หน้าแปลนไทเทเนียมแบบทับซ้อนสำหรับท่ออากาศยาน

หน้าแปลนไทเทเนียมแบบต่อชนสำหรับท่ออากาศยาน

หน้าแปลนแบบต่อชนประกอบด้วยสองส่วนที่ทำหน้าที่สองอย่าง ส่วนปลายท่อเชื่อมติดกับท่อและทำหน้าที่เป็นพื้นผิวซีลและขอบเขตแรงดัน วงแหวนรองรับจะอยู่ด้านหลัง รับแรงขันน็อต และสามารถหมุนได้จนรูตรงกัน ในการติดตั้งเครื่องบินหรืออุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดิน คุณสมบัตินี้เพียงอย่างเดียวช่วยประหยัดเวลาได้หลายชั่วโมง เนื่องจากข้อต่อที่อยู่ด้านหลังตัวยึดสามารถจัดแนวได้โดยการหมุนวงแหวนแทนการบังคับท่อ นอกจากนี้ยังเปิดทางเลือกด้านวัสดุที่หน้าแปลนไทเทเนียมล้วนไม่มี: วงแหวนจะไม่สัมผัสกับของไหล จึงสามารถใช้วัสดุเกรดที่ถูกกว่าหรือโลหะผสมที่แตกต่างกันได้ ในขณะที่ส่วนที่สัมผัสของไหลยังคงเป็นไทเทเนียม

สองส่วนและหน้าที่ของมัน

เนื่องจากวงแหวนไม่เคยสัมผัสกับกระบวนการ ขอบเขตแรงดันจึงเป็นเพียงปลายท่อเท่านั้น นั่นคือเหตุผลที่ชุดประกอบแบบต่อชนสามารถให้คะแนนเท่ากับแบบคอเชื่อมได้ โดยใช้วงแหวนที่บางกว่าและเบากว่า และเหตุผลที่สามารถเปลี่ยนวงแหวนได้โดยไม่ต้องตัดท่อ หากเกลียวหรือรูเสียหาย

เปรียบเทียบกับข้อต่ออื่นๆ

การเปรียบเทียบนี้ไม่ใช่เรื่องข้อต่อใดแข็งแรงที่สุดในเชิงนามธรรม ข้อต่อแบบต่อชนจะถูกเลือกเมื่อต้องถอดชุดประกอบออก หรือเมื่อไม่สามารถรับประกันได้ว่ารูน็อตจะตรงกันที่โรงงาน ข้อต่อคอเชื่อมจะถูกเลือกเมื่อข้อต่อจะถูกประกอบเพียงครั้งเดียวและไม่เคยเปิดอีก ระบบภาคพื้นดินส่วนใหญ่ของอากาศยานมีทั้งสองแบบ เนื่องจากสายจะประกอบเป็นโมดูล และแต่ละโมดูลจะมีข้อต่อหนึ่งหรือสองข้อที่ต้องสามารถถอดออกได้

เหตุผลที่วงแหวนหมุน และเหตุผลที่สำคัญ

หน้าแปลนสองอันที่ขันเข้าด้วยกันจะประกบกันได้ก็ต่อเมื่อรูน็อตตรงกัน สำหรับหน้าแปลนแบบตายตัว ต้องออกแบบให้เข้ากับท่อ และท่อที่เอียงไปเล็กน้อยจะกลายเป็นรายการที่ต้องแก้ไข สำหรับข้อต่อแบบต่อชน วงแหวนสามารถหมุนได้อย่างอิสระเต็มวง ดังนั้นรูจะถูกจัดแนวด้วยมือเมื่อประกอบ การเคลื่อนไหวที่เหมือนกันนี้ช่วยให้สามารถเปิดและประกอบข้อต่อใหม่ได้โดยไม่รบกวนการจัดแนวท่อ ซึ่งเป็นเหตุผลที่การออกแบบนี้ยังคงใช้ในเครื่องบิน แท่นทดสอบ และอุปกรณ์สนับสนุนภาคพื้นดินที่เข้าถึงได้ยากและมีค่าใช้จ่ายในการหยุดทำงานสูง

