Typy kołnierzy

Jak już opisano wcześniej, najczęściej używanymi typami kołnierzy ASME B16.5 są: kołnierz do wspawania, nasuwany, do spawania gniazdowego, złącze zakładkowe, kołnierz gwintowany i ślepy. Poniżej znajdziesz krótki opis i definicję każdego typu, uzupełnioną szczegółowym obrazem.

Najpopularniejsze typy kołnierzy

Kołnierz szyjny do spawania

Kołnierze z szyjką spawaną można łatwo rozpoznać po długiej stożkowej piaście, która stopniowo przechodzi w grubość ścianki rury lub kształtki.

Długa, stożkowa piasta zapewnia ważne wzmocnienie do stosowania w różnych zastosowaniach związanych z wysokim ciśnieniem, temperaturami poniżej zera i/lub podwyższonymi temperaturami. Płynne przejście od grubości kołnierza do grubości ścianki rury lub kształtki spowodowane stożkiem jest niezwykle korzystne w warunkach powtarzającego się zginania spowodowanego rozszerzaniem linii lub innymi siłami zmiennymi.

Kołnierze te są wytaczane tak, aby pasowały do ​​wewnętrznej średnicy współpracującej rury lub złączki, dzięki czemu nie będzie ograniczeń przepływu produktu. Zapobiega to turbulencjom na stawie i zmniejsza erozję. Zapewniają również doskonały rozkład naprężeń przez stożkową piastę i można je łatwo poddać badaniu rentgenowskiemu w celu wykrycia wad.

Ten typ kołnierza będzie przyspawany do rury lub kształtki za pomocą pojedynczej spoiny V z pełnym przetopem (spawanie doczołowe).

Kołnierz typu Slip On

Obliczona wytrzymałość kołnierza Slip On pod ciśnieniem wewnętrznym jest rzędu dwóch trzecich wytrzymałości kołnierzy z szyjką spawaną, a ich trwałość zmęczeniowa wynosi około jednej trzeciej tego ostatniego.

Połączenie z rurą odbywa się za pomocą 2 spoin pachwinowych, zarówno na zewnątrz, jak i wewnątrz kołnierza.

Miara X na obrazie wynosi w przybliżeniu:
Grubość ścianki rury + 3 mm.

Przestrzeń ta jest niezbędna, aby podczas spawania nie uszkodzić powierzchni czołowej kołnierza.

Wadą kołnierza jest to, że zawsze najpierw należy zespawać rurę, a dopiero potem dopasować złączkę. Połączenie kołnierza i kolanka lub kołnierza i trójnika nie jest możliwe, ponieważ nazwane złączki nie mają prostego końca, który całkowicie wsuwałby się w kołnierz Slip On.

Kołnierz do spawania z gniazdem

Kołnierze z gniazdem spawanym zostały początkowo opracowane do stosowania w rurociągach wysokociśnieniowych o małych średnicach. Ich wytrzymałość statyczna jest równa kołnierzom Slip On, ale ich wytrzymałość zmęczeniowa jest o 50% większa niż kołnierzy Slip On podwójnie spawanych.

Połączenie z rurą wykonuje się za pomocą 1 spoiny pachwinowej, na zewnątrz kołnierza. Jednak przed spawaniem należy utworzyć przestrzeń pomiędzy kołnierzem lub złączką a rurą.

ASME B31.1 1998 127.3 Przygotowanie do spawania (E) Zespół spoiny gniazdowej mówi:
Podczas montażu złącza przed spawaniem rurę lub rurkę należy włożyć do kielicha na maksymalną głębokość, a następnie wyciągnąć około 1/16 cala (1,6 mm) od styku końca rury z kołnierzem kielicha.

Celem luzu dolnego w spoinie gniazdowej jest zwykle zmniejszenie naprężeń szczątkowych u podstawy spoiny, które mogą wystąpić podczas krzepnięcia metalu spoiny. Obrazek pokazuje miarę X szczeliny dylatacyjnej.

Wadą tego kołnierza jest szczelina, którą należy wykonać. W przypadku produktów korozyjnych, głównie w systemach rurowych ze stali nierdzewnej, pęknięcie pomiędzy rurą a kołnierzem może powodować problemy z korozją. W niektórych procesach ten kołnierz również nie jest dozwolony. Nie jestem specjalistą w tej kwestii, ale w internecie można znaleźć wiele informacji na temat form korozji.

