מה זה אוגן?
אוגן, בקיצור, הוא מונח כללי, והוא מתייחס בדרך כלל לגוף מתכת בצורת דיסק דומה לפתיחת כמה חורים קבועים, המשמשים לחיבור דברים אחרים. דבר מסוג זה נמצא בשימוש נרחב במכונות, ולכן נראה קצת מוזר. כל עוד הוא מכונה אוגן, שמו נגזר מהמילה האנגלית אוגן. כך, הצינור והצינור מחוברים ביניהם, בקצה הצינור יש פתח, וברגים יוצרים קשר הדוק בין שני האוגנים, וביניהם אטם.
אוגן הוא חלק בצורת דיסק, הנפוץ ביותר בהנדסת צנרת, אוגן משמש בזוגות.
לגבי סוגי חיבורי האוגן, ישנם שלושה מרכיבים:
- אוגני צינור
- אטם
- חיבור בורג
ברוב המקרים, קיים חומר ספציפי לאטם ולברגים העשוי מאותו חומר כמו רכיב אוגן הצינור. האוגנים הנפוצים ביותר הם אוגנים מפלדת אל-חלד. אוגנים, לעומת זאת, זמינים במגוון חומרים על מנת להתאים אותם לדרישות האתר. חלק מחומרי האוגן הנפוצים ביותר הם מונל, אינקונל וכרום מוליבדן, בהתאם לדרישות האתר בפועל. בחירת החומר הטובה ביותר צריכה להיות תלויה בסוג המערכת בה ברצונכם להשתמש באוגן עם דרישות ספציפיות.
7 סוגים נפוצים של אוגנים
ישנם סוגים שונים של אוגנים שניתן לבחור בהתאם לדרישות האתר. כדי להתאים לעיצוב האוגן האידיאלי, יש להבטיח פעולה אמינה וכן חיי שירות ארוכים ויש לשקול את המחיר המתאים ביותר.
1. אוגן הברגה:
אוגנים הברגה, בעלי הברגה בקדח האוגן, מצוידים בהברגות חיצוניות על החיבור. חיבור הברגה נועד כאן למנוע ריתוך בכל המקרים. הוא מחובר בעיקר באמצעות הברגות תואמות לצינור המיועד להתקנה.
2. אוגני ריתוך שקעים
סוג זה של אוגן משמש בדרך כלל עבור צינורות קטנים יותר שבהם קוטר אזור הטמפרטורה והלחץ הנמוכים מאופיין בחיבור שבו הצינור ממוקם בתוך האוגן כדי להבטיח חיבור עם ריתוך פילה חד-מסלולי או רב-מסלולי. זה מונע את האילוצים הקשורים לקצוות הברגה בהשוואה לסוגי אוגן מרותכים אחרים, ובכך הופך את ההתקנה לפשוטה.
3. אוגני חיתוך
אוגן חפתים הוא סוג של אוגן הדורש ריתוך קצה החיבור לחיבור על מנת להשתמש בו עם אוגן תמיכה ליצירת חיבור אוגן. עיצוב זה הפך שיטה זו לפופולרית במגוון מערכות בהן המרחב הפיזי מוגבל, או בהן נדרש פירוק תכוף, או בהן נדרשת רמת תחזוקה גבוהה.
4. אוגנים הזזה
אוגנים הזזה נפוצים מאוד וזמינים במגוון רחב של גדלים המתאימים למערכות עם קצבי זרימה ותפוקות גבוהים. התאמת האוגן לקוטר החיצוני של הצינור הופכת את החיבור לקל מאוד להתקנה. התקנת אוגנים אלה היא מעט טכנית מכיוון שהיא דורשת ריתוך פילט משני הצדדים כדי לחבר את האוגן לצינור.
5. אוגנים עיוורים
אוגנים מסוג זה מתאימים היטב לסיום מערכות צנרת. הצלחת העיוורת מעוצבת כדיסק ריק שניתן לחבר אותה לברגים. לאחר התקנה נכונה של אוגנים אלה ומשולבים עם האטם הנכון, הם מאפשרים אטימה מצוינת וקלים להסרה בעת הצורך.
6. אוגני צוואר ריתוך
אוגני צוואר ריתוך דומים מאוד לאוגני חפיפה, אך דורשים ריתוך קת להתקנה. שלמות ביצועי המערכת הזו ויכולתה להיות כפופה פעמים רבות ולהשתמש בה במערכות בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה הופכות אותה לבחירה העיקרית לצנרת תהליך.
