Czym jest kołnierz?
Kołnierz w skrócie, to po prostu ogólne określenie, zwykle odnosi się do podobnego metalowego korpusu w kształcie dysku, który otwiera kilka stałych otworów, używanych do łączenia innych rzeczy, tego rodzaju rzeczy są szeroko stosowane w maszynach, więc wyglądają trochę dziwnie, o ile są znane jako kołnierz, ich nazwa pochodzi od angielskiego kołnierza. dzięki czemu rura i połączenie rurowe części, połączone z końcem rury, kołnierz ma otwór, śruby, aby dwa kołnierze były szczelnie połączone, pomiędzy kołnierzem a uszczelką.
Kołnierz jest elementem w kształcie dysku, najczęściej stosowanym w inżynierii rurociągowej. Kołnierze stosuje się parami.
Jeśli chodzi o typy połączeń kołnierzowych, można wyróżnić trzy elementy:
- Kołnierze rurowe
- Uszczelka
- Połączenie śrubowe
W większości przypadków istnieje konkretny materiał uszczelki i śruby, który jest wykonany z tego samego materiału, co element kołnierza rury. Najczęściej spotykanymi kołnierzami są kołnierze ze stali nierdzewnej. Z drugiej strony kołnierze są dostępne w różnych materiałach, aby dopasować je do wymagań miejsca. Niektóre z najpopularniejszych materiałów kołnierzy to monel, inconel i chromowo-molibdenowy, w zależności od rzeczywistych wymagań miejsca. Najlepszy wybór materiału powinien zależeć od rodzaju systemu, w którym chcesz użyć kołnierza o określonych wymaganiach.
7 powszechnych typów kołnierzy
Istnieją różne rodzaje kołnierzy, które można wybrać zgodnie z wymaganiami miejsca. Aby dopasować projekt idealnego kołnierza, należy zapewnić niezawodną pracę, a także długą żywotność i wziąć pod uwagę najbardziej odpowiednią cenę.
1. kołnierz gwintowany:
Kołnierze gwintowane, które mają gwint w otworze kołnierza, są wyposażone w gwinty zewnętrzne na złączce. Połączenie gwintowane ma tutaj na celu uniknięcie spawania we wszystkich przypadkach. Jest ono głównie łączone poprzez dopasowanie gwintów do rury, która ma zostać zainstalowana.
2. Kołnierze spawane gniazdowo
Ten typ kołnierza jest zwykle używany do mniejszych rur, w których średnica obszaru niskiej temperatury i niskiego ciśnienia jest charakteryzowana przez połączenie, w którym rura jest umieszczona wewnątrz kołnierza, aby zapewnić połączenie za pomocą pojedynczego lub wielościeżkowego spoiny pachwinowej. Dzięki temu unika się ograniczeń związanych z końcami gwintowanymi w porównaniu z innymi typami spawanych kołnierzy, co ułatwia instalację.
3. Kołnierze zakładkowe
Kołnierz zakładkowy to rodzaj kołnierza, który wymaga, aby końcówka była przyspawana doczołowo do złączki, aby można go było używać z kołnierzem podporowym w celu utworzenia połączenia kołnierzowego. Ta konstrukcja sprawiła, że ta metoda stała się popularna w różnych systemach, w których przestrzeń fizyczna jest ograniczona lub w których wymagany jest częsty demontaż lub w których wymagany jest wysoki stopień konserwacji.
4. Kołnierze przesuwne
Kołnierze przesuwne są bardzo powszechne i dostępne w szerokim zakresie rozmiarów, aby pasować do systemów o wysokich przepływach i przepustowościach. Proste dopasowanie kołnierza do zewnętrznej średnicy rury sprawia, że połączenie jest bardzo łatwe w instalacji. Instalacja tych kołnierzy jest nieco techniczna, ponieważ wymaga spawania pachwinowego po obu stronach w celu przymocowania kołnierza do rury.
5. Kołnierze zaślepiające
Tego typu kołnierze są dobrze przystosowane do zakańczania systemów rurowych. Zaślepka ma kształt pustego dysku, który można przykręcić. Po prawidłowym zainstalowaniu i połączeniu z odpowiednią uszczelką zapewnia doskonałe uszczelnienie i jest łatwa do usunięcia w razie potrzeby.