ราคาของอิสรภาพนั้นคือระยะห่างระหว่างรูภายในวงแหวนกับแกนปลายท่อ มันเป็นรอยแยก และในสภาพแวดล้อมทางทะเลหรือเคมี รอยแยกคือแหล่งกัดกร่อน ในท่ออากาศยาน สื่อมักเป็นเชื้อเพลิง ของเหลวไฮดรอลิก ไนโตรเจน หรืออากาศ ดังนั้นรอยแยกจึงเป็นข้อกังวลทางกลมากกว่าทางเคมี แต่รูวงแหวนและแกนก็ยังต้องถูกผลิตให้มีระยะห่างที่ช่วยให้หมุนได้โดยไม่ทำให้วงแหวนเอียงและกดปะเก็นไม่สม่ำเสมอ

การเชื่อมปลายท่อ

ปลายท่อจะเชื่อมชนกับท่อ ดังนั้นการเชื่อมจึงเป็นข้อต่อแบบเต็มความหนาที่สามารถตรวจสอบด้วยรังสีหรืออัลตราโซนิก ไทเทเนียมจะถูกเชื่อมภายใต้ก๊าซอาร์กอน โดยมีรากที่ถูกไล่ก๊าซออกซิเจนต่ำ โดยทั่วไปต่ำกว่า 100 ppm และการเชื่อมที่เสร็จสมบูรณ์จะถูกดองหรือแปรงเพื่อขจัดออกไซด์สีที่เกิดขึ้นหากการป้องกันสูญหาย สีเหลืองอ่อนหรือสีฟ้าถือว่ายอมรับได้ในบางข้อกำหนด สีม่วงหรือสีเทาถือว่ายอมรับไม่ได้ และพื้นผิวสีขาวเป็นขุยหมายความว่าต้องตัดการเชื่อมออก

สำหรับงานอากาศยาน ขั้นตอนการเชื่อมจะได้รับการรับรองและผู้ปฏิบัติงานจะได้รับการรับรอง การป้อนความร้อนจะถูกควบคุมเพื่อป้องกันชั้นอัลฟา และข้อต่อจะถูกตรวจสอบด้วยสารแทรกซึมและรังสี ก่อนที่ชุดประกอบจะได้รับการทดสอบแรงดัน ปลายท่อจะถูกผลิตด้วยการเตรียมการเชื่อมที่ตรงกับผนังท่อ และรูภายในจะตรงกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในท่อ เพื่อไม่ให้มีขั้นบันไดให้ของไหลทำงาน

วัสดุและน้ำหนัก

ปลายท่อปกติจะเป็น Gr2 เพื่อความทนทานต่อการกัดกร่อน หรือ Gr5 ที่ต้องการความแข็งแรงและอุณหภูมิ วงแหวนสามารถเป็นเกรดเดียวกัน เกรดที่ต่ำกว่า หรือโลหะผสมที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง เพราะเป็นเพียงตัวยึด บนฐานอากาศยาน การตัดสินใจนี้คุ้มค่าที่จะทำอย่างชัดเจน: วงแหวนไทเทเนียมบนปลายท่อไทเทเนียมเป็นแบบที่ง่ายที่สุดและหลีกเลี่ยงคู่กัลวานิกใดๆ ในขณะที่วงแหวนเหล็กหรืออะลูมิเนียมช่วยประหยัดค่าใช้จ่ายและน้ำหนัก แต่ต้องมีฉนวนกั้นเพื่อป้องกันการสัมผัสการกัดกร่อนในสภาพแวดล้อมที่เปียกชื้น