7. אוגנים מיוחדים
סוג זה של אוגן הוא המוכר ביותר. עם זאת, קיים מגוון רחב של סוגי אוגן ייעודיים נוספים הזמינים שיתאימו למגוון שימושים וסביבות. ישנן אפשרויות נוספות שונות כגון אוגני ניפו, אוגני וולדו, אוגני התפשטות, פתחים, צווארי ריתוך ארוכים ואוגני מפחיתים.
5 סוגים מיוחדים של אוגנים
1. וולדופלאנג'
אוגן וולדו דומה מאוד לאוגן ניפו מכיוון שהוא שילוב של אוגנים בריתוך קת וחיבורי הסתעפות. אוגני וולדו עשויים מחתיכה אחת של פלדה מחושלת ומוצקה, במקום שחלקים בודדים מרותכים יחד.
2. אוגן ניפו
ניפופלאנג' הוא צינור מסתעף בזווית של 90 מעלות, זהו מוצר המיוצר על ידי שילוב של אוגנים בריתוך קת וניפולט מזויף. בעוד שאוגן ניפו נחשב לחתיכה אחת וחזקה של פלדה מזויפת, הוא אינו מובן כשני מוצרים שונים המולחמים יחד. התקנת ניפופלאנג' כוללת ריתוך לחלק הניפולט של הציוד על מנת להריץ את הצינור והברגת חלק האוגן לאוגן הצינור הקטן על ידי צוות הצנרת.
חשוב לדעת כי אוגני Nipo זמינים בסוגים שונים של חומרים כגון פחמן, פלדות פחמן בטמפרטורה גבוהה ונמוכה, סוגי נירוסטה וסגסוגות ניקל. אוגני Nipo עשויים לרוב מבד מחוזק, מה שעוזר להעניק להם חוזק מכני נוסף בהשוואה לאוגן Nipo סטנדרטי.
3. אלבופלנג' ולטרופלנג'
אלבופלנג' ידוע כשילוב של אוגן ואלבולט בעוד לטרופלנג' ידוע כשילוב של אוגן ולטרולט. אוגני מרפק משמשים להסתעפות צינורות בזווית של 45 מעלות.
4. אוגני טבעת מסתובבים
השימוש באוגנים מסתובבים נועד להקל על יישור חורי הברגים בין שני אוגנים זוגיים, דבר מועיל יותר במצבים רבים, כגון התקנת צינורות בקוטר גדול, צינורות תת-ימיים או ימיים וסביבות דומות. אוגנים מסוג זה מתאימים לנוזלים תובעניים בנפט, גז, פחמימנים, מים, כימיקלים ויישומים פטרוכימיים וניהול מים אחרים.
במקרה של צינורות בקוטר גדול, הצינור מצויד באוגן ריתוך קת סטנדרטי בקצה אחד ובאוגן מסתובב בקצה השני. זה עובד פשוט על ידי סיבוב האוגן המסתובב על הצינור כך שהמפעיל משיג יישור נכון של חורי הברגים בצורה קלה ומהירה מאוד.
חלק מהתקנים העיקריים לאוגני טבעת מסתובבים הם ASME או ANSI, DIN, BS, EN, ISO ואחרים. אחד התקנים הפופולריים ביותר עבור יישומים פטרוכימיים הוא ANSI או ASME B16.5 או ASME B16.47. אוגני סיבוב הם אוגנים שניתן להשתמש בהם בכל צורות האוגנים הסטנדרטיות הנפוצות. לדוגמה, צווארי ריתוך, חיבורי החלקה, חיבורי חפיפה, חיבורי שקעים וכו', בכל סוגי החומרים, במגוון רחב של גדלים מ-3/8 אינץ' עד 60 אינץ', ולחצים מ-150 עד 2500. ניתן לייצר אוגנים אלה בקלות מפחמן, סגסוגת ופלדות אל חלד.
5. אוגני התפשטות
אוגני התפשטות משמשים להגדלת גודל הקדח של צינור מכל נקודה מסוימת לאחרת על מנת לחבר את הצינור לכל ציוד מכני אחר כגון משאבות, מדחסים ושסתומים שנמצאים כבעלי גדלי כניסה שונים.
