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Il prodotto ha realizzato un salto tecnologico nella capacità di carico finale. L'innovazione principale è l'anello di rinforzo in lega di titanio integrato nel collo della flangia, con un carico di snervamento fino a 1.250 MPa. Questo valore supera di gran lunga il limite di snervamento delle normali flange in acciaio al carbonio (tipicamente 200-400 MPa), consentendo alla flangia di mantenere l'integrità strutturale in condizioni di pressione ultraelevata.
I dati misurati sono i seguenti:
1. Vita a fatica ciclica:La flangia tradizionale può resistere a 5.000 cicli a 25 MPa, mentre il prodotto Longan può resistere a 20.000 cicli a 35 MPa, con un aumento del 300% della durata del ciclo.
2. Deformazione assiale (35MPa):Sotto un'alta pressione di 35 MPa, la deformazione assiale delle flange piatte in acciaio è di soli 0,6 mm, una riduzione del 67% rispetto agli 1,8 mm delle flange tradizionali.
3. Pressione di scoppio (DN300):Il valore misurato è 42MPa, superando di gran lunga il ≤15MPa della flangia tradizionale, superando del 180% i requisiti standard nazionali.
Questa innovazione prestazionale consente connessioni a pressione ultraelevata che in precedenza potevano essere ottenute solo con flange per carichi pesanti o flange in lega speciale, ora possono essere realizzate dal prodotto Longan con una struttura più leggera. Il design composito dell'anello di rinforzo in lega di titanio e dell'acciaio ad alto tenore di carbonio temprato mediante gradiente garantisce un'elevata resistenza evitando l'aumento dei costi associato all'utilizzo di materiali costosi.
Dal punto di vista dei costi dell’intero ciclo di vita, i vantaggi del prodotto sono estremamente significativi. Nel corso di una durata di servizio di 30 anni, il costo totale delle tradizionali flange in acciaio forgiato, inclusi approvvigionamento, installazione, manutenzione, sostituzione e perdite per tempi di fermo, è di circa $ 18.500. Il prodotto Longan, grazie alla sua maggiore durata, alla minore frequenza di manutenzione e alla maggiore velocità di sostituzione, riduce il costo totale di proprietà in 30 anni a circa 6.200 dollari.
| Voce di confronto dei costi | Flangia tradizionale in acciaio forgiato | flange piatte in acciaio | Risparmio |
|---|---|---|---|
| Costo totale di proprietà per 30 anni | $ 18.500 | $ 6.200 | ↓66% |
| Tempo di sostituzione unico | 8 ore | 2,5 ore | ↓69% |
| Frequenza di manutenzione annuale | 3,2 volte/anno | 0,7 volte/anno | ↓78% |
La significativa riduzione dei tempi di sostituzione è dovuta al design strutturale ottimizzato della flangia: la struttura bionica a nido d'ape riduce il peso della flangia e il design a doppio foro conico del bullone rende l'allineamento dei bulloni più rapido senza ripetute regolazioni. Per scenari operativi che richiedono frequenti operazioni di smontaggio e montaggio delle flange, come la fratturazione del gas di scisto, ogni ora di riduzione dei tempi di inattività significa decine di migliaia di dollari di entrate operative.
Nei sistemi di tubazioni reali, le facce di connessione della flangia spesso non possono raggiungere uno stato allineato ideale. L'espansione/contrazione termica del tubo, l'assestamento della fondazione o gli errori di installazione possono causare l'inclinazione tra le facce della flangia. In condizioni di carico eccentrico con un disallineamento della tubazione di 15°, il tasso di perdita di tenuta delle flange tradizionali è maggiore di 10⁻³ mbar·L/s, mentre Longan mantiene un tasso di perdita di tenuta di ≤10⁻⁵ mbar·L/s, migliorando l'affidabilità della tenuta di due ordini di grandezza.