6. Kołnierze szyjkowe spawane
Kołnierze szyjkowe do spawania są bardzo podobne do kołnierzy zakładkowych, ale wymagają spawania doczołowego do instalacji. A integralność działania tego systemu i jego zdolność do wielokrotnego gięcia i stosowania w systemach wysokiego ciśnienia i wysokiej temperatury sprawiają, że jest to podstawowy wybór dla rurociągów procesowych.
7. Kołnierze specjalistyczne
Ten typ kołnierza jest najbardziej znany. Istnieje jednak szeroka gama dodatkowych specjalistycznych typów kołnierzy, które pasują do różnych zastosowań i środowisk. Istnieją różne inne opcje, takie jak kołnierze nipo, kołnierze spawane, kołnierze rozprężne, otwory, długie szyjki spawane i kołnierze redukcyjne.
5 specjalnych typów kołnierzy
1. WeldoFdługi
Kołnierz Weldo jest bardzo podobny do kołnierza Nipo, ponieważ jest połączeniem kołnierzy spawanych doczołowo i przyłączy rozgałęzionych. Kołnierze Weldo są wykonane z jednego kawałka litej stali kutej, a nie z pojedynczych części spawanych razem.
2. Kołnierz Nipo
Nipoflange to rura odgałęziona nachylona pod kątem 90 stopni, produkt wytwarzany przez połączenie kołnierzy spawanych doczołowo i kutego Nipolet. Podczas gdy kołnierz Nipo jest uważany za solidny pojedynczy kawałek kutej stali, nie uważa się, że są to dwa różne produkty zespawane razem. Instalacja Nipoflange polega na spawaniu do części Nipolet urządzenia w celu poprowadzenia rury i przykręceniu części kołnierza do kołnierza rury króćcowej przez ekipę zajmującą się rurociągami.
Ważne jest, aby wiedzieć, że kołnierze Nipo są dostępne w różnych typach materiałów, takich jak stal węglowa, stale węglowe wysoko- i niskotemperaturowe, gatunki stali nierdzewnej i stopy niklu. Kołnierze Nipo są przeważnie wykonane ze wzmocnionej konstrukcji, co zapewnia im dodatkową wytrzymałość mechaniczną w porównaniu ze standardowymi kołnierzami Nipo.
3. Kołnierz elboflange i kołnierz boczny
Elboflange jest znane jako połączenie kołnierza i Elbolet, natomiast Latroflange jest znane jako połączenie kołnierza i Latrolet. Kołnierze łokciowe są używane do rozgałęziania rur pod kątem 45 stopni.
4. Kołnierze pierścieni obrotowych
Zastosowanie kołnierzy obrotowych pierścieniowych ma na celu ułatwienie wyrównania otworów na śruby między dwoma sparowanymi kołnierzami, co jest bardziej pomocne w wielu sytuacjach, takich jak instalacja rurociągów o dużej średnicy, rurociągów podmorskich lub morskich i podobnych środowisk. Tego typu kołnierze nadają się do wymagających płynów w przemyśle naftowym, gazowym, węglowodorowym, wodnym, chemicznym i innych zastosowaniach petrochemicznych i wodnych.
W przypadku rurociągów o dużej średnicy rura jest wyposażona w standardowy kołnierz spawany doczołowo na jednym końcu i kołnierz obrotowy na drugim. Działa to poprzez proste obrócenie kołnierza obrotowego na rurociągu, dzięki czemu operator uzyskuje prawidłowe wyrównanie otworów na śruby w bardzo łatwy i szybszy sposób.
Niektóre z głównych norm dla kołnierzy obrotowych 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 typowych kształtach kołnierzy. Na przykład szyjki spawane, nasuwki, połączenia zakładkowe, spoiny gniazdowe itp., we wszystkich gatunkach materiałów, w szerokim zakresie rozmiarów od 3/8" do 60" i ciśnieniach od 150 do 2500. Kołnierze te można łatwo wytwarzać ze stali węglowej, stopowej i nierdzewnej.
5. Kołnierze rozprężne
Kołnierze rozprężne służą do zwiększania średnicy wewnętrznej rury od jednego punktu do drugiego, aby umożliwić podłączenie rury do dowolnego innego sprzętu mechanicznego, takiego jak pompy, sprężarki i zawory o różnych rozmiarach wlotowych.
Kołnierze rozprężne to zazwyczaj kołnierze spawane doczołowo, które mają bardzo duży otwór na końcu bez kołnierza. Można ich używać do dodania tylko jednego lub dwóch rozmiarów lub do 4 cali do otworu bieżącej rury. Tego typu kołnierze są preferowane w porównaniu z połączeniem reduktorów spawanych doczołowo i standardowych kołnierzy, ponieważ są tańsze i lżejsze. Jednym z najczęściej używanych materiałów na kołnierze rozprężne jest A105 i stal nierdzewna ASTM A182.
