Was ist eine Halbkupplung?
Eine Halbkupplung ist eine geschmiedete Rohrverbindung, die einen kleinen Auslass an einem größeren Rohr bietet. Es sieht aus wie ein kurzes Stück Rohr – im Wesentlichen eine vollständige Kupplung, die auf etwa die Hälfte seiner Länge gekürzt wurde – und seine Bohrung entspricht der Nenngröße des Abzweigs, der angeschlossen werden soll. Ein Ende ist mit dem Sammel- oder Laufrohr verschweißt und das andere Ende nimmt ein Abzweigrohr auf, entweder durch Muffenschweißen oder durch ein konisches Gewinde. Da es nur wenig über die Oberfläche des Sammelrohrs hinausragt, ist es die wirtschaftlichste Möglichkeit, einen Instrumenten-, Abfluss-, Entlüftungs- oder kleinen Prozessanschluss zu schaffen, bei dem kein geformter Auslassanschluss erforderlich ist.
Typen und wie sie geliefert werden
Halbkupplungen werden in zwei Anschlussformen geliefert. Der Muffenschweißtyp verfügt über eine glatte Bohrung mit definierter Muffentiefe, sodass das Abzweigrohr eingeführt und mit einer Kehlnaht gesichert werden kann. Der Gewindetyp hat ein konisches Rohrgewinde, normalerweise gemäß ASME B1.20.1, und kann mit einer Dichtungsschweißnaht geliefert werden, wenn der Einsatz dies erfordert. Beide Formen werden als gerade und reduzierende Teile hergestellt, sodass eine halbe Kupplung einen Abzweig tragen kann, der eine oder mehrere Größen kleiner ist als der Auslass selbst. Zu den zugehörigen Armaturen gehören Vollkupplungen, Reduzierstücke, Weldolets und Steckdosen; Die Halbkupplung wird normalerweise bevorzugt, wenn die Abzweigung klein ist, die Druckklasse mäßig ist und die Rohrwand dick genug ist, um die Verbindungsschweißung ohne lokale Verstärkung aufzunehmen.
Abmessungen und Druckklassen nach ASME B16.11
Die Abmessungen, Toleranzen, Markierungen und Materialanforderungen für geschmiedete Muffenschweiß- und Gewindefittings sind in ASME B16.11 angegeben, das Größen von NPS 1/2 bis NPS 4 abdeckt. Fittings werden nach Druckklasse gruppiert, und die Klasse ist an die Wandstruktur des Rohrs gebunden, zu der sie passen sollen:
| Verbindung | Klasse | Entsprechender Rohrplan |
|---|---|---|
| Muffenschweißen | 3000 lb | Zeitplan 80 |
| Muffenschweißen | 6000 lb | Zeitplan 160 |
| Muffenschweißen | 9000 lb | Doppelt extra stark |
| Mit Gewinde | 2000 lb | Zeitplan 80 |
| Mit Gewinde | 3000 lb | Zeitplan 160 |
| Mit Gewinde | 6000 lb | Doppelt extra stark |
In der chinesischen petrochemischen Praxis ist der entsprechende Fitting-Standard SH/T 3410, der Halbkupplungen bis DN80 auflistet; Installationen unter DN40 machen den größten Teil der Nachfrage aus, und oberhalb dieser Größe ist ein Reduzier-T-Stück oder ein geformter Auslass in der Regel wirtschaftlicher. Jede Armatur muss mit Materialgüte, Druckklasse, Größe und Herstellerkennzeichnung gekennzeichnet sein.
Materialien und Auswahl
Halbkupplungen sind geschmiedet, daher sind die üblichen Güten ASTM A105 für Kohlenstoffstahl, ASTM A350 LF2 für Tieftemperaturanwendungen, ASTM A182 F304, F304L, F316, F316L und F321 für Edelstahl und ASTM A182 F11, F22 und F91 für Chrom-Molybdän-Anwendungen. Das Material der Halbkupplung sollte zum Laufrohr passen oder mit diesem kompatibel sein und für die Auslegungstemperatur der Verbindung geeignet sein. Da die Druckstufe eines geschmiedeten Fittings von seiner Klasse und Materialgruppe abhängt, haben eine Halbkupplung aus Edelstahl und eine Halbkupplung aus Kohlenstoffstahl derselben Klasse nicht den gleichen zulässigen Temperaturdruck; Für das tatsächlich gelieferte Material sind die Bewertungstabellen der geltenden Vorschriften heranzuziehen.