Questa prestazione è attribuita a due innovazioni strutturali:
● Design della nervatura di rinforzo radiale:Le nervature di rinforzo radiali aggiunte sul retro della flangia riducono la concentrazione locale delle sollecitazioni del 48%, rendendo la distribuzione delle sollecitazioni più uniforme in condizioni di scarico.
● Struttura a nido d'ape ad alta rigidità:Lo strato centrale a nido d'ape bionico fornisce un'eccellente rigidità alla flessione, resistendo alla deformazione della faccia della flangia.
Anche in termini di soppressione delle vibrazioni, le flange piatte in acciaio offrono prestazioni eccellenti. La pulsazione ad alta pressione (ad esempio, all'uscita di una pompa di fratturazione alternativa) eccita frequenze di vibrazione nell'intervallo 50-200 Hz nella tubazione, causando una graduale attenuazione del precarico dei bulloni. Secondo i test standard ISO 10816-3, il tasso di attenuazione dell'ampiezza di questo prodotto in questa banda di frequenza raggiunge il 92%, riducendo notevolmente il rischio di allentamento dei bulloni.
Il prodotto ha superato rigorosi test di verifica in una varietà di ambienti estremi, garantendo la sua idoneità per i progetti industriali più esigenti del mondo:
● Impatto a bassa temperatura (-70°C):Test di impatto Charpy con intaglio a V secondo lo standard GB/T 229-2020, energia di impatto misurata di 89J, superando di gran lunga il requisito standard nazionale di ≥34J. Ciò consente alla flangia di essere utilizzata in sicurezza in ambienti estremamente freddi come le condutture artiche e i terminali di ricezione del GNL.
● Corrosione in acque profonde (5.000 metri):Secondo lo standard ASTM G111-97 che simula un ambiente ad alta pressione e alta nebbia salina a 5.000 metri di profondità marina, il tasso di corrosione equivalente a 30 anni è di soli 0,03 mm/anno. Sulla base di questo calcolo, la tolleranza alla corrosione dopo 50 anni di servizio in acque profonde è ancora molto inferiore allo spessore della parete di progetto.
● Abrasione di sabbia e polvere (120 m/s):Secondo lo standard ISO 5890:2012, impattando la superficie di tenuta con sabbia e polvere ad alta velocità a 120 m/s per 10.000 ore, la profondità del danno alla superficie di tenuta è ≤8μm. Ciò è particolarmente importante per le aree desertiche o le piattaforme offshore con venti carichi di sabbia ad alta velocità.
Il prodotto integra due tecnologie intelligenti per aiutare gli utenti a rilevare tempestivamente potenziali problemi e prevenire incidenti.
Strato indicatore di usura in nano-zirconia:Nella superficie sigillante è annegato uno strato di materiale composito in nano-zirconia, di colore diverso dal materiale base. Quando la superficie sigillante si consuma fino a raggiungere uno spessore inferiore a 0,1 mm dopo un uso prolungato, questo strato indicatore viene esposto e fornisce un avviso visibile di cambiamento di colore. Gli operatori sul campo possono valutare rapidamente lo stato di tenuta della flangia senza apparecchiature di prova professionali, riducendo notevolmente il rischio di perdite improvvise.
Bloccaggio del precarico del foro del bullone a doppio cono:Nei tradizionali fori circolari per bulloni, la sollecitazione da contatto tra il bullone e la parete del foro cambia drasticamente in base alle fluttuazioni di pressione, portando ad una rapida attenuazione del precarico. I dati dei test mostrano che in condizioni di fluttuazione della pressione di 35 MPa, l'attenuazione del precarico delle strutture tradizionali è ≥20%. Al contrario, il prodotto adotta un design a doppio foro conico. Dopo il serraggio, il bullone forma un effetto autobloccante con la superficie conica e, nelle stesse condizioni, l'attenuazione del precarico è ≤5%.
La selezione dei materiali e il processo di produzione delle flange piatte in acciaio sono alla base delle sue prestazioni leader.
Acciaio ad alto tenore di carbonio temprato in gradiente:La tradizionale tempra completa delle flange provoca eccessive differenze di durezza tra la superficie e il nucleo, soggette a fessurazioni. La tecnologia di tempra gradiente controlla con precisione la velocità di riscaldamento e raffreddamento, creando una distribuzione graduale della durezza dall'esterno all'interno della flangia: elevata durezza superficiale per resistenza all'usura, elevata tenacità del nucleo per resistenza agli urti. Questo processo consente alla flangia di mantenere un'elevata resistenza pur possedendo un'eccellente resilienza agli urti a bassa temperatura (89J a -70°C).
Struttura a nido d'ape bionica:Ispirandosi alla geometria esagonale del nido d'ape degli alveari, questa struttura aumenta significativamente la rigidità alla flessione della flangia senza aumentare il peso. Rispetto alle tradizionali flange solide, la struttura a nido d'ape riduce l'utilizzo di materiale ottenendo allo stesso tempo un modulo di sezione più elevato attraverso il supporto delle nervature. L'analisi agli elementi finiti verifica che la resistenza alla flessione di questa struttura è superiore del 65% rispetto ad una flangia solida di pari peso.
Anello di rinforzo in lega di titanio incorporato:Un anello di rinforzo in lega di titanio Ti-6Al-4V è preposizionato sul collo della flangia, la posizione più soggetta alla concentrazione delle sollecitazioni. Questa lega ha un carico di snervamento pari a 1.250 MPa e una densità pari solo al 60% rispetto a quella dell'acciaio. L'anello di rinforzo è incollato al materiale di base mediante accoppiamento con interferenza. Nei test di pressione di scoppio, limita efficacemente la deformazione plastica del collo, aumentando la pressione di scoppio della flangia DN300 dal tradizionale ≤15MPa a 42MPa.
Una corretta installazione e manutenzione possono sfruttare ulteriormente i vantaggi prestazionali del prodotto.
1. Selezione della guarnizione:Questo prodotto ha una superficie di tenuta su tutta la superficie e deve essere utilizzato con una guarnizione su tutta la superficie che copra l'intera superficie di tenuta e sia dotata di fori per i bulloni. Si consigliano guarnizioni spirometalliche con anelli interni ed esterni o guarnizioni in grafite rinforzata. È severamente vietato imbullonare direttamente una flangia a faccia intera su una flangia a faccia rialzata.
2. Precarico del bullone:Con il design del foro del bullone a doppio cono, si consiglia una chiave dinamometrica idraulica per il precarico incrociato in tre fasi secondo lo standard ASME PCC-1. Il precarico target viene calcolato in base alla pressione nominale e alle specifiche del bullone, in genere il 50-70% del carico di snervamento del bullone.
3. Ispezione regolare:Controllare il cambiamento di colore della superficie sigillante (strato indicatore di nano-zirconia) ogni 6 mesi. Se si osserva scolorimento, programmare immediatamente la sostituzione. Utilizzare contemporaneamente una chiave dinamometrica per verificare a campione il precarico residuo del bullone; se l'attenuazione supera il 10%, è necessario serrare nuovamente.
4. Operazione di sostituzione:Poiché la flangia è più leggera dei prodotti tradizionali e i fori per bulloni a doppio cono facilitano l'allineamento, il tempo di sostituzione singola è di sole 2,5 ore (le flange tradizionali richiedono 8 ore). Quando si sostituisce, è necessario sostituire contemporaneamente anche la guarnizione e i bulloni/dadi.
