Kołnierz to płaskie połączenie rurowe z okrągłymi lub kwadratowymi otworami na elementy złączne (śruby, kołki itp.). Elementy te służą do tworzenia niezwykle trwałego i szczelnego połączenia na długim odcinku rurociągu.
Połączenia kołnierzowe do rur stalowych są bardzo powszechną metodą. Charakteryzują się one równomiernie rozmieszczonymi otworami na kołki i śruby.
Połączenia kołnierzowe nie są zbyt powszechne w instalacjach domowych. Ten rodzaj technologii jest przeznaczony do zastosowań przemysłowych. W przypadku konieczności montażu stalowego elementu kołnierzowego należy zwrócić szczególną uwagę na wszystkie oznaczenia zgodne z odpowiednimi normami.
Złącza kołnierzowe stały się najpopularniejszym rodzajem rozłączalnych złączy stalowych w sektorze chemicznym, przemysłowym, mieszkaniowym i użyteczności publicznej. Wynika to z ich szczelnej konstrukcji, prostej konstrukcji oraz łatwości produkcji i montażu.
Co to jest kołnierz i jak działa?
Termin „kołnierz” obejmuje nie tylko armaturę wodno-kanalizacyjną, ale także metodę mocowania rur, stosowaną w praktyce we wszystkich sektorach przemysłu. Połączenia kołnierzowe rur stalowych charakteryzują się szczelnością i trwałością.
Co więcej, połączenie jest rozłączalne. Oznacza to, że po demontażu można przeprowadzić wszelkie niezbędne naprawy i ponownie wykorzystać dany odcinek rurociągu. Połączenia kołnierzowe do rur stalowych dobierane są w zależności od przeznaczenia sieci, a stosowane są różne typy kołnierzy, wykonane z różnych materiałów.
Spośród szerokiej gamy dostępnych opcji stalowych, wyróżnia się następujące główne typy konstrukcji:
- Opcje przelotowe. Są one z powodzeniem stosowane do wydłużania rurociągów.
- Kołnierze zaślepiające. To wersja bezkońcowa tych części.
Okazuje się, że kołnierze stanowią elementy łączące instalowane w sieciach długoterminowych i rurociągach o wysokim ciśnieniu wewnętrznym, jednak połączenia monolityczne wykonywane metodą spawania są uważane za priorytetowe.
Przepływ przez rurociąg jest zatrzymywany przed montażem i wznawiany dopiero po całkowitym zakończeniu prac. Szczególną uwagę należy zwrócić na ciśnienie; zaleca się stopniowe zwiększanie obciążenia tego elementu.
Obszary zastosowań elementów łączących
Omawiając taki element, należy wyjaśnić, że nie jest on elementem mocującym. Głównym celem tego elementu jest stworzenie konstrukcji wsporczej dla śrub mocujących, przy jednoczesnym zapewnieniu szczelności.
Jako element odcinający lub łączący, znajdują zastosowanie w sieciach elektroenergetycznych w sektorze budownictwa mieszkaniowego i usług komunalnych oraz w przemyśle naftowym. Są również szeroko stosowane w przemyśle paliwowym i gazowym. W tych branżach do montażu przyrządów pomiarowych w sieci stosuje się wyjątkowo trwałe i trwałe połączenia kołnierzowe.
Różnorodne technologie wytwarzania i rodzaje materiałów tych elementów umożliwiają efektywną eksploatację sieci transportujących substancje agresywne pod wysokim ciśnieniem.
Podczas układania systemów rur stalowych najczęściej stosuje się tarcze wykonane z podobnych materiałów. Zapewnia to równomierny rozkład nacisku i stanowi zabezpieczenie przed uszkodzeniem elementów spowodowanym wahaniami temperatury.
Takie uszkodzenia są typowe dla szwów na materiałach o różnym przewodnictwie cieplnym. Na rurach stalowych stosuje się kołnierze żeliwne, aluminiowe, mosiężne i brązowe. Jednak produkty ze stali węglowej są niekwestionowanym liderem wśród rozwiązań tego typu. Przyczyn jest kilka:
- Nie jest to wysoki koszt.
- Praktyczność.
- Łatwy w obróbce.
Połączenia kołnierzowe znajdują zastosowanie w każdej branży. Szeroka gama materiałów używanych do produkcji tych urządzeń pozwala na efektywne wykorzystanie każdego rurociągu.
Niektóre typy systemów wymagają specjalnego wgłębienia na uszczelki. Połączenia kołnierzowe w sieciach przesyłowych gazu wymagają szczególnie starannej kontroli. Wymagają one kołnierzy, które przeszły szczegółowe testy jakości.