אוגני התפשטות הם בדרך כלל אוגנים מרותכים בקצוות, בעלי חור גדול מאוד בקצה שאינו מקורב. ניתן להשתמש בהם כדי להוסיף גודל אחד או שניים או עד 4 אינץ' לקדח הצינור. סוגים אלה של אוגנים עדיפים על פני שילוב של מפחיתים מרותכים בקצוות ואוגנים סטנדרטיים מכיוון שהם זולים וקלים יותר. אחד החומרים הנפוצים ביותר המשמשים לאוגני התפשטות הוא A105 ופלדת אל-חלד ASTM A182.
אוגני התפשטות זמינים בדירוגי לחץ וגדלים בהתאם למפרטי ANSI או ASME B16.5, הזמינים בעיקר קמורים או שטוחים (RF או FF). אוגני צמצום, המכונים גם אוגני צמצום, משרתים את התפקיד ההפוך לחלוטין מאוגני התפשטות, כלומר הם משמשים להקטנת גודל הקדח של צינור. ניתן להפחית בקלות את קוטר הקדח של רצף צינורות, אך לא ביותר מגודל אחד או שניים. אם נעשה ניסיון להפחית מעבר לכך, יש להשתמש בפתרון המבוסס על שילוב של מפחיתים מרותכים בקצוות ואוגנים סטנדרטיים.
גודל אוגן ושיקולים נפוצים
בנוסף לתכנון הפונקציונלי של האוגן, גודלו הוא הגורם בעל הסבירות הגבוהה ביותר להשפיע על בחירת האוגן בעת תכנון, תחזוקה ועדכון של מערכת צנרת. במקום זאת, יש להתחשב בממשק האוגן עם הצינור ובאטמים המשמשים כדי להבטיח גודל נכון. בנוסף לכך, כמה שיקולים נפוצים הם כדלקמן:
- קוטר חיצוני: הקוטר החיצוני הוא המרחק בין שני קצוות מנוגדים של פני האוגן.
- עובי: העובי נמדד מהצד החיצוני של החישוק.
- קוטר מעגל הבריח: זהו המרחק בין חורי הברגים היחסיים הנמדד ממרכז למרכז.
- גודל צינור: גודל הצינור הוא הגודל המתאים לאוגן.
- קדח נומינלי: הקדח הנומינלי הוא גודל הקוטר הפנימי של מחבר האוגן.
סיווג אוגן ורמת שירות
אוגנים מסווגים בעיקר לפי יכולתם לעמוד בטמפרטורות ולחצים שונים. הם מסומנים באמצעות אותיות או סיומות "#", "lb" או "class". אלו סיומות הניתנות להחלפה ומשתנות גם לפי אזור או ספק. סיווגים נפוצים ידועים מפורטים להלן:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
אותן סבילות ללחץ ולטמפרטורה משתנות בהתאם לחומר בו נעשה שימוש, לעיצוב האוגן ולגודל האוגן. עם זאת, הקבוע היחיד הוא דירוג הלחץ, שיורד ככל שהטמפרטורה עולה.
סוג פנים אוגן
סוג הפנים הוא גם מאפיין חשוב מאוד שיש לו השפעה משמעותית על הביצועים הסופיים ועל חיי השירות של האוגן. לכן, להלן מנותחים כמה מסוגי הפנים החשובים ביותר של האוגן:
1. אוגן שטוח (FF)
משטח האטם של אוגן שטוח נמצא באותו מישור כמו משטח המסגרת המוברגת. סחורות המשתמשות באוגנים שטוחים הן בדרך כלל כאלה המיוצרים בתבניות התואמות לאוגן או לכיסוי האוגן. אין להניח אוגנים שטוחים על אוגנים צדדיים הפוכים. ASME B31.1 קובע כי בעת חיבור אוגני ברזל יצוק שטוחים לאוגני פלדת פחמן, יש להסיר את הפן המוגבה מאוגני פלדת הפחמן ונדרש אטם מלא. זאת כדי למנוע מאוגני ברזל יצוק קטנים ושבירים להתיז לתוך החלל שנוצר על ידי האף המוגבה של אוגן פלדת הפחמן.
סוג זה של פני אוגן משמש לייצור ציוד ושסתומים עבור כל היישומים בהם מיוצר ברזל יצוק. ברזל יצוק שביר יותר ומשמש בדרך כלל רק עבור יישומים בטמפרטורה נמוכה ובלחץ נמוך. הפנים השטוחים מאפשרים לשני האוגנים ליצור מגע מלא על פני כל המשטח. לאוגנים שטוחים (FF) יש משטח מגע בגובה זהה להברגות הברגים של האוגן. דיסקיות פנים מלאות משמשות בין שני אוגנים שטוחים והן בדרך כלל רכות. על פי ASME B31.3, אין לחבר אוגנים שטוחים לאוגנים מורמים עקב פוטנציאל לדליפה מהחיבור האוגן שנוצר.