Con la sua capacità di carico ad altissima pressione e l'adattabilità agli ambienti estremi, le flange piatte in acciaio sono ampiamente utilizzate nei seguenti scenari:
● Gasdotto per la pompa di fratturazione del gas di scisto:Le pressioni operative di fratturazione raggiungono tipicamente 35-70 MPa e la pulsazione della pressione è grave. Questo prodotto ha una durata a fatica ciclica di 20.000 cicli (a 35 MPa), ben superiore alle migliaia di cicli di pressione richiesti durante una singola fase di fratturazione in un sito di pozzo di gas di scisto.
● Attrezzatura della testa pozzo della piattaforma di perforazione in acque profonde:A 5.000 metri di profondità, la pressione idrostatica esterna è di circa 50 MPa, mentre internamente deve resistere anche alla pressione di petrolio e gas. La resistenza alla corrosione con un tasso di corrosione equivalente di 0,03 mm/anno su 30 anni garantisce che la flangia non necessiti di sostituzione per tutta la sua vita utile.
● Gruppo di prevenzione dello scoppio di acque ultra profonde:Le linee di controllo BOP hanno requisiti di affidabilità di tenuta estremamente elevati; il tasso di perdita di ≤10⁻⁵ mbar·L/s soddisfa i requisiti minimi di perdita dello standard API 16A per i dispositivi di prevenzione dello scoppio.
● Trasmissione di gas naturale polare a bassa temperatura:La resistenza all'impatto di 89J a -70°C supera di gran lunga i requisiti di resistenza alle basse temperature per l'ingegneria delle tubazioni nel circolo polare artico (tipicamente ≥27J).
● Sistema di alberi di Natale per giacimenti petroliferi offshore:Soddisfa i requisiti di test aggiuntivi per le flange per gas ad altissima pressione nella specifica API 6A PSL 3G.
Il prodotto ha superato la certificazione API 6A PSL 3G. API 6A è la specifica fondamentale per le apparecchiature della testa pozzo e gli alberi di Natale nel settore petrolifero e del gas, applicabile a 14 categorie di apparecchiature tra cui valvole, flange e supporti. I livelli delle specifiche del prodotto aumentano da PSL 1 a PSL 4, con PSL 3G che è un livello aggiuntivo che aggiunge requisiti di test pneumatici oltre a PSL 3, applicabile a scenari di pressione ultraelevata con rischi medi di gas.
Lo stabilimento interno di Longan implementa il controllo qualità dell'intero processo, dall'ispezione in entrata delle materie prime all'uscita del prodotto finito. Ogni flangia viene fornita con certificati dei materiali tracciabili, registrazioni delle curve di trattamento termico, rapporti di ispezione dimensionale e rapporti di test idrostatici/pneumatici. Gli acquirenti internazionali possono verificare l'avanzamento della produzione e testare i dati online utilizzando il numero dell'ordine.
Longan si trova al numero 620 di Mingzhu Road, Yongxing Street, distretto di Longwan, città di Wenzhou, provincia di Zhejiang. Sfruttando la fornitura di materie prime in acciaio inossidabile di alta qualità da parte di Tsingshan Holding Group, combinata con le proprie forti capacità di forgiatura, trattamento termico e lavorazione meccanica, ha formato un sistema di produzione completo. L'azienda supporta le seguenti opzioni di personalizzazione:
● Personalizzazione delle dimensioni:Dimensioni non standard, pressioni speciali.
● Etichettatura privata:Marcatura laser, progettazione di imballaggi.
● Produzione in serie:Quantità d'ordine minima flessibile.
Gli acquirenti internazionali possono inviare i requisiti tecnici al team di vendita per ottenere campioni gratuiti (si applicano spese di trasporto) e consulenza professionale sulla selezione da parte del team di produzione. Per i clienti che collaborano per la prima volta, Longan fornisce servizi di test di assistenza ad agenzie di ispezione di terze parti per verificare che le prestazioni del prodotto soddisfino i requisiti prima di organizzare la spedizione.
D: A quale livello di specifiche del prodotto appartiene il prodotto nello standard API 6A?
