Czym jest kołnierz nasuwany: rodzaje, specyfikacje i zastosowania

Kołnierze nasuwane są niezbędnymi elementami systemów rurowych, cenionymi za prostotę, wszechstronność i opłacalność. Niezależnie od tego, czy chodzi o łączenie rury stalowe lub zapewnienie bezpiecznego zamknięcia za pomocą podniesiona twarz Lub płaska powierzchniaKołnierze nasuwane oferują praktyczne rozwiązania dla różnorodnych potrzeb przemysłowych. 

W tym przewodniku przyjrzymy się ich projektowi, typom, specyfikacjom technicznym i zastosowaniom, pomagając zrozumieć, dlaczego pozostają zaufanym wyborem w wielu branżach. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej!

1. Czym jest kołnierz nasuwany?

A kołnierz nasuwany jest szeroko stosowanym elementem łączącym rury w przemyśle rurowym. Jest zaprojektowany tak, aby można go było nasunąć na koniec rury stalowej i zamocować na miejscu za pomocą spoin pachwinowych na krawędziach zewnętrznych i wewnętrznych. Kołnierz wsuwany, znany z łatwości instalacji, opłacalności i wszechstronności, jest podstawą wielu systemów rurowych, szczególnie tych pracujących pod niskim lub średnim ciśnieniem.

Komponenty i cechy konstrukcyjne

Kołnierze nasuwane składają się z kilku głównych elementów:

• Powierzchnia kołnierza: Powierzchnia, która łączy się z uszczelką, zapewniając bezpieczne uszczelnienie. Typy obejmują płaskie (FF) i podniesione (RF).
• Otwór wewnętrzny:Średnica otworu, zaprojektowana tak, aby pasowała do zewnętrznej średnicy rury.
• Centrum:Niektóre kołnierze nasuwane posiadają piastę, która zapewnia dodatkową wytrzymałość i równomiernie rozkłada naprężenia.
• Otwory na śruby:Wstępnie nawiercone otwory umożliwiające dopasowanie do odpowiednich śrub w celu przymocowania do innych kołnierzy lub urządzeń.

Dlaczego kołnierze nasuwane są powszechnie stosowane

Kołnierz wsuwany jest popularny ze względu na swoją prostotę i elastyczność. W przeciwieństwie do innych typów kołnierzy nie wymaga precyzyjnego cięcia rur ani fazowania, co ułatwia wyrównanie podczas instalacji. Ta cecha w połączeniu z przystępną ceną sprawia, że kołnierz wsuwany ze stali nierdzewnej i podobne warianty są doskonałym wyborem do ogólnych zastosowań przemysłowych i niskociśnieniowych.

Podniesiona twarz kontra płaska twarz Kołnierze nasuwane

• Kołnierz wsuwany z podniesioną powierzchnią czołową: Zawiera podniesiony obszar wokół otworu, aby poprawić kompresję i uszczelnienie uszczelki. Nadają się do układów o wyższym ciśnieniu.
• Kołnierz nasuwany z płaską powierzchnią: Powierzchnia leży płasko, bez podniesionej powierzchni, powszechnie stosowane w systemach, w których kołnierz musi pasować do płaskich powierzchni lub miękkich uszczelek. Idealne do zastosowań niskociśnieniowych.

2. Specyfikacje techniczne

Charakterystyka wymiarowa

Konstrukcja i wymiary kołnierza rurowego nasuwanego są standaryzowane, aby zapewnić kompatybilność i wydajność w różnych zastosowaniach:

• Specyfikacje średnicy zewnętrznej:Średnica zewnętrzna jest krytyczna dla wyrównania kołnierza z elementami współpracującymi. Różni się w zależności od rozmiaru kołnierza i ciśnienia znamionowego, zazwyczaj zgodnie z normami ASME/ANSI.
• Wymagania dotyczące otworu wewnętrznego:Otwór jest nieznacznie większy od zewnętrznej średnicy rury, co pozwala na nasunięcie kołnierza na rurę przed spawaniem.
• Wymiary piasty:W przypadku kołnierzy z piastami wymiary są obliczane w celu zwiększenia wytrzymałości bez dodawania zbędnej objętości.
• Typy twarzy:Dostępne są wersje z płaską i podniesioną powierzchnią, z których każda spełnia określone wymagania dotyczące uszczelnienia i zastosowania.

Wartości ciśnienia

Zdolność kołnierza spawanego nasuwanego do przenoszenia ciśnienia jest klasyfikowana do odrębnych klas, takich jak 150, 300 i 600, zgodnie z definicją zawartą w normach ANSI/ASME:

• Klasa 150:Nadaje się do zastosowań niskociśnieniowych z minimalnymi wahaniami temperatury.
• Klasa 300:Wytrzymuje umiarkowane ciśnienie i temperaturę, powszechnie stosowany w systemach o średnim obciążeniu.

Ograniczenia operacyjne

Choć wszechstronny, kołnierze nasuwane mają pewne ograniczenia:

• Nie nadaje się do układów wysokociśnieniowych, w których zapobieganie wyciekom ma kluczowe znaczenie.
• Ograniczona wydajność w środowiskach o wysokiej temperaturze w porównaniu do kołnierzy szyjkowych spawanych.
• Gatunki materiałów, np. stal nierdzewna, mają istotny wpływ na trwałość kołnierza, odporność na korozję i tolerancję temperaturową.