Funkcje i specyfikacje
Główną cechą łączników kołnierzowych są ich cechy konstrukcyjne. W Rosji i WNP najpopularniejsze normy to:
- Norma GOST 12820-80 określa cechy konstrukcyjne płaskich kołnierzy spawanych.
- GOST 12821-80. Określa ona parametry konstrukcyjne kołnierzy spawanych doczołowo.
- GOST 12822-80. W dokumencie tym określono parametry konstrukcyjne kołnierzy stalowych montowanych na tarczach spawanych.
Urządzenia należące do tych trzech głównych grup są przeznaczone do bezpośredniego połączenia sieci z urządzeniami. Warunki instalacji dla każdego z prezentowanych mechanizmów są różne.
Płaskie spawane części stalowePodczas montażu taki element „nasuwa się” na rurę, a następnie przyspawuje się go do niej za pomocą kilku spawów.
Mechanizm ze stali spawanej doczołowoMontaż tej stalowej części, w porównaniu do pierwszej opcji, wymaga wykonania tylko jednego spawu — połączenia.
Proces ten polega na połączeniu końca rury z „kołnierzem” mechanizmu łączącego. To znacznie upraszcza proces mocowania i skraca czas instalacji.
Wolnostojąca konstrukcja stalowa na pierścieniu spawanymSkłada się z części głównej i pierścienia, a te z kolei muszą mieć taką samą nominalną objętość i ciśnienie.
Jeśli przeprowadzimy paralelę z poprzednio wymienionymi opcjami, to w tym mechanizmie łatwość montażu jest na wyższym poziomie, ponieważ sam dysk jest przyspawany do rur, a kołnierz pozostawiony jest w swobodnej pozycji.
Dzięki temu możliwe jest bezproblemowe łączenie otworów na śruby w elementach wolnostojących i podobnych mechanizmach w armaturze, nawet w trudno dostępnych miejscach. W tym przypadku nie jest również wymagane obracanie rury.
Do pozytywnych aspektów ich stosowania należy zaliczyć fakt, że wybierając rurę ze stali nierdzewnej, można zamontować pierścień ze stali nierdzewnej oraz konstrukcję kołnierza ze stali węglowej.
Na całym świecie stosuje się także inne klasyfikacje, na przykład:
- DIN to niemieckie normy, obowiązujące w krajach europejskich;
- ANSI/ASME to amerykańskie normy stosowane w Japonii, USA i Australii.
Normy te przekładane są na specjalne tabele, w których wyraźnie podano, która norma określa charakterystykę konkretnego produktu.
Projekty powierzchni uszczelniających kołnierzy
Jak wspomniano wcześniej, te stalowe złączki rurowe są produkowane zgodnie z normami GOST. Złączki te są produkowane z powierzchniami uszczelniającymi w następujących wariantach:
- Samolot oznaczono jako A.
- Depresja. Oznaczona jako F.
- Groove. Jego oznaczenie to D i M.
- Do uszczelek soczewek. Ta opcja jest oznaczona jako K.
- Występ do podłączenia. Oznaczony literą B.
- Projekcja. Oznaczona jako E.
- Kolce. Ten typ jest oznaczony literami C i
- Do uszczelek o przekroju owalnym. Ten typ jest oznaczony literą J.
Kołnierze zaworów muszą być wykonane z powierzchniami uszczelniającymi typu A, B, D, F, J, K, M. Inne opcje powierzchni uszczelniających kołnierzy zaworów są dopuszczalne wyłącznie na życzenie klienta.
Kołnierze z powierzchniami uszczelniającymi A, B, C, D, E, F stosuje się w połączeniach uszczelnianych następującymi uszczelkami:
- szczerbaty;
- metal;
- grafit;
- metalografit.
Kołnierze produkowane są zgodnie z wymaganiami zapewniającymi zachowanie wymiarów geometrycznych i właściwości mechanicznych.
Na przykład, płaskie kołnierze można wytwarzać metodą spawania, pod warunkiem spełnienia warunków spawania podczas eksploatacji. Warunki te muszą być spełnione na całej długości przekroju poprzecznego urządzenia. W celu sprawdzenia jakości takich spoin zaleca się badanie ultradźwiękowe.
Z reguły sposób wykonania ustala producent, chyba że klient dodatkowo uzgodnił to przy składaniu zamówienia.
Typy okrągłe i kwadratowe
Ze względu na rodzaj konstrukcji dane charakteryzują:
- Nominalny rozmiar otworu mierzony jest w milimetrach i oznaczany symbolem DU.
- Wielkość ciśnienia nominalnego. Mierzy się ją w kgf/cm2.
- Materiał używany jako surowiec.
- Wykonanie bezpośrednie. W tym przypadku stosuje się cyfry od jednego do dziewięciu, które wskazują wymagany rodzaj powierzchni, jaka ma być zamontowana pod uszczelką.
