1. Рекомендации по выбору торцевого соединения клапана
После того, как размер клапана определен, но прежде, чем его можно будет выбрать, необходимо указать концевые соединения клапана.
Тип торцевого соединения для конкретного клапана следует выбирать с учетом номинальных значений давления / температуры, материалов, частоты сборки и разборки. Кроме того, концевые соединения на клапанах должны соответствовать конструкции и спецификациям трубопровода, при этом необходимо учитывать усилия трубопровода, которые будут действовать на корпус клапана. Назначение торцевых соединений - обеспечить жесткость и отсутствие утечек в трубных соединениях клапана.
Существует три распространенных метода подключения арматуры к трубопроводам и арматуре: фланцевое, резьбовое и торцевое под приварку.
Для общего обслуживания выбор торцевого соединения клапана - это простой вопрос, доступен ли выбранный тип торцевого соединения для требуемого типа клапана. Но при выборе требовательных услуг необходимо учитывать все вышеперечисленные факторы и некоторые другие, специфичные для определенных приложений. Это может означать рассмотрение таких факторов, как эрозия, коррозия, токсичность, загрязнение, опасность пожара, опасность для здоровья человека и т. Д. Такие требования могут возникать из-за особых эксплуатационных требований для определенного применения клапана и, таким образом, могут значительно повысить цену клапана.
Торцевые соединения на клапанах обычно указываются инженером-проектировщиком трубопроводов, и предпочтительно, чтобы они соответствовали проектным спецификациям трубопроводов. Однако проектировщик трубопровода не определяет силы, создаваемые в трубопроводе действием клапана, и должен быть проинформирован об этом инженером клапана. Затем можно выбрать правильные торцевые соединения клапана в соответствии с прочностью, необходимой для выдерживания напряжения уплотнения прокладки во всех рабочих условиях, и степенью герметичности уплотнения прокладки с учетом:
2. Фланцевое соединение.
Тип фланцевого соединения - это самые простые соединения для установки или снятия с трубопровода. Возможно, это наиболее часто используемые торцевые соединения в настоящее время.
Обычно они доступны в размерах от 1/2 дюйма (DN15) и выше. Важный момент, который следует упомянуть об этих типах торцевых соединений, заключается в том, что они крепятся болтами, количество которых варьируется от 4 до 8, до 12 и 16 для большего номинального размера. По этой причине для этого типа соединения требуется меньший момент затяжки, чем для резьбового концевого соединения. Следовательно, фланцевые торцевые соединения можно эффективно использовать для различных типов клапанов. Поскольку они прикреплены к фланцам трубы, их сборка или разборка выполняется быстро и легко.
Для обеспечения плотного уплотнения между обработанными поверхностями фланцев обычно устