1. Uwagi dotyczące wyboru połączenia końcowego zaworu
Po zwymiarowanym rozmiarze zaworu, ale przed jego wyborem, należy określić połączenia końcowe zaworu.
Typ połączenia końcowego dla konkretnego zaworu powinien być wybierany z uwzględnieniem wartości ciśnienia/temperatury, materiałów, częstotliwości montażu i demontażu. Dodatkowo połączenia końcowe zaworów muszą odpowiadać konstrukcji i specyfikacjom rurociągów, należy wziąć pod uwagę siły rurociągów, które będą działać na korpus zaworu. Celem połączeń końcowych jest zapewnienie sztywnych i nieszczelnych połączeń rur z zaworami.
Istnieją trzy powszechne metody łączenia zaworów z rurociągami i armaturą: kołnierzowe, gwintowane i spawane połączenie końcowe.
W przypadku ogólnego serwisu wybór połączenia końcowego zaworu jest prostym pytaniem, czy wybrany typ połączenia końcowego jest dostępny dla wymaganego typu zaworu. Ale rozważając wymagające usługi, należy wziąć pod uwagę wszystkie powyższe czynniki i inne specyficzne dla niektórych zastosowań. Może to oznaczać uwzględnienie czynników owych jak erozja, korozja, toksyczność, zanieczyszczenie, zagrożenie pożarowe, zagrożenie dla zdrowia ludzkiego itp. Takie wymagania mogą wynikać ze specyficznych wymagań operacyjnych dla określonego zastosowania zaworu, a tym samym mogą znacznie podnieść cenę zaworu.
Połączenia końcowe zaworów są zwykle określane przez inżyniera projektu rurociągów i lepiej jest dopasować specyfikacje projektowe rurociągów. Jednak projektant rurociągów nie określa sił generowanych w rurociągu przez działanie zaworu i musi zostać o nich poinformowany przez inżyniera zaworu. Odpowiednie połączenia końcowe zaworów można następnie dobrać w zależności od wytrzymałości wymaganej do utrzymania naprężenia uszczelnienia uszczelki we wszystkich warunkach pracy oraz stopnia szczelności uszczelki, biorąc pod uwagę:
2. Połączenie kołnierzowe
Typ połączenia kołnierzowego to najłatwiejsze połączenia do zainstalowania lub odinstalowania z rurociągu. Prawdopodobnie są to obecnie najczęściej używane połączenia końcowe.
Są one zwykle dostępne w rozmiarach od 1/2" (DN15) wzwyże. Ważnym punktem, o którym należy wspomnieć na temat tego typu połączeń końcowych, jest to, że są one zabezpieczone, gdzie liczba waha się od 4 do 8, do 12 i 16 dla wyższego rozmiaru nominalnego. Z tego powodu ten typ połączenia wymaga mniejszego momentu dokręcania niż to, czego wymaga gwintowane połączenie końcowe. W związku z tym kołnierzowe połączenia końcowe mogą być skutecznie stosowane do różnych typów zaworów. Ponieważ są one przymocowane do kołnierzy rur, ich montaż lub demontaż jest szybki i łatwy.
Aby zapewnić szczelne uszczelnienie, uszczelka jest zwykle montowana między obrabianą okładziną kołnierzy. Rodzaj uszczelki może być niemetaliczny, metaliczny lub kombinacja materiałów niemetalicznych / metalicznych, w zależności od warunków pracy i rodzaju kołnierza.
Istnieje kilka rodzajów kołnierzy najczęściej stosowanych obecnie: Podniesiony kołnierz czołowy - RF, Płaski kołnierz czołowy - FF, Kołnierz złącza pierścieniowego - RTJ.
2.1 Podniesiony kołnierz czołowy – RF
Najczęstszym typem stosowanym w instalacjach procesowych są kołnierze z podniesioną powierzchnią czołową. Ten kołnierz jest preferowany, ponieważ jego podniesione powierzchnie uszczelki znajdują się powyżej powierzchni koła śrubowego, jak pokazano na rysunku 2. Taka konstrukcja pozwala na zastosowanie szerokiej kombinacji konstrukcji uszczelek, w tym płaskich arkuszy pierścieniowych i kompozytów metalicznych, takich jak spiralne i podwójne płaszcze.
Intencją projektową kołnierza RF jest skoncentrowanie większego nacisku na mniejszej powierzchni uszczelki, a tym samym zwiększenie zdolności hermetyzacji ciśnienia w złączu.