Również w przypadku tego kołnierza liczy się zasada, że ​​zawsze najpierw należy przyspawać rurę, a następnie tylko złączkę.

Kołnierz złącza zakładkowego

Kołnierze z połączeniami zakładkowymi mają te same typowe wymiary, co każdy inny kołnierz wymieniony na tej stronie, jednak nie mają one podwyższonej powierzchni, są używane w połączeniu z „króćcem złącza zakładkowego”.

Kołnierze te są prawie identyczne z kołnierzem Slip On, z wyjątkiem promienia na przecięciu czoła kołnierza i otworu, aby pomieścić kołnierzową część króćca.

Ich zdolność utrzymywania ciśnienia jest niewiele, jeśli w ogóle, lepsza niż w przypadku kołnierzy Slip On, a trwałość zmęczeniowa zespołu wynosi tylko jedną dziesiątą trwałości kołnierzy z szyjką spawaną.

Można je stosować przy każdym ciśnieniu i są dostępne w pełnym zakresie rozmiarów. Kołnierze te ślizgają się po rurze i nie są do niej spawane ani w inny sposób mocowane. Nacisk śrubowy przenoszony jest na uszczelkę poprzez docisk kołnierza do tylnej części zakładki rury (króćca).

Kołnierze łączące zakładkowe mają pewne szczególne zalety:

• Swoboda obracania się wokół rury ułatwia dopasowanie przeciwległych otworów na śruby kołnierza.
• Brak kontaktu z cieczą w rurze często pozwala na zastosowanie niedrogich kołnierzy ze stali węglowej z rurą odporną na korozję.
• W układach, które szybko ulegają erozji lub korozji, kołnierze można odzyskać do ponownego użycia.

Końcówka

Króciec zawsze będzie używany z kołnierzem złącza zakładkowego, jako kołnierz podkładowy.

Te połączenia kołnierzowe są stosowane w zastosowaniach niskociśnieniowych i niekrytycznych i są tanią metodą kołnierzowania.
Na przykład w systemie rur ze stali nierdzewnej można zastosować kołnierze ze stali węglowej, ponieważ nie mają one kontaktu z produktem znajdującym się w rurze.

Króćce są dostępne w prawie wszystkich średnicach rur. Wymiary i tolerancje wymiarowe są określone w normie ASME B.16.9. Lekkie, odporne na korozję końcówki (łączniki) są zdefiniowane w MSS SP43.

Kołnierz gwintowany

Kołnierze gwintowane są stosowane w szczególnych okolicznościach, a ich główną zaletą jest to, że można je przymocować do rury bez spawania. Czasami w połączeniu z połączeniem gwintowym stosuje się również spoinę uszczelniającą.

Chociaż nadal są dostępne w większości rozmiarów i ciśnień, złączki gwintowane są obecnie stosowane prawie wyłącznie w rurach o mniejszych średnicach.

Gwintowany kołnierz lub złączka nie nadaje się do systemu rur o cienkiej grubości ścianki, ponieważ nie jest możliwe nacięcie gwintu na rurze. Zatem należy wybrać grubszą ściankę… co jest grubsze?

Przewodnik po rurociągach ASME B31.3 mówi:
Jeżeli rura stalowa jest gwintowana i jest używana do pary o ciśnieniu powyżej 250 psi lub wody o ciśnieniu powyżej 100 psi przy temperaturze wody powyżej 220°F, rura powinna być bezszwowa i mieć grubość co najmniej równą harmonogramowi 80 normy ASME B36.10.

Kołnierz zaślepiający

Kołnierze zaślepiające są produkowane bez otworu i służą do zaślepiania końców rurociągów, zaworów i otworów zbiorników ciśnieniowych.

Z punktu widzenia ciśnienia wewnętrznego i obciążenia śrub, kołnierze ślepe, szczególnie w większych rozmiarach, są typami kołnierzy najbardziej obciążonymi.

Jednakże większość tych naprężeń ma charakter zginający w pobliżu środka, a ponieważ nie ma standardowej średnicy wewnętrznej, kołnierze te nadają się do zastosowań w wyższych temperaturach ciśnienia.