Co to jest kołnierz?
W skrócie kołnierz, to ogólne określenie, zwykle odnosi się do podobnego metalowego korpusu w kształcie dysku, do otwierania kilku stałych otworów, używanych do łączenia innych rzeczy. Tego rodzaju elementy są powszechnie stosowane w maszynach, więc wygląda to trochę dziwnie, ponieważ tak długo, jak jest znany jako kołnierz, jego nazwa pochodzi od angielskiego kołnierza.tak, że rura i połączenie rurowe części, połączone z końcem rury, kołnierz ma otwór, śruby, aby oba kołnierze były szczelnie połączone, pomiędzy kołnierzem z uszczelką.
Kołnierz to części w kształcie dysku, najczęściej stosowane w inżynierii rurociągów, kołnierze stosuje się parami.
Jeśli chodzi o rodzaje połączeń kołnierzowych, istnieją trzy elementy:
- Kołnierze rurowe
- Uszczelka
- Połączenie śrubowe
W większości przypadków istnieje określony materiał uszczelki i śruby, który jest wykonany z tego samego materiału, co element kołnierza rury.Najpopularniejszymi kołnierzami są kołnierze ze stali nierdzewnej.Z kolei kołnierze są dostępne w różnych materiałach, w celu dopasowania ich do wymagań danej lokalizacji.Do najpopularniejszych materiałów kołnierzy zalicza się monel, inconel i chromowo-molibden, w zależności od rzeczywistych wymagań miejsca montażu.Najlepszy wybór materiału powinien zależeć od rodzaju systemu, w którym chcesz zastosować kołnierz o określonych wymaganiach.
7 popularnych typów kołnierzy
Istnieją różne typy kołnierzy, które można wybrać w zależności od wymagań danej lokalizacji.Aby dopasować konstrukcję idealnego kołnierza, należy zapewnić niezawodne działanie i długą żywotność oraz rozważyć najbardziej odpowiednią cenę.
1. kołnierz gwintowany:
Kołnierze gwintowane, które mają gwint w otworze kołnierza, są wyposażone w gwinty zewnętrzne na złączce.Połączenie gwintowe ma tutaj na celu uniknięcie spawania we wszystkich przypadkach.Łączy się go głównie poprzez dopasowanie gwintów do instalowanej rury.
2. Kołnierze do spawania gniazdowego
Ten typ kołnierza jest zwykle stosowany do mniejszych rur, gdzie średnica obszaru niskiej temperatury i niskiego ciśnienia charakteryzuje się połączeniem, w którym rura jest umieszczona wewnątrz kołnierza, aby zapewnić połączenie za pomocą jedno- lub wielotorowej spoiny pachwinowej.Pozwala to uniknąć ograniczeń związanych z gwintowanymi końcami w porównaniu z innymi typami kołnierzy spawanych, co ułatwia montaż.
3. Kołnierze zakładkowe
Kołnierz zakładkowy to rodzaj kołnierza, który wymaga przyspawania króćca do złączki, aby można go było zastosować z kołnierzem wsporczym w celu utworzenia połączenia kołnierzowego.Dzięki tej konstrukcji metoda ta stała się popularna w różnych systemach, w których przestrzeń fizyczna jest ograniczona lub gdzie wymagany jest częsty demontaż lub gdzie wymagany jest wysoki stopień konserwacji.
4. Kołnierze przesuwne
Kołnierze przesuwne są bardzo popularne i dostępne w szerokiej gamie rozmiarów, aby dopasować je do systemów o dużych natężeniach przepływu i przepustowościach.Samo dopasowanie kołnierza do zewnętrznej średnicy rury sprawia, że montaż połączenia jest bardzo łatwy.Montaż tych kołnierzy jest dość techniczny, ponieważ wymaga spawania pachwinowego po obu stronach w celu przymocowania kołnierza do rury.
5. Kołnierze zaślepiające
Kołnierze tego typu doskonale nadają się do zakończenia systemów rurociągów.Zaślepka ma kształt pustego dysku, który można przykręcić.Po ich prawidłowym zamontowaniu i połączeniu z odpowiednią uszczelką zapewnia to doskonałe uszczelnienie, a w razie potrzeby można je łatwo usunąć.
6. Kołnierze do spawania
Kołnierze szyjkowe do spawania są bardzo podobne do kołnierzy zakładkowych, ale do montażu wymagają spawania doczołowego.Integralność działania tego systemu oraz jego zdolność do wielokrotnego zginania i stosowania w systemach wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych sprawiają, że jest to podstawowy wybór w przypadku rurociągów procesowych.