R: Questo prodotto ha superato la certificazione API 6A PSL 3G. L'API 6A divide i livelli delle specifiche del prodotto in PSL 1, PSL 2, PSL 3, PSL 3G e PSL 4. PSL 3G richiede che il prodotto soddisfi tutti i requisiti di PSL 3 e superi test pneumatici aggiuntivi (in genere 1,5 volte la pressione nominale), oltre a richiedere test non distruttivi e tracciabilità dei materiali più rigorosi. Questo livello è progettato specificamente per scenari di pressione ultraelevata con rischi di perdite di gas.
D: Quali sono i requisiti di installazione del prodotto?
R: Durante l'installazione è necessario tenere presente i seguenti punti: Innanzitutto è necessario utilizzare una guarnizione su tutta la superficie, che copra l'intera superficie di tenuta e sia dotata di fori per i bulloni. In secondo luogo, una flangia a faccia intera non deve essere imbullonata direttamente a una flangia a faccia rialzata; se il sistema dispone di flange a faccia rialzata, queste devono essere sostituite con flange a piena faccia o utilizzate guarnizioni adattatrici. In terzo luogo, la coppia deve essere applicata secondo gli standard ASME B16.5, utilizzando il design del foro del bullone a doppio cono con una chiave dinamometrica con precarico uniforme graduale e a schema incrociato. I bulloni devono essere serrati nuovamente dopo 24 ore dal funzionamento iniziale.
D: Qual è la resistenza alla corrosione delle flange piatte in acciaio?
R: In un ambiente marino profondo 5.000 metri, secondo i test standard ASTM G111-97, il tasso di corrosione equivalente a 30 anni è di soli 0,03 mm/anno. Sulla base di questo calcolo, la profondità della corrosione dopo 50 anni di servizio in acque profonde non supera 0,05 mm, che è molto inferiore alla tolleranza di corrosione di progetto della flangia (tipicamente 3 mm). Questa prestazione è attribuita allo strato superficiale denso dell'acciaio ad alto tenore di carbonio temprato tramite gradiente e ai rivestimenti anticorrosivi superficiali opzionali (come zincatura a caldo, rivestimento epossidico).
D: Qual è il processo di fornitura dei prodotti Longan?
R: Longan ha sede a Longwan, Wenzhou, sfruttando il vantaggio delle materie prime di Tsingshan Holding Group e le proprie capacità di forgiatura e lavorazione per formare un sistema di produzione completo. I prodotti di dimensioni standard sono disponibili a magazzino e possono essere spediti entro 3 giorni lavorativi; i prodotti personalizzati hanno un tempo di consegna generalmente di 15-30 giorni a seconda della complessità. Gli acquirenti internazionali possono inviare requisiti di dimensione a sales@longanflanges.com per ottenere campioni gratuiti (tariffa del campione rimborsabile) e consulenza professionale dal team di produzione. L'azienda supporta la personalizzazione delle dimensioni, l'etichettatura privata e la produzione in serie, aiutando gli acquirenti a ridurre i rischi di approvvigionamento e i costi totali.
D: Come possono essere verificati i dati effettivi sulle prestazioni del prodotto?
R: Longan accoglie i clienti o gli enti di ispezione di terze parti per assistere ai test delle prestazioni in fabbrica. La fabbrica è dotata di una macchina per prove di pressione da 3.000 tonnellate, un banco per prove di fatica ciclica, un tester per impatto a bassa temperatura -80°C e una camera di simulazione della corrosione ad alta pressione in acque profonde. I clienti possono richiedere prove di pressione di scoppio, prove di fatica ciclica o prove in ambienti estremi sui campioni; i rapporti di prova vengono rilasciati da un laboratorio interno abilitato CNAS.
Indirizzo
NO. 620, MINGZHU ROAD, YONGXING STREET, DISTRETTO LONGWAN, CITTÀ DI WENZHOU, PROVINCIA DI ZHEJIANG, CINA.
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