Čo sú prírubové spojenia? Typy prírubových spojov. Prírubové spoje v priemysle

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-09 14:15

Prírubové spoje sa často používajú v priemysle. Musia zabezpečiť tesnosť a pevnosť montovaných konštrukcií. Úloha kvalitného spojenia je dôležitá, pretože nestabilné spojenie môže viesť k veľkým stratám a ohroziť personál údržby. Hlavným spojovacím prvkom je príruba. Táto časť je kovový disk a poskytuje pevné a pevné odpojiteľné spojenie. Príruba našla uplatnenie v priemysle potrubnej dopravy, verejných služieb. Vďaka použitiu rôznych materiálov na jeho výrobu sa stáva takmer univerzálnym prvkom potrubných konštrukcií.

Typy prírub

Pre technologické potrubia bolo vyvinutých veľké množstvo návrhov tejto časti. Všetky prírubové spoje pozostávajú z nasledujúcich prvkov - príruby, tesnenia, spojovacie prvky. Hlavnou úlohou pridelenou tomuto uzlu je spojiť časti potrubia alebo pripojiť k potrubiamdoplnkové vybavenie. Príruby sú rozdelené do typov v závislosti od rôznych parametrov. Podľa dizajnu sa delia na:

• celý;
• zadarmo.

Rozdiel spočíva v tom, že jednodielne príruby spolu s telesom podstupujú, resp. rovnaké zaťaženie. Vyrábajú sa spolu s tvarovkami v procese odlievania alebo razenia a vyrovnanie sa môže vykonať aj zváraním. Pokiaľ ide o voľné, sú to kotúč, ktorý je pripevnený na zváranú prírubu alebo prírubový okraj potrubia. Oba typy majú nevýhody aj výhody. Voľné príruby sa ľahko montujú, ich konštrukcia uľahčuje zarovnanie otvorov pre kolíky. Nevýhodou je menšia pevnosť a tuhosť ako u pevných prírub.

Oddelenie prírub podľa účelu:

• Na armatúry a potrubia. Prírubové spoje potrubí tohto typu sa používajú pre všetky typy a vetvy potrubí, dopravy a bytových a komunálnych služieb.
• Pre nádoby a prístroje sa takéto spojenia používajú na destiláciu ropy, zariadenia pre systémy zásobovania teplom, ako aj nádrže na rezerváciu.

Štandardy

Všetky príruby sú rozdelené do niekoľkých typov v závislosti od GOST a vyhotovenia:

1. Liate príruby sú vyrobené ako jeden celok s telom. Môžu byť odliate z ocele alebo liatiny.
2. Oceľové príruby so závitom na krku. Tento typ má pomerne obmedzené použitie a používa sa hlavnepre nízkotlakové potrubia.
3. Príruby goliera. Sú výrobkom vyrobeným z ocele, ktorá sa získava zváraním na tupo. Účelom nákružných prírub je pripojiť potrubia s vysokým a stredným tlakom. Tento typ má výhodu v tom, že sa ľahko inštaluje a je ekonomický. V porovnaní s plochými zváranými prírubami, ktorým sa budeme venovať v nasledujúcom odseku, znižujú náročnosť výroby v priemere o 20 % a množstvo zváracej práce o polovicu.
4. Ploché zvárané príruby. Sú vyrobené z ocele a takéto prírubové spoje sa používajú pre procesné potrubia.
5. Uvoľnené príruby. Tento druh má svoje vlastné charakteristiky a delí sa na tri poddruhy:

• s manžetou, používajú sa pre potrubia s agresívnym prostredím, pred ktorým manžeta chráni samotnú prírubu;
• na prírubovom potrubí;
• na zváranom prstenci sa používajú na potrubia z neželezných kovov - medi a jej zliatin, hliníka a nehrdzavejúcej ocele;

Možnosti výberu pripojenia

1. Tvar prírubového spojenia. Príruby môžu byť: okrúhle, oválne alebo obdĺžnikové.
2. Podmienené povolenie. Jeho veľkosť zodpovedá vnútornej časti príruby, cez ktorú bude médium prúdiť.
3. Dizajn. Tento parameter reguluje prírubové spoje, GOST 12815-80 zahŕňa 9 rôznych výkonnostných kategórií.
4. Tlak. Spoje vydržia maximálny menovitý tlak, záležína dizajne a geometrických rozmeroch príruby. Tento parameter je stanovený aj v hlavnom regulačnom dokumente.
5. Materiál. Na výrobu liatiny, uhlíka, zliatiny, nehrdzavejúcej ocele. Materiál sa volí podľa použitého aplikačného média. Môžu sa použiť aj kovy vysokej hodnoty.