Parametry technologiczne połączeń kołnierzowych na rurach są bezpośrednio związane z procesami technologicznymi oraz materiałami obrabianymi w procesie obróbki.
Kołnierze występują w kształtach okrągłych i kwadratowych, w zależności od metody produkcji. Obecnie liczba kształtek do rurociągów wymagających kształtów kwadratowych jest ograniczona. Mimo to, takie kształtki pozostają istotne.
Z tych względów dla wartości ciśnienia nieprzekraczających 40 kgf/cm2 w odniesieniu do GOST 12815-80 przewidziane są nie tylko mechanizmy o kształcie okrągłym, lecz także typy o kształcie kwadratowym.
Ciśnienie, jakie mogą wytrzymać
Jest to bardzo istotny wskaźnik wydajności mechanizmu. Wartości tych parametrów zależą od wymiarów geometrycznych produktu. Wpływ na to ma również rodzaj powierzchni uszczelniającej.
Spawane płaskie wyroby stalowe (GOST 12820-80) oraz wolnostojące elementy stalowe na tarczy spawanej (GOST 12822-80) wytrzymują obciążenia do 25 kgf/cm². Wersje spawane doczołowo (GOST 12821-80) wytrzymują obciążenia do 200 kgf/cm².
W takich sytuacjach ilość jest pokazywana w różnych przedstawieniach, są to:
- Rocznie;
- MPa;
- bankomat;
- kgf/cm2 i inne.
Jednak przy wprowadzaniu produktów tej serii na rynek głównym parametrem pomiarowym jest kgf/cm2.
Funkcje instalacji
Kluczem do montażu łącznika kołnierzowego jest dokręcenie jego połączeń. Aby uzyskać maksymalną szczelność w konstrukcji stalowej, należy stosować wyłącznie elementy o wysokiej precyzji połączeń.
Dalszy przebieg prac przedstawia się następująco:
- Powierzchnia konstrukcji zostaje oczyszczona i odtłuszczona.
- Następnie części są sprawdzane pod kątem korozji, wgnieceń i mikropęknięć. Śruby i nakrętki również należy dokładnie sprawdzić. Z gwintów usuwa się zadziory. Zaleca się smarowanie gwintowanych części śrub i nakrętek.
- Następnie należy przygotować uszczelkę. Należy ją zamontować precyzyjnie na środku i sprawdzić jej prawidłowe położenie. Nie zaleca się używania starych uszczelek do tego zadania.
- Kluczowe jest dokręcanie wszystkich śrub w prawidłowej kolejności. Najpierw lekko dokręć pierwszą śrubę. Następnie dokręć śrubę po przeciwnej stronie. Dokręć trzecią śrubę nieco słabiej niż pierwszą. Kontynuuj dokręcanie czwartej śruby po przeciwnej stronie. Ta kolejność obowiązuje do momentu, aż wszystkie śruby będą dobrze dokręcone. Jeśli pracujesz z częściami składającymi się z czterech śrub, stosuje się układ krzyżowy.
Moment dokręcania wymaga szczególnej uwagi, w przeciwnym razie nie można uzyskać szczelnego połączenia. Moment dokręcania musi być równomiernie rozłożony na całym elemencie. Podczas dokręcania śruba jest poddawana działaniu siły rozciągającej. Nadmierna siła może spowodować zerwanie gwintu lub śruby.
Aby wyregulować siłę dokręcania połączenia kołnierzowego, stosuje się różne techniki:
- mechanizmy napinające hydrauliczne;
- klucze dynamometryczne hydrauliczne;
- klucze udarowe pneumatyczne;
- Klucze dynamometryczne ręczne.
Czasami stosuje się ręczne dokręcanie mechanizmu kołnierzowego, ale jest to wykonalne tylko dla określonej grupy osób. Po zabezpieczeniu kołnierza (w ciągu pierwszych 24 godzin) element może stracić około 10% siły dokręcania. Zaleca się dodatkowe dokręcanie po 48 godzinach od montażu mechanizmu kołnierzowego.
Kołnierzowanie rur stalowych jest kluczowym elementem. Kołnierze dobiera się na podstawie wszystkich wymienionych powyżej cech. Dokumentacja techniczna może zawierać informacje o tym, które kołnierze są najlepsze dla danego zastosowania.
Wideo: Jak przyspawać kołnierz do rury
W końcu naprawy rurociągów są kosztowne, zwłaszcza jeśli niewielka awaria prowadzi do reakcji łańcuchowej, która może doprowadzić do poważnej awarii. Aby tego uniknąć, konieczne jest dobranie mechanizmów kołnierzowych zgodnie z przepisami i dokumentacją techniczną.