ที่ 4.51 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร ไทเทเนียมมีความหนาแน่นประมาณ 57 เปอร์เซ็นต์ของเหล็ก และรูปทรงของข้อต่อแบบต่อชนจะขจัดแกนหนักที่ข้อต่อคอเชื่อมต้องการ ผลลัพธ์คือข้อต่อที่มีน้ำหนักน้อยกว่าข้อต่อคอเชื่อมที่มันแทนที่ ในขณะที่ยังคงพื้นผิวที่สัมผัสของไหลเป็นไทเทเนียม ซึ่งเป็นส่วนผสมที่ข้อกำหนดท่ออากาศยานกำลังมองหา

ความคลาดเคลื่อนและการตรวจสอบ

ข้อต่อแบบต่อชนจะถูกตัดสินจากสี่มิติ: ความตั้งฉากของพื้นผิวปลายท่อกับรู ความหยาบของพื้นผิว ระยะห่างของรูวงแหวน และตำแหน่งรูน็อต พื้นผิวจะถูกผลิตให้มีความหยาบ 3.2 ถึง 6.3 ไมโครเมตร Ra สำหรับปะเก็นแบบเกลียว วงแหวนจะถูกตรวจสอบความเรียบเพื่อให้ไม่เอียงภายใต้แรง และรูปแบบรูจะถูกตรวจสอบบน CMM เทียบกับ ANSI B16.5 หรือแบบ การประทับหมายเลขความร้อนจะประทับบนวงแหวนและบันทึกในใบรับรอง และชุดประกอบจะถูกทดสอบด้วยน้ำที่แรงดัน 1.5 เท่าของพิกัดที่ข้อกำหนดต้องการ

สำหรับลูกค้าอากาศยาน ชุดเอกสารมักจะรวมใบรับรองวัสดุตาม ASTM B381 บันทึกการอบชุบ ขั้นตอนการเชื่อมและการรับรองผู้ปฏิบัติงาน รายงานสารแทรกซึมและรังสี และรายงานมิติ การตกลงรายการนี้ตั้งแต่ขั้นตอนการสอบถามเป็นสิ่งสำคัญ เพราะใบรับรองที่ต้องออกใหม่หลังจากการจัดส่งจะมีราคาสูงกว่าหน้าแปลน

หมายเหตุการติดตั้ง

ใส่วงแหวนเข้ากับปลายท่อก่อนการเชื่อม ไม่ใช่หลัง และตรวจสอบว่าหมุนได้อย่างอิสระเมื่อใส่ปลายท่อแล้ว จับคู่ปะเก็นกับพื้นผิวปลายท่อ ไม่ใช่กับวงแหวน เพราะวงแหวนไม่ซีล ขันให้แน่นเป็นรูปดาวอย่างน้อยสองขั้นตอน และตรวจสอบข้อต่อที่แรงดันใช้งาน ไทเทเนียมจะเสียดสีกับไทเทเนียม ดังนั้นแกนสตั๊ดจึงมีสารป้องกันการติดขัด และในกรณีที่วงแหวนเป็นโลหะผสมที่แตกต่างกัน แหวนรองฉนวนจะป้องกันไม่ให้คู่กัลวานิกสัมผัสกับข้อต่อ

การสั่งซื้อชุดประกอบข้อต่อแบบต่อชน

ระบุขนาดท่อและตารางเวลา รูปแบบปลายท่อ ระดับ ประเภทพื้นผิว เกรดของปลายท่อและวงแหวน ความละเอียดพื้นผิว และระดับการตรวจสอบ ตัวอย่างเช่น: ANSI B16.5 Class 300 แบบต่อชน, NPS 2, ปลายท่อ Schedule 40S ใน Gr2, วงแหวนอะลูมิเนียมบรอนซ์, พื้นผิวยก, การตรวจสอบด้วยรังสีที่การเชื่อม, ใบรับรอง 3.1 ระบุว่าวงแหวนต้องหมุนได้อย่างอิสระหลังการประกอบหรือไม่ เพราะนั่นจะกำหนดระยะห่างของรูภายในและความคลาดเคลื่อนในการผลิต

รูปภาพสินค้า