7. Kołnierze specjalne
Ten typ kołnierza jest najbardziej znany.Dostępna jest jednak szeroka gama dodatkowych, specjalistycznych typów kołnierzy, dostosowanych do różnych zastosowań i środowisk.Istnieje wiele innych opcji, takich jak kołnierze Nipo, kołnierze spawane, kołnierze rozprężne, kryzy, długie szyjki do spawania i kołnierze redukcyjne.
5 specjalnych typów kołnierzy
1. SpawamyFjęzyk
Kołnierz Weldo jest bardzo podobny do kołnierza Nipo, ponieważ stanowi połączenie kołnierzy do spawania doczołowego i połączeń odgałęźnych.Kołnierze Weldo są wykonane z jednego kawałka litej kutej stali, a nie zespawanych ze sobą poszczególnych części.
2. Kołnierz Nipo
Nipoflange to rura odgałęźna nachylona pod kątem 90 stopni, jest to produkt powstały w wyniku połączenia kołnierzy doczołowo zgrzewanych oraz kutego Nipolet.Choć kołnierz Nipo uznawany jest za solidny pojedynczy kawałek kutej stali, nie należy przez to rozumieć dwóch różnych produktów zespawanych ze sobą. Instalacja Nipoflange polega na przyspawaniu do części urządzenia Nipolet w celu poprowadzenia rury i przykręceniu kołnierza część do kołnierza króćca przez ekipę rurociągową.
Ważne jest, aby wiedzieć, że kołnierze Nipo są dostępne w różnych typach materiałów, takich jak stale węglowe, stale węglowe wysoko i niskotemperaturowe, gatunki stali nierdzewnej i stopy niklu. Kołnierze Nipo są w większości wykonane ze wzmocnioną obróbką, co pomaga zapewnić im dodatkowe właściwości mechaniczne wytrzymałość w porównaniu do standardowego kołnierza Nipo.
3. Kołnierz Elbo i Latroflange
Elboflange jest znany jako połączenie kołnierza i Elbolet, podczas gdy Latroflange jest znany jako połączenie kołnierza i Latrolet.Kołnierze kolankowe służą do rozgałęziania rur pod kątem 45 stopni.
4. Kołnierze z pierścieniem obrotowym
Zastosowanie kołnierzy z pierścieniem obrotowym ma na celu ułatwienie wyrównania otworów na śruby pomiędzy dwoma sparowanymi kołnierzami, co jest bardziej pomocne w wielu sytuacjach, takich jak instalacja rurociągów o dużej średnicy, rurociągów podmorskich lub morskich i podobnych środowiskach.Kołnierze tego typu nadają się do wymagających płynów w ropie, gazie, węglowodorach, wodzie, chemikaliach i innych zastosowaniach petrochemicznych i związanych z gospodarką wodną.
W przypadku rurociągów o dużych średnicach rura wyposażana jest w standardowy kołnierz do spawania doczołowego na jednym końcu i kołnierz obrotowy na drugim końcu.Działa to poprzez proste obrócenie kołnierza obrotowego na rurociągu, dzięki czemu operator może bardzo łatwo i szybciej uzyskać prawidłowe ustawienie otworów na śruby.
Niektóre z głównych norm dotyczących kołnierzy z pierścieniem obrotowym to ASME lub ANSI, DIN, BS, EN, ISO i inne.Jedną z najpopularniejszych norm dla zastosowań petrochemicznych jest ANSI lub ASME B16.5 lub ASME B16.47.Kołnierze obrotowe to kołnierze, które można stosować we wszystkich popularnych standardowych kształtach kołnierzy.Na przykład, szyjki spawalnicze, złącza nasuwane, złącza zakładkowe, spoiny kielichowe itp., we wszystkich gatunkach materiałów, w szerokim zakresie rozmiarów od 3/8" do 60" i pod ciśnieniami od 150 do 2500. Kołnierze te można łatwo wykonane ze stali węglowej, stopowej i nierdzewnej.
5. Kołnierze rozprężne
Kołnierze rozprężne służą do zwiększania średnicy rury z dowolnego punktu do drugiego w celu połączenia rury z dowolnym innym sprzętem mechanicznym, takim jak pompy, sprężarki i zawory, które mają różne rozmiary wlotów.
Kołnierze rozprężne to zwykle kołnierze spawane doczołowo, które mają bardzo duży otwór na końcu bez kołnierza.Można go użyć do dodania jednego lub dwóch rozmiarów lub do 4 cali do otworu rury biegnącej.Tego typu kołnierze są preferowane w porównaniu z połączeniem reduktorów do spawania doczołowego i kołnierzy standardowych, ponieważ są tańsze i lżejsze.Jednym z najpowszechniejszych materiałów stosowanych na kołnierze rozprężne jest stal A105 i stal nierdzewna ASTM A182.