Elektricky izolačný spoj

Izolačné prírubové spojenie má množstvo odlišností od iných typov a má za úlohu zabrániť prechodu elektrického prúdu, ako aj chrániť pred elektrochemickou koróziou. Väčšina potrubí je uložená pod zemou, kde je pravdepodobný výskyt bludných prúdov. Vo všeobecnosti nepredstavujú nebezpečenstvo pre celé potrubie na vstupe, ale sú veľmi nebezpečné na výstupnom mieste. Takýto náraz môže viesť k deštrukcii kovu, tvorbe trhlín a úniku prepravovanej kvapaliny alebo plynu, izolačné prírubové spojenie poskytuje potrebnú bezpečnosť. Pozostáva z prírub, špeciálnych izolovaných tesnení, puzdier a spojovacích prvkov. Takéto spojenie sa používa v nasledujúcich prípadoch:

• na hranici plynovodu a jeho prechode od dodávateľa k spotrebiteľovi;
• keď sú rúry obrubované tak, aby zodpovedali rôznym materiálom, z ktorých sú vyrobené;
• na potrubiach, ktoré sú uložené v oblasti zdrojov bludných prúdov;
• na výstupe z izolovanej potrubnej siete, ktorá sa pripája k neizolovanému potrubiu;
• na pozemných úsekoch rozvodu plynustanice.

Iné typy prírubových spojov

• Meranie prírubových spojov. Zabezpečujú prepojenie potrubných sietí s prídavným zariadením a meracími prístrojmi.
• Vysokotlakové pripojenia. Takéto uzly sú vystavené premenlivým zaťaženiam z prevádzkových mechanizmov. Preto, aby sa zabezpečila hustota a pevnosť, ako aj trvanlivosť, pri inštalácii by sa malo dodržať množstvo technologických nuancií. Krútenie čapov sa vykonáva postupne v kruhu a v určitom poradí. Prírubové spoje môžu byť pevnejšie použitím tesnenia šošovkového typu. Pre použitie tohto typu tesnenia je potrebné najskôr priamo prebrúsiť povrch tesnení aj rúr. Najlepšou voľbou pre tento typ sú závitové prírubové spoje. Možno použiť aj s tesnením šošovky, plochý kov. Maximálna tesnosť príruby je zabezpečená použitím plochých tesnení, ako sú meď alebo hliník.

Zámok s prírubou. Toto konštrukčné spojenie je plne v súlade s prírubou, rozdiel spočíva v tom, že namiesto obvyklých upevňovacích prvkov - skrutiek a čapov sa používa špeciálny dizajn vo forme pásika, ktorý stláča príruby a uťahuje skrutkami. V takýchto spojeniach nie sú žiadne otvory pozdĺž priemeru prírub. Tento typ sa osvedčil v uzloch, ktoré vyžadujú rýchle a pravidelné odpojenie-pripojenie. V tomto prípade môžete použiť ploché zvárané príruby alebo zvárané na tupo

Prírubové spojovacie prvky

Na inštaláciu prírubových spojov sú potrebné upevňovacie prvky. Na upevnenie potrubí sa používajú tieto upevňovacie prvky: skrutka, matica, čap a podložka. Keďže prírubové spoje potrubí sú pomerne zodpovedným návrhom, na spojovacie prvky sú kladené požiadavky v súlade s nasledujúcimi parametrami:

1. Streda. Môže a nemusí byť agresívna. Na základe tohto nastavenia prostredia sa vyberie spojovací prvok. Pre agresívne prostredie sa uprednostňuje oceľ s antikoróznymi vlastnosťami. Je tiež možné použiť špeciálne nátery, ktoré zabraňujú korózii.
2. Teplota. Svoju úlohu tu zohráva teplota kvapaliny alebo plynu, ktorý bude týmto potrubím dopravovaný, ako aj teplotný režim prostredia. Každý materiál má rozsah pracovných teplôt, podľa ktorých sa vyberá produkt. Ak prostredie nepresahuje -30 ºС, môžu sa použiť bežné druhy ocele, pre nižšie teploty sa používajú triedy odolné voči chladu.
3. Tlak. Čím vyšší je pracovný tlak, tým vyššie parametre musí mať použitý materiál, z ktorého sú vyrobené svorníky pre prírubové spoje.
4. Ukazovatele spojovacích prvkov: typ závitu, stúpanie, dĺžka.
5. Materiál. Oceľ používaná pri výrobe spojovacích prvkov pre prírubové spoje možno klasifikovať do štyroch kategórií:

• uhlíková oceľ na všeobecné použitie, pracovná teplota by nemala presiahnuť 200ºC a maximálny priemer je 48 mm;
• uhlíková oceľ, používaná pre vysoko presné výrobky, prevádzková teplota nemôže byť vyššia ako 300 ºС;
• uhlíková oceľ s vysokou kvalitou, spojovacie prvky vyrobené z tohto materiálu môžu byť prevádzkované pri teplotách nad 450 ºС;
• legované ocele, ktoré majú tepelne odolné a antikorózne vlastnosti.

Obmedzené použitie spojovacích materiálov

Výber spojovacích prvkov je určený vyššie uvedenými parametrami, existujú však určité obmedzenia:

1. Spojovacie prvky prevádzkované pri pracovnom tlaku do 25 kgf/cm nie sú obmedzené výberom typu produktu. Pokiaľ ide o tlak, ktorý presahuje túto hodnotu, môžu sa použiť iba svorníky pre prírubové spoje, použitie skrutiek je zakázané.
2. Triedu ocele pre pár svorník-matica je možné zvoliť buď rovnakú, alebo inú. Ak sa použije jeden materiál, sila matice musí byť o 20 jednotiek menšia ako sila čapu.

Pre prírubové spoje existuje špeciálny čap GOST, podľa ktorého sa vyberajú menovité rozmery upevňovacieho prvku. Výber veľkostí závisí od pracovného tlaku, ktorému bude kolík vystavený.

Pads

Táto časť je súčasťou izolovaného prírubového spojenia, aby sa zabezpečila potrebná tesnosť medzi prírubami. Tesnenia sú rozdelené do rôznych typov podľa určitých parametrov. Záležiac namateriál, z ktorého sú vyrobené, sú kategórie:

• metal;
• nekovové;
• kombinované.

Rozdelenie tesnení podľa elasticity:

• elastic;
• tvrdé.

Táto vlastnosť predurčuje materiál, z ktorého sú vyrobené tesnenia pre prírubové spoje. Elastické sa získavajú z kombinovaných a nekovových druhov. Pevné tesnenia sú hlavne kovové, ale aj nekovové, získané z materiálov ako vlákno, tvrdá guma, paronit atď.

Konštrukčné prvky tesnení

Na tomto základe sa tesnenia pre prírubové spoje delia na:

• Ploché (môžu byť kovové, nekovové aj kombinované), používajú sa v spojení s rovnými povrchmi. Vnútorný priemer plochých tesnení by mal byť o 1-3 mm väčší ako priemer potrubia.
• Tesnenia šošoviek sú vyrobené z uhlíkovej a legovanej ocele a môžu byť pevné alebo flexibilné.
• Oválne poskytujú dobré tesnenie s miernym zaťažením skrutiek. Ku kontaktu produktu tesnenia dochádza pozdĺž vonkajšieho a vnútorného obvodu s prírubou. Materiál pre tieto tesnenia je uhlíková oceľ alebo nehrdzavejúca oceľ.
• Vlnité tesnenia môžu byť kovové alebo nekovové. Sú vyrobené z tenkého plechu medi, mäkkej ocele, ako nekovový materiál sa používa azbestová lepenka resp.papier. Vnútorný priemer zodpovedá priemeru príruby a vonkajší priemer je nastavený umiestnením skrutiek.
• Špirála označuje elastické tesnenia. Takéto tesnenie sa skladá z troch prvkov - špirálovej časti a dvoch obmedzujúcich krúžkov.
• Ozubené tesnenia, materiál pre tieto tesnenia je mäkká oceľ alebo legovaná oceľ. Izolované prírubové spojenie s týmto typom tesnenia môže byť prevádzkované pri teplotách nepresahujúcich 480 ºС.

Výpočet prírubových spojov

Po určení typu príruby, v závislosti od jej účelu, typu tesnenia, ako aj materiálov, z ktorých bude výrobok vyrobený, konštruktéri vyberú požadované rozmery dielu podľa špeciálnych tabuliek. Sú uvedené v príslušných GOST. Aj keď sú príruby štandardné diely, veľmi často je potrebné navrhnúť výrobok na mieru. Výpočtový systém obsahuje nasledujúce položky:

1. Výpočet plastických deformácií na spodku puzdier, to platí pre spoje pracujúce pri nízkych teplotách a tlakoch.
2. Zohľadnenie vonkajšieho ohybového momentu spôsobeného zaťažením skrutiek. Tento parameter určuje pevnostné charakteristiky príruby.
3. Výpočet vznikajúcich napätí, najmä pre výrobky, ktoré sa získavajú zváraním.
4. Výber rozstupu skrutiek, nesprávne definovaný tento parameter môže spôsobiť vychýlenie prírubových krúžkov medzi skrutkami.

Výpočet prírubových spojov musí brať do úvahy typ zaťaženia. Sú dve možnosti -v prvom prípade sa zaťaženie zo skrutiek prenáša na tesnenie, v druhom prípade sa zaťaženie rovnomerne rozloží medzi tesnenie a oporný krúžok.