Installations-, Schweiß- und Inspektionsstellen
Der typische Ablauf besteht darin, die Position auf dem Laufrohr zu markieren, ein Loch zu schneiden, das nicht größer als die Passbohrung zuzüglich der angegebenen Toleranz ist, die Halbkupplung senkrecht zur Rohrachse zu montieren und sie mit einer vollständigen Kehle zu verschweißen. Bei Muffenschweißverbindungen sollte vor dem Schweißen ein kleiner Spalt von etwa 1,6 mm (1/16 Zoll) an der Unterseite der Muffe gelassen werden, da sich das Rohr beim Erhitzen ausdehnt und ein eng anliegender Abzweig die Schweißwurzel reißen kann. Schweißnahtgröße und -vorbereitung richten sich nach den geltenden Vorschriften, und für Gewindeanschlüsse wird eine zugelassene Gewindemischung verwendet, wobei, sofern angegeben, eine Dichtungsschweißung hinzugefügt wird. Bei dünnwandigen Verteilern oder Hochdruckverteilern muss der Konstrukteur bestätigen, dass die Öffnung nicht verstärkt werden muss. Die Inspektion umfasst normalerweise Maß- und Ausrichtungsprüfungen, eine visuelle Prüfung der Kehlung, eine Magnetpartikel- oder Farbeindringprüfung, sofern erforderlich, sowie den hydrostatischen Test des Systems nach der Installation.
Häufig gestellte Fragen
F: Wann sollte eine Halbkupplung anstelle eines T-Stücks verwendet werden?
Wenn die Abzweigung im Verhältnis zum Laufrohr klein ist, typischerweise unter DN50, ist eine Halbkupplung eine einfachere und kostengünstigere Lösung als ein Reduzier-T-Stück. Oberhalb dieser Größe oder dort, wo der Abzweig einen erheblichen Durchfluss führt, sorgt ein T-Stück oder eine geformte Auslassarmatur für ein besseres Durchfluss- und Strukturverhalten.
F: Kann eine Halbkupplung an ein dünnwandiges Rohr geschweißt werden?
Ja, aber die Öffnung reduziert das verfügbare Band des Laufrohrs, daher müssen vor dem Schweißen die Wandstärke und die Notwendigkeit eines Verstärkungspolsters oder eines dickeren Kopfstücks anhand der Konstruktionsvorschriften bewertet werden.
F: Was ist der Unterschied zwischen einer Halbkupplung und einer Vollkupplung?
Bei einer Vollkupplung handelt es sich im Wesentlichen um ein kurzes Rohrstück, das an beiden Enden mit Gewinde oder Muffe versehen ist und dazu dient, zwei Rohre in Reihe zu verbinden. Eine Halbkupplung ist etwa halb so lang und wird an die Oberfläche eines Laufrohrs geschweißt, um einen Auslass zu schaffen.
F: Sind Halbkupplungen in Edelstahl und legiertem Stahl erhältlich?
Ja. Sie werden aus Kohlenstoffstahl, Niedertemperatur-Kohlenstoffstahl, austenitischem Edelstahl und Chrom-Molybdän-Qualitäten geschmiedet. Die Qualität sollte passend zum Laufrohr und der Auslegungstemperatur ausgewählt werden.
F: Wie wird eine Gewinde-Halbkupplung abgedichtet?
Das konische Gewinde trägt den größten Teil der Dichtung, unterstützt durch eine zugelassene Gewindemischung. Wenn eine Leckage nicht akzeptabel ist, wird die Verbindung dichtgeschweißt, und das Schweißverfahren muss das Material und eine etwaige Wärmebehandlung nach dem Schweißen berücksichtigen, die die Vorschriften erfordern.