Kołnierze rozprężne są dostępne w klasach ciśnienia i rozmiarach zgodnych ze specyfikacjami ANSI lub ASME B16.5, które są dostępne głównie wypukłe lub płaskie (RF lub FF). Kołnierze redukcyjne, znane również jako kołnierze redukcyjne, pełnią dokładnie odwrotną funkcję w porównaniu do kołnierzy rozprężnych, co oznacza, że są używane do zmniejszania średnicy otworu rury. Średnicę otworu odcinka rury można łatwo zmniejszyć, ale nie o więcej niż 1 lub 2 rozmiary. Jeśli zostanie podjęta próba zmniejszenia poza tę wartość, należy zastosować rozwiązanie oparte na połączeniu reduktorów spawanych doczołowo i standardowych kołnierzy.
Wymiarowanie kołnierzy i typowe zagadnienia
Oprócz funkcjonalnego projektu kołnierza, jego rozmiar jest czynnikiem, który najprawdopodobniej wpłynie na wybór kołnierza podczas projektowania, konserwacji i aktualizacji systemu rurociągów. Zamiast tego należy wziąć pod uwagę interfejs kołnierza z rurą i uszczelki używane w celu zapewnienia właściwego rozmiaru. Oprócz tego, niektóre typowe kwestie są następujące:
- Średnica zewnętrzna: Średnica zewnętrzna to odległość między dwoma przeciwległymi krawędziami powierzchni kołnierza.
- Grubość: Grubość mierzona jest od zewnętrznej krawędzi obręczy.
- Średnica okręgu śrubowego: Jest to odległość między względnymi otworami na śruby mierzona od środka do środka.
- Rozmiar rury: Rozmiar rury to rozmiar odpowiadający kołnierzowi.
- Średnica nominalna: Średnica nominalna to rozmiar średnicy wewnętrznej złącza kołnierzowego.
Klasyfikacja kołnierzy i poziom obsługi
Kołnierze są klasyfikowane przede wszystkim według ich zdolności do wytrzymywania różnych temperatur i ciśnień. Są one oznaczane literami lub sufiksami „#”, „lb” lub „class”. Są to wymienne sufiksy, które również różnią się 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. Jednak jedyną stałą jest wartość ciśnienia, która maleje wraz ze wzrostem temperatury.
Typ powierzchni kołnierza
Typ powierzchni jest również bardzo ważną cechą, która ma znaczący wpływ na ostateczną wydajność i żywotność kołnierza. Dlatego poniżej analizujemy niektóre z najważniejszych typów powierzchni kołnierzy:
1. Kołnierz płaski (FF)
Powierzchnia uszczelki płaskiego kołnierza znajduje się w tej samej płaszczyźnie co powierzchnia przykręcanej ramy. Towary, w których stosuje się płaskie kołnierze, to zazwyczaj te, które są produkowane z formami dopasowanymi do kołnierza lub pokrywy kołnierza. Płaskich kołnierzy nie należy umieszczać na odwróconych kołnierzach bocznych. Norma ASME B31.1 stanowi, że podczas łączenia płaskich kołnierzy żeliwnych z kołnierzami ze stali węglowej należy usunąć podniesioną powierzchnię na kołnierzach ze stali węglowej i wymagana jest uszczelka pełnopowierzchniowa. Ma to na celu zapobieganie rozpryskiwaniu się małych, kruchych kołnierzy żeliwnych do przestrzeni utworzonej przez podniesiony nos kołnierza ze stali węglowej.
Ten typ powierzchni kołnierza jest używany w produkcji sprzętu i zaworów do wszystkich zastosowań, w których wytwarzane jest żeliwo. Żeliwo jest bardziej kruche i zwykle jest używane tylko do zastosowań w niskich temperaturach i przy niskim ciśnieniu. Płaska powierzchnia pozwala obu kołnierzom na pełny kontakt na całej powierzchni. Płaskie kołnierze (FF) mają powierzchnię styku, która jest tej samej wysokości co gwinty śrub kołnierza. Podkładki pełnopowierzchniowe są używane między dwoma płaskimi kołnierzami i są zwykle miękkie. Zgodnie z normą ASME B31.3, płaskie kołnierze nie powinny być łączone z podniesionymi kołnierzami ze względu na możliwość wycieku z powstałego połączenia kołnierzowego.
