Tres processos de fabricació principals produeixen les brides utilitzades en sistemes de canonades: forja, fosa i tall de placa. Cada mètode produeix brides amb diferents propietats mecàniques, solidesa interna i característiques de cost. Comprendre aquestes diferències ajuda els compradors i enginyers a especificar el mètode de fabricació adequat per a cada aplicació.
Visió General de la Fabricació de Brides
El mètode de fabricació afecta l'estructura granular de la brida, la porositat, la solidesa interna i, en última instància, el seu rendiment mecànic en servei. La forja produeix un flux de gra superior alineat amb el contorn de la brida, resultant en la més alta resistència i resistència a la fatiga. La fosa permet formes complexes i grans volums de producció a un cost unitari més baix, però amb un major risc de defectes interns. El tall de placa és econòmic per a grans diàmetres, però no té l'avantatge del flux de gra de la forja. Els requisits de codi sovint exigeixen mètodes de fabricació específics per a certs serveis, amb brides forjades requerides per a aplicacions crítiques d'alta pressió i alta temperatura.
Brides Forjades
La forja és el mètode de fabricació més comú per a brides ASME B16.5, especialment per a mides fins a NPS 24 i classes de pressió més altes. El procés implica escalfar una palangana d'acer a temperatura de forja (típicament 1900-2300°F) i donar-li forma mitjançant un martell o premsa de forja. La formació en calent produeix un flux de gra continu que segueix el contorn de la brida, resultant en propietats mecàniques superiors incloent resistència, ductilitat i resistència a la fatiga. Les brides forjades tenen porositat mínima i excel·lent solidesa interna en comparació amb les foses. La majoria de brides per a serveis crítics són forjades per assegurar la màxima fiabilitat.
| Propietat | Forjada | Fosa | Tallada de Placa |
|---|---|---|---|
| Flux de Gra | Continu, segueix el contorn | Isotròpic, sense orientació de gra | Només direcció de laminació |
| Solidesa Interna | Excel·lent, porositat mínima | Variable, risc de porositat | Bona (qualitat de placa) |
| Resistència Mecànica | Més alta | Moderada | Moderada |
| Resistència a la Fatiga | Excel·lent | Bona | Bona |
| Resultats NDT | Més consistents | Més variables | Consistents |
| Mida Màxima | Limitada per capacitat de forja | Pràcticament il·limitada | Il·limitada (placa) |
| Cost Relatiu (petita quantitat) | Moderat | Alt (eines) | Baix |
| Cost Relatiu (gran quantitat) | Moderat | Més baix | Alt |
Brides Foses
La fosa implica abocar metall fos en un motlle i permetre que es solidifiqui en la forma de la brida. El procés és econòmic per a geometries de brida complexes i grans quantitats de producció, ja que el cost inicial de les eines del motlle es reparteix entre moltes unitats. No obstant això, l'estructura granular fosa és isotròpica i no té l'orientació direccional de les forjades. Les brides foses tenen un major risc de defectes interns incloent porositat, cavitats de contracció i inclusions no metàl·liques. Són acceptables per a aplicacions no crítiques de baixa pressió segons els codis aplicables, però estan prohibides per alguns codis per a serveis perillosos.
Brides Tallades de Placa
Les brides tallades de placa es mecanitzen directament a partir de xapa d'acer laminada, típicament per a grans diàmetres més enllà de les capacitats de forja estàndard (més de NPS 24). El perfil de la brida es talla de la placa mitjançant tall per plasma, làser o raig d'aigua, i després es mecanitza a les dimensions finals. Les brides tallades de placa no tenen avantatge de flux de gra perquè la direcció de laminació de la placa proporciona resistència només en el pla de la placa. Estan limitades a classes de pressió més baixes a causa de les restriccions de gruix de la placa i són més comunes per a aplicacions estructurals i de canonades no crítiques on el cost de grans brides forjades o foses seria prohibitiu.
Comparació de Qualitat
Les brides forjades proporcionen consistentment la millor combinació de propietats mecàniques, solidesa interna i fiabilitat. El patró de flux de gra en una brida forjada segueix el contorn de la brida, proporcionant la màxima resistència on més es necessita. Les brides foses poden assolir propietats acceptables per a moltes aplicacions, però tenen els resultats NDT més variables a causa de la variabilitat inherent del procés de fosa. Les brides tallades de placa tenen propietats que coincideixen amb la direcció de laminació de la placa, que és menys uniforme que les propietats omnidireccionals d'una forja. Per a aplicacions cícliques i d'alt estrès, les brides forjades són l'opció preferida.
Comparació de Costos
La forja té costos d'eines moderats i és rendible per a quantitats de producció moderades a grans. La fosa té un cost inicial d'eines alt (fabricació de patrons) però el cost unitari més baix a alts volums. El tall de placa no té cost d'eines i és l'opció més econòmica per a petites quantitats en grans mides. Els costos de mecanitzat són similars en tots els mètodes una vegada que s'ha produït la forma aproximada. Els costos de tractament tèrmic varien segons el material i els requisits de propietats mecàniques, amb alguns graus d'aliatge que requereixen cicles costosos de tractament tèrmic post-forja.
Requisits de Normes
ASME B16.5 permet brides fabricades per forja, fosa o tall de placa, sempre que es compleixin els requisits d'especificació de material i propietats mecàniques. Algunes especificacions de material requereixen específicament productes forjats (per exemple, ASTM A182), mentre que altres permeten múltiples mètodes de fabricació. Alguns codis de planta i especificacions del propietari prohibeixen brides foses per a certs serveis perillosos a causa del major risc de defectes interns. Els requisits de traçabilitat s'apliquen independentment del mètode de fabricació, i els requisits de prova d'impacte són independents del mètode. La conclusió clau és que les brides forjades proporcionen la millor resistència i fiabilitat per a serveis crítics, mentre que les brides foses i de placa serveixen per a aplicacions no crítiques específiques.
Productes de Brides