Kołnierze rozprężne są dostępne w ciśnieniach znamionowych i rozmiarach zgodnych ze specyfikacjami ANSI lub ASME B16.5, które są dostępne głównie w wersji wypukłej lub płaskiej (RF lub FF).Kołnierze redukcyjne, zwane również kołnierzami redukcyjnymi, pełnią dokładnie odwrotną funkcję w porównaniu do kołnierzy rozprężnych, co oznacza, że służą do zmniejszania średnicy otworu rury.Średnicę otworu rury można łatwo zmniejszyć, ale nie o więcej niż 1 lub 2 rozmiary.Jeżeli podejmowana jest próba zmniejszenia powyżej tej wartości, należy zastosować rozwiązanie oparte na kombinacji zgrzewanych doczołowo redukcji i standardowych kołnierzy.
Rozmiar kołnierza i typowe rozważania
Oprócz funkcjonalnego projektu kołnierza, jego rozmiar jest czynnikiem, który najprawdopodobniej wpływa na wybór kołnierza podczas projektowania, konserwacji i aktualizacji systemu rurociągów.Zamiast tego należy zwrócić uwagę na połączenie kołnierza z rurą i zastosowane uszczelki, aby zapewnić odpowiedni rozmiar.Oprócz tego, niektóre typowe uwagi są następujące:
- Średnica zewnętrzna: Średnica zewnętrzna to odległość pomiędzy dwoma przeciwległymi krawędziami czoła kołnierza.
- Grubość: Grubość mierzona jest od zewnętrznej strony felgi.
- Średnica okręgu śrub: Jest to odległość pomiędzy względnymi otworami na śruby mierzona od środka do środka.
- Rozmiar rury: Rozmiar rury to rozmiar odpowiadający kołnierzowi.
- Otwór nominalny: Otwór nominalny to rozmiar wewnętrznej średnicy złącza kołnierzowego.
Klasyfikacja kołnierzy i poziom usług
Kołnierze są klasyfikowane przede wszystkim ze względu na ich zdolność do wytrzymywania różnych temperatur i ciśnień.Jest oznaczony za pomocą liter lub przyrostków „#”, „lb” lub „klasa”.Są to wymienne przyrostki i różnią się także w zależności od regionu lub dostawcy.Poniżej wymieniono powszechnie znane klasyfikacje:
- 150#
- 300#
- 600#
- 900#
- 1500#
- 2500#
Te same tolerancje ciśnienia i temperatury różnią się w zależności od użytego materiału, konstrukcji kołnierza i rozmiaru kołnierza.Jednakże jedyną stałą jest wartość ciśnienia, która maleje wraz ze wzrostem temperatury.
Typ czoła kołnierza
Rodzaj czoła jest również bardzo ważną cechą, która ma znaczący wpływ na ostateczną wydajność i żywotność kołnierza.Dlatego poniżej przeanalizowano niektóre z najważniejszych typów powierzchni kołnierzy:
1. Kołnierz płaski (FF)
Powierzchnia uszczelki kołnierza płaskiego leży w tej samej płaszczyźnie, co powierzchnia ramy skręcanej.Towary wykorzystujące płaskie kołnierze to zwykle te, które są produkowane z formami pasującymi do kołnierza lub pokrywy kołnierza.Kołnierzy płaskich nie należy umieszczać na kołnierzach z odwróconą stroną. ASME B31.1 stwierdza, że podczas łączenia płaskich kołnierzy żeliwnych z kołnierzami ze stali węglowej należy usunąć wypukłą powierzchnię kołnierzy ze stali węglowej i wymagana jest pełna uszczelka.Ma to na celu zapobieganie przedostawaniu się małych, kruchych kołnierzy żeliwnych do pustej przestrzeni utworzonej przez uniesiony nosek kołnierza ze stali węglowej.
Ten typ czoła kołnierza jest stosowany w produkcji sprzętu i zaworów do wszystkich zastosowań, w których produkowane jest żeliwo.Żeliwo jest bardziej kruche i jest zwykle używane tylko do zastosowań w niskich temperaturach i niskim ciśnieniu.Płaska powierzchnia umożliwia obu kołnierzom pełny kontakt na całej powierzchni.Kołnierze płaskie (FF) mają powierzchnię styku o tej samej wysokości co gwinty śrub kołnierza.Podkładki pełne są stosowane pomiędzy dwoma płaskimi kołnierzami i są zwykle miękkie.Zgodnie z ASME B31.3, kołnierze płaskie nie powinny być łączone z kołnierzami podwyższonymi ze względu na możliwość wycieku z powstałego połączenia kołnierzowego.