2. אוגן בעל פנים מוגבהות (RF)
אוגן בעל פנים מוגבה הוא הסוג הנפוץ ביותר המשמש ביישומי ייצור והוא קל לזיהוי. הוא נקרא קמור מכיוון שפני האטם ממוקמים מעל פני טבעת הבריח. כל סוג של ציפוי דורש שימוש במספר סוגים של אטמים, כולל מגוון לשוניות טבעת שטוחות וחומרים מרוכבים ממתכת כגון צורות ספירליות וצורות בעלות מעטפת כפולה.
אוגני RF נועדו לרכז לחץ נוסף על שטח קטן יותר של האטם, ובכך לשפר את בקרת הלחץ של החיבור. קטרים וגבהים לפי רמת לחץ וקוטר מתוארים ב-ASME B16.5. רמת לחץ האוגן מציינת את גובה הפנים המורמות. אוגני RF נועדו לרכז לחץ נוסף על שטח קטן יותר של האטם, ובכך להגדיל את יכולת בקרת הלחץ של החיבור. קטרים וגבהים לפי דרגת לחץ וקוטר מתוארים ב-ASME B16.5. דירוגי אוגני לחץ.
3. אוגן טבעתי (RTJ)
כאשר נדרש אטם מתכת-למתכת בין זוגות אוגנים (וזה התנאי ליישומים בלחץ גבוה ובטמפרטורה גבוהה, כלומר, מעל 700/800 מעלות צלזיוס), משתמשים באוגן טבעתי (RTJ).
לאוגן של חיבור הטבעת יש חריץ עגול המתאים לאטם של חיבור הטבעת (סגלגל או מלבני).
כאשר שני אוגני טבעת מחוברים יחד בברגים ולאחר מכן מהודקים, כוח הבורג המופעל מעוות את האטם בחריץ האוגן, ויוצר אטם מתכת-למתכת הדוק מאוד. על מנת להשיג זאת, חומר אטם הטבעת חייב להיות רך יותר (גמיש יותר) מחומר האוגנים.
ניתן לאטום אוגנים RTJ באמצעות אטמי RTJ מסוגים שונים (R, RX, BX) ופרופילים (למשל, מתומנים/אליפטיים עבור סוג R).
האטם הנפוץ ביותר מסוג RTJ הוא מסוג R עם חתך רוחב מתומן, מכיוון שהוא מבטיח אטימה חזקה מאוד (חתך סגלגל הוא הסוג הישן יותר). עם זאת, עיצוב ה"חריץ השטוח" מקבל את שני סוגי אטמי RTJ עם חתך רוחב מתומן או סגלגל.
4. אוגני חריץ ולשון (T ו-G)
שני אוגנים בעלי לשון וחריץ (פני T ו-G) מתאימים בצורה מושלמת: לאוגן אחד טבעת מוגבהת ולשני חריצים שבהם הם מתאימים בקלות (הלשון נכנסת לחריץ ואוטמת את החיבור).
אוגני לשון וחריץ זמינים במידות גדולות וקטנות.
5. אוגנים זכר ונקבה (M & F)
בדומה לאוגנים עם לשון וחריץ, אוגנים זכריים ונקביים (סוגי פנים M ו-F) תואמים זה את זה.
לאוגן אחד שטח המשתרע מעבר לשטח הפנים שלו, האוגן הזכרי, ולאוגן השני שקעים תואמים המעובדים לתוך המשטח הפונה, האוגן הנקבי.
גימור משטח אוגן
על מנת להבטיח התאמה מושלמת של האוגן לאטם ולאוגן החיבור, שטח פני האוגן דורש מידה מסוימת של חספוס (גימורי אוגן RF ו-FF בלבד). סוג החספוס של פני האוגן מגדיר את סוג "גימור האוגן".
סוגים נפוצים הם פנים אוגן סטנדרטיות, משוננות קונצנטריות, משוננות ספירליות וחלקות.
ישנם ארבעה גימורי פני שטח בסיסיים לאוגני פלדה, אולם המטרה המשותפת של כל סוג של גימור פני שטח של אוגן היא לייצר את החספוס הרצוי על פני האוגן כדי להבטיח התאמה מוצקה בין האוגן, האטם והאוגן המחבר כדי לספק אטימה איכותית.
זמן פרסום: 8 באוקטובר 2023