2.2 Płaska twarz – FF
Kołnierz Flat Face – FF (rys. 3) ma powierzchnię uszczelki, która znajduje się w tej samej płaszczyźnie, co powierzchnia koła śrubowego. Zastosowania wykorzystujące płaskie kołnierze czołowe to często te, w których kołnierz współpracujący lub złączka kołnierzowa jest wykonana z odlewu (np. zawory z brązu i żelaza). Dodatkowo, zgodnie z ASME B31.1, podczas łączenia płaskich kołnierzy żeliwnych z kołnierzami ze stali węglowej, podniesiona powierzchnia czołowa na kołnierzu ze stali węglowej musi zostać usunięta i wymagana jest uszczelka z pełną powierzchnią czołową.
Ogólnie rzecz biorąc, należy pamiętać, że żaden z tych trzech najczęściej używanych typów kołnierzy nie jest wymienny między typami.
2.3 Przegub pierścieniowy – RTJ
Złącze pierścieniowe może również mieć podniesioną powierzchnię uszczelki, z tą różnicą, że rowek pierścieniowy obrabiany w tej powierzchni. Ten rowek pomieści stalową uszczelkę pierścieniową do krycia kołnierzy.
Kołnierze RTJ są stosowane w aplikacjach wysokociśnieniowych, zazwyczaj do #600 i wyższych i / lub wysokich temperatur powyżej 800 ° F. Do uszczelki jest to szeroko stosowany pierścień R, który jest produkowany zgodnie z ASME B16.20 stosowany z kołnierzami ASME B16.5. Uszczelki typu R (rys. 5) w większości występują w kształcie owalnym, ale istnieją również konfiguracje ośmiokątne.
3 Połączenie śrubowe
Większość zaworów ze śrubowymi połączeniami końcowymi jest produkowana z gwintami rur żeńskich, chociaż do niektórych specjalnych celów mogą być dostarczane z innymi rodzajami połączeń śrubowych.
Przykręcane połączenia końcowe są najczęściej stosowane w małych zaworach, oferują większą oszczędność niż końce kołnierzowe. Jest szeroko stosowany do zaworów z brązu / mosiądzu iw mniejszym stopniu w zaworach żelaznych i stalowych. Zwykle określane gwinty są zwężającymi się żeńskimi NPT (lub alternatywnie jako BSPT, który nieznacznie różni się kątem stożka 55⁰ zamiast stopni zamiast 60⁰, jak to jest w przypadku NPT) na korpusie zaworu.
Podczas gdy NPT wymusza połączenia stożkowe ze stożkowym, szczelne połączenie jest wykonane na gwintach, istnieją gwinty NPS, które są równoległe do równoległych połączeń. W przypadku połączenia NPS szczelne połączenie ciśnieniowe wykonuje się przez ściśnięcie zrzędliwego lub uszczelki na powierzchni końcowej zaworu.
Styl połączenia śrubowego jest zwykle ograniczony do zaworów nie większych niż 2 "(w rzadkich przypadkach do 6"), nie jest zalecany do pracy w podwyższonej temperaturze. Konserwacja zaworu może być skomplikowana przez przykręcane połączenia końcowe, jeśli konieczne jest wyjęcie korpusu z rurociągu, ponieważ zaworu nie można usunąć bez zerwania połączenia kołnierzowego lub połączenia łączącego, aby umożliwić odkręcenie korpusu zaworu z rurociągu.
4 Spawane połączenie końcowe
Spawane końce zaworów są szczelne przy wszystkich ciśnieniach i temperaturach jako ciśnienie / temperatura materiału zaworu i są zwykle stosowane w zaworach o większej średnicy. Końcówki spawalnicze występują w dwóch stylach spawania gniazdowego – SW i spawania doczołowego – BW.
4.1 Końcówka spawalnicza gniazda – SW
Końce SW (jak pokazano na rysunku 7) są przygotowywane przez wytaczanie w każdym końcu zaworu gniazda o średnicy wewnętrznej nieco większej niż średnica zewnętrzna rury. Rura wsuwa się do gniazda, gdzie uderza o ramię, a następnie łączy się z zaworem za pomocą spoiny zaodławu. Końcówki SW w danym rozmiarze są wymiarowo takie same niezależnie od harmonogramu rur.
4.2 Koniec spoiny doczołowe – BW
Końce BW są przygotowywane przez ukosowanie każdego końca zaworu, aby dopasować podobny skos na rurze. Dwa końce są następnie przypięte do rurociągu i połączone spoiną o pełnej penetracji. Ten typ złącza jest stosowany we wszystkich stylach zaworów, a przygotowanie końcowe musi być inne dla każdego harmonogramu rury.
Końcówki spawane doczołowo są stosowane tylko na zaworach stalowych, zwykle w rozmiarach 2 " i wyższych, do zastosowań o wyższym ciśnieniu / temperaturze w rurociągach, które nie wymagają częstego demontażu.
Ogólnie rzecz biorąc, spawane zawory końcowe są trudniejsze do zabrania z linii i są oczywiście ograniczone do materiałów nadających się do użytku, dlatego ich początkowy koszt jest bardziej ekonomiczny niż w innych typach połączeń.