2. Kołnierz z podniesioną powierzchnią czołową (RF)
Kołnierz z podniesioną powierzchnią czołową jest najczęściej stosowanym typem w zastosowaniach produkcyjnych i jest łatwo rozpoznawalny. Nazywa się go wypukłym, ponieważ powierzchnia uszczelki znajduje się nad powierzchnią pierścienia śrubowego. Każdy typ powierzchni czołowej wymaga użycia kilku typów uszczelek, w tym różnych płaskich wypustek pierścieniowych i kompozytów metalowych, takich jak formy spiralnie zwijane i podwójnie osłonięte.
Kołnierze RF są zaprojektowane tak, aby koncentrować dalsze ciśnienie na mniejszej powierzchni uszczelki, tym samym poprawiając kontrolę ciśnienia połączenia. Średnice i wysokości według poziomu ciśnienia i średnicy są opisane w normie ASME B16.5. Poziom ciśnienia kołnierza określa wysokość podnoszonej powierzchni. Kołnierze RF są przeznaczone do koncentrowania dalszego ciśnienia na mniejszej powierzchni uszczelki, tym samym zwiększając zdolność kontroli ciśnienia połączenia. Średnice i wysokości według klasy ciśnienia i średnicy są opisane w normie ASME B16.5. Wartości znamionowe kołnierzy ciśnieniowych.
3. Kołnierz pierścieniowy (RTJ)
Gdy wymagane jest uszczelnienie typu metal-metal pomiędzy parowanymi kołnierzami (co jest warunkiem w przypadku zastosowań wysokociśnieniowych i wysokotemperaturowych, tj. powyżej 700/800 C°), stosuje się kołnierz pierścieniowy (RTJ).
Kołnierz złącza pierścieniowego ma okrągły rowek, w którym mieści się uszczelka złącza pierścieniowego (owalna lub prostokątna).
Gdy dwa kołnierze pierścieniowe są skręcane razem, a następnie dokręcane, siła śruby odkształca uszczelkę w rowku kołnierza, tworząc bardzo szczelne uszczelnienie metal-metal. Aby to osiągnąć, materiał uszczelki pierścieniowej musi być bardziej miękki (bardziej ciągliwy) niż materiał kołnierzy.
Kołnierze RTJ można uszczelniać uszczelkami RTJ różnych typów (R, RX, BX) i profili (np. ośmiokątnych/eliptycznych w przypadku typu R).
Najczęściej spotykaną uszczelką RTJ jest typ R o przekroju ośmiokątnym, ponieważ zapewnia bardzo mocne uszczelnienie (przekrój owalny jest starszym typem). Jednak konstrukcja „flat groove” akceptuje oba typy uszczelek RTJ o przekroju ośmiokątnym lub owalnym.
4. Kołnierze typu pióro-wpust (T & G)
Dwa kołnierze typu pióro-wpust (powierzchnie T i G) pasują idealnie: jeden kołnierz ma podniesiony pierścień, a drugi ma rowki, które umożliwiają łatwe dopasowanie (pióro wchodzi w rowek i uszczelnia połączenie).
Kołnierze typu pióro-wpust są dostępne w dużych i małych rozmiarach.
5. Kołnierze męskie i żeńskie (M i F)
Podobnie jak w przypadku kołnierzy typu pióro-wpust, kołnierze męskie i żeńskie (typy czołowe M i F) pasują do siebie.
Jeden kołnierz ma obszar wystający poza swoją powierzchnię, nazywany jest kołnierzem męskim, a drugi kołnierz ma pasujące wgłębienia wytoczone w powierzchni czołowej, nazywany kołnierzem żeńskim.
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 definiuje rodzaj „wykończenia kołnierza”.
Najczęściej spotykane rodzaje to kołnierze standardowe, ząbkowane koncentrycznie, ząbkowane spiralnie i gładkie.
Istnieją cztery podstawowe rodzaje wykończenia powierzchni kołnierzy stalowych. Niemniej jednak wspólnym celem każdego rodzaju wykończenia powierzchni kołnierza jest uzyskanie pożądanej chropowatości powierzchni kołnierza, aby zagwarantować solidne dopasowanie kołnierza, uszczelki i kołnierza współpracującego, co przełoży się na uzyskanie wysokiej jakości uszczelnienia.
Czas publikacji: 08-paź-2023