3. Integracja systemu rurociągowego

Rozważania dotyczące projektowania systemu

Włączenie kołnierza nasuwanego do systemu rurowego wymaga starannego rozważenia kilku czynników:

• Nośność:Kołnierz musi wytrzymywać obciążenia mechaniczne wywierane przez system, takie jak ciężar rury i rozszerzalność cieplna.
• Ograniczanie ciśnienia:Kołnierze nasuwane są idealne do systemów o umiarkowanych wymaganiach ciśnieniowych. Do uszczelnienia wykorzystują spoiny pachwinowe, co może ograniczać ich odporność na ciśnienie w porównaniu z alternatywami.
• Efekty temperatury:Podwyższone temperatury mogą oddziaływać na materiał kołnierza i uszczelkę, co może prowadzić do wycieków.
• Dystrybucja naprężeń:Prawidłowe spawanie zapewnia równomierny rozkład naprężeń, zapobiegając awariom w punktach największego naprężenia.

Poniżej znajduje się tabela zawierająca szczegółowe informacje na temat maksymalnych wartości ciśnienia i temperatury dla kołnierzy rur stalowych:

Aplikacje

Kołnierze nasuwane sprawdzają się w wielu zastosowaniach ze względu na swoją wszechstronność:

• Systemy niskociśnieniowe:Są powszechnie stosowane w uzdatnianiu wody, systemach HVAC i lekkich procesach przemysłowych, gdzie zapotrzebowanie na ciśnienie jest niewielkie.
• Ograniczenia wysokiego ciśnienia:Choć wytrzymują umiarkowane ciśnienie, ich konstrukcja sprawia, że są mniej odpowiednie do systemów wymagających ścisłego utrzymywania ciśnienia.
• Ograniczenia temperaturowe:Najlepiej sprawdzają się w umiarkowanym zakresie temperatur; kołnierze nasuwane ze stali nierdzewnej zapewniają dodatkową odporność na naprężenia termiczne i chemiczne.
• Czynniki środowiskoweMateriały odporne na korozję, jak stal nierdzewna, sprawiają, że idealnie nadają się do zastosowań morskich, chemicznych i innych środowisk korozyjnych.

4. Zalety kołnierzy nasuwanych

• Łatwość instalacji: Nie ma potrzeby precyzyjnego przygotowywania końców rur.
• Opłacalność:Niższe koszty materiałów i robocizny w porównaniu do innych typów kołnierzy.
• Wszechstronność:Możliwość zastosowania w szerokiej gamie systemów i materiałów.

5. Wady

• Wymagania dotyczące spawania: Wymaga wykonania dwóch spoin pachwinowych, co zwiększa nakład pracy w porównaniu do niektórych kołnierzy.
• Ograniczenie ciśnienia:Mniej wytrzymałe niż kołnierze szyjkowe do spawania w zastosowaniach wysokociśnieniowych.

Często zadawane pytania

Czy kołnierze nasuwane nadają się do podziemnych systemów kanalizacyjnych?

Kołnierze nasuwane nie są zalecane do podziemnych systemów kanalizacyjnych. Wynika to z wymaganego procesu spawania w takim kontekście. Według ekspertów lepiej jest używać adapterów kołnierzowych. Poszukiwanie innych, bardziej odpowiednich kołnierzy również może się sprawdzić.

Czy przed spawaniem kołnierzy nasuwanych wymagane jest jakieś specjalne przygotowanie powierzchni?

Aby uzyskać lepsze rezultaty, możesz dokładnie oczyścić powierzchnie kołnierzy nasuwanych. Ta praktyka zapewnia, że kołnierz jest wolny od zanieczyszczeń lub zanieczyszczeń przed spawaniem.

Czy kołnierze nasuwane nadają się do systemów parowych?

Możesz użyć kołnierzy nasuwanych do systemów rurociągów parowych. Pamiętaj jednak, że ich przydatność nadal zależy od konkretnych warunków ciśnienia i temperatury. Przed zakupem kołnierzy nasuwanych do systemów parowych najpierw sprawdź wymagania dotyczące zastosowania. Pomocne może być również zapoznanie się z odpowiednimi normami.

Czy kołnierze nasuwane zapewniają szczelne połączenie?

Jeśli zostaną prawidłowo zamontowane i zespawane, kołnierze nasuwane mogą zapewnić bezpieczne połączenie, które minimalizuje ryzyko wycieków.

Odniesienie

Badanie szczelności połączeń kołnierzowych rur typu slip-on poddanych ciśnieniu wewnętrznemu i momentowi zginającemu; Satoshi Nagata, Takashi Kobayashi, Hirokazu Tsuji i Toshiyuki Sawa; 2010 (https://www.researchgate.net/publication/267611972)

Niektóre wyniki badań nad szczelnością i wytrzymałością połączeń kołnierzowych; Georgeta Roman i mIon Durbaca; 2018 (https://www.researchgate.net/publication/368328335)