200 HB | Asam, suhu tinggi |
| Super dupleks (UNS S32760) | 200 HB | Layanan laut, klorida |
| Dupleks (UNS S31803) | 250 HB | Verifikasi kekerasan alur |
Kasus masalah adalah baja tahan karat pada baja tahan karat. Flensa F304 atau F316 yang ditempa sesuaiASTM A182/A182Mumumnya dipasok dalam keadaan anil, dan cincin 316 pada batas atas 160 HB menyisakan sedikit margin terhadap alur dengan kekerasan serupa. Tentukan cincin sehingga maksimum yang diizinkan berada jelas di bawah kekerasan alur yang terukur, dan konfirmasikan keduanya dari sertifikat pabrik; satu angka kekerasan pada pesanan pembelian bukanlah pemeriksaan bahan.
Cincin besi lunak dan baja karbon rendah dilapisi seng maksimum 8 mikrometer untuk perlindungan atmosfer, bukan penyegelan. Setiap cincin membawa tanda tegangan rendah permanen yang menunjukkan gaya, nomor cincin, bahan, dan standar.
Cincin berubah bentuk sekali. Beban baut harus cukup tinggi untuk memaksanya ke dalam alur dan masih menyisakan pra-beban setelah relaksasi jangka pendek; karena area kontak kecil, beban itu tercapai dengan cepat dan margin kesalahan dalam pengencangan juga kecil.
Pengikatan adalah tempat sebagian besar kebocoran pasca-mulai beroperasi. Sambungan yang lulus uji hidro dingin dan bocor panas biasanya kehilangan pra-beban, bukan volume cincin: baut, flensa, dan cincin mengembang pada laju yang berbeda.
Sebagian besar kegagalan RTJ diputuskan sebelum baut terakhir dikencangkan. Saat perakitan, konfirmasikan nomor cincin terhadap tanda flensa dan spesifikasi jalur; periksa setiap alur dari goresan melingkar, penyok, gerinda, lubang, dan cat pada sisi-sisinya; periksa apakah cincin duduk rata; verifikasi bahan dan kekerasan terhadap sertifikat; konfirmasikan stud masuk dengan bebas dan menonjol secara merata; dan catat celah flensa akhir di empat titik sehingga sambungan yang miring tertangkap sebelum uji tekanan.
RTJ bukanlah pilihan default yang baik. Ia mendapatkan tempatnya di mana tekanan, suhu, siklus termal, atau media menyingkirkan paking yang lebih lunak; di tempat lain ia menambah biaya pemesinan dan disiplin pemeliharaan tanpa manfaat penyegelan. Konversi bukan hanya pemotongan alur pada permukaan yang ada: ketebalan flensa, geometri alur, tinggi tumpukan, dan pengikatan berubah bersama.
Sambungan RTJ ditentukan oleh tiga hal yang diperbaiki sebelum perakitan: alur, cincin, dan beban baut. Alur harus membawa profil dan diameter pitch yang benar tanpa kerusakan melingkar; cincin harus nomor, bahan, dan kekerasan yang tepat untuk alur itu; beban baut harus mengubah cincin sekali, secara merata, dan menahannya. Dapatkan ketiganya dengan benar dan sambungan akan bertahan melalui siklus termal yang akan menghancurkan paking datar.
Ya. Keduanya memiliki nomor cincin yang sama dan pas dengan alur segi delapan dasar datar, tetapi mereka bersentuhan dengan alur secara berbeda dan tidak boleh dicampur dalam satu pasangan flensa.
Ya, cincin RX pas dengan alur R standar dan digunakan untuk menambah ketahanan terhadap guncangan dan getaran. Cincin lebih tinggi, sehingga panjang terpasang bertambah dan setiap spool yang ukurannya disesuaikan dengan cincin R harus diperiksa ulang.
Biasanya karena pra-beban hilang, bukan karena cincin gagal. Ekspansi diferensial antara baut, flensa, dan cincin pada suhu operasi, atau alur yang marjinal sejak awal, hanya terlihat pada suhu layanan.
Badan flensa tidak secara otomatis lebih kuat; sistem penyegelan berubah. Cincin logam mentolerir tekanan dan suhu yang lebih tinggi daripada paking lunak, dan menuntut alur yang baik dan beban baut yang memadai.
Permintaan yang menghilangkan salah satu dari ini akan kembali dengan pertanyaan, dan terkadang dengan bagian yang salah: ukuran, kelas, dan standar dimensi (NPS 6 Kelas 600 ke ASME B16.5); jenis dan grade flensa (leher las, ASTM A182 F316L); nomor dan gaya cincin (R45 segi delapan, atau RX untuk retrofit); bahan cincin dengan kekerasan maksimum dan persyaratan sertifikat; dan penyelesaian alur dengan titik saksi apa pun.
Flensa RTJ dalam grade baja tahan karat, dupleks, super dupleks, dan paduan nikel berada dalam rentang flensa baja paduan, termasuk flensa leher las yang dipasok dengan penghadapan RF atau RTJ. Karena sambungan cincin diukur berdasarkan nomor cincin, permintaan teknis harus membawa nomor itu dengan ukuran, kelas, standar, dan bahan, sehingga flensa dan cincin dikutip sebagai satu rakitan yang cocok.
Untuk geometri, toleransi, dan nilai kekerasan di balik keluarga ini, lihat data teknis sambungan tipe cincin yang diterbitkan oleh Flexitallic untuk cincin yang dibuat sesuai ASME B16.20 dan API 6A.
Artikel ini hanya informasi umum. Pemilihan akhir harus didasarkan pada kode yang berlaku, spesifikasi proyek, dan konfirmasi oleh personel teknik yang berkualifikasi.
Kontak Person: Kelly Yang
Tel: 86-15301677597