2. Kołnierz z wypukłą powierzchnią czołową (RF)
Kołnierz z podwyższoną powierzchnią czołową jest najpopularniejszym typem stosowanym w zastosowaniach produkcyjnych i jest łatwo rozpoznawalny.Nazywa się to wypukłym, ponieważ czoło uszczelki znajduje się nad powierzchnią pierścienia śruby.Każdy rodzaj okładziny wymaga zastosowania kilku rodzajów uszczelek, w tym różnych płaskich wypustek pierścieniowych i kompozytów metalowych, takich jak formy zwijane spiralnie i z podwójną osłoną.
Kołnierze RF zaprojektowano tak, aby skupiały dalszy nacisk na mniejszym obszarze uszczelki, poprawiając w ten sposób kontrolę ciśnienia w złączu.średnice i wysokości według poziomu ciśnienia i średnicy opisano w ASME B16.5.Poziom ciśnienia kołnierza określa wysokość podnoszonej powierzchni czołowej. Kołnierze RF mają na celu skoncentrowanie dalszego nacisku na mniejszym obszarze uszczelki, zwiększając w ten sposób zdolność kontroli ciśnienia w złączu. Średnice i wysokości według klasy ciśnienia i średnicy opisano w ASME B16.5.Parametry kołnierza ciśnieniowego.
3. Kołnierz pierścieniowy (RTJ)
Gdy wymagane jest uszczelnienie metal-metal pomiędzy sparowanymi kołnierzami (co jest warunkiem w zastosowaniach wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych, tj. powyżej 700/800°C), stosuje się kołnierz z przegubem pierścieniowym (RTJ).
Kołnierz złącza pierścieniowego ma okrągły rowek, w którym mieści się uszczelka złącza pierścieniowego (owalna lub prostokątna).
Kiedy dwa kołnierze złącza pierścieniowego są skręcone ze sobą, a następnie dokręcone, przyłożona siła śruby odkształca uszczelkę w rowku kołnierza, tworząc bardzo szczelne uszczelnienie metal-metal.Aby to osiągnąć, materiał uszczelki złącza pierścieniowego musi być bardziej miękki (bardziej plastyczny) niż materiał kołnierzy.
Kołnierze RTJ można uszczelnić uszczelkami RTJ różnych typów (R, RX, BX) i profili (np. ośmiokątny/eliptyczny dla typu R).
Najpopularniejszą uszczelką RTJ jest uszczelka typu R o przekroju ośmiokątnym, gdyż zapewnia ona bardzo mocne uszczelnienie (starszy typ to przekrój owalny).Jednakże konstrukcja z „płaskim rowkiem” umożliwia stosowanie obu typów uszczelek RTJ o przekroju ośmiokątnym lub owalnym.
4. Kołnierze na pióro i wpust (T i G)
Dwa kołnierze na pióro i wpust (powierzchnie T i G) pasują idealnie: jeden kołnierz ma wypukły pierścień, a drugi ma rowki, w których można je łatwo dopasować (pióro wchodzi w rowek i uszczelnia połączenie).
Kołnierze na pióro i wpust są dostępne w dużych i małych rozmiarach.
5. Kołnierze męskie i żeńskie (M i F)
Podobnie jak kołnierze na pióro i wpust, kołnierze męskie i żeńskie (typy czołowe M i F) pasują do siebie.
Jeden kołnierz ma obszar wykraczający poza jego powierzchnię, czyli kołnierz wtykowy, a drugi kołnierz ma pasujące wgłębienia wyfrezowane w powierzchni czołowej, czyli kołnierz żeński.
Wykończenie powierzchni kołnierza
Aby zapewnić idealne dopasowanie kołnierza do uszczelki i kołnierza współpracującego, powierzchnia kołnierza wymaga pewnego stopnia chropowatości (tylko wykończenia kołnierzy RF i FF).Rodzaj chropowatości powierzchni czołowej kołnierza określa rodzaj „wykończenia kołnierza”.
Typowe typy to półfabrykaty, ząbkowane koncentrycznie, ząbkowane spiralnie i gładkie powierzchnie kołnierzy.
Istnieją cztery podstawowe wykończenia powierzchni kołnierzy stalowych, jednak wspólnym celem każdego rodzaju wykończenia powierzchni kołnierza jest uzyskanie pożądanej chropowatości na powierzchni kołnierza, aby zapewnić solidne dopasowanie pomiędzy kołnierzem, uszczelką i kołnierzem współpracującym, aby zapewnić wysokiej jakości uszczelnienie .
Czas publikacji: 8 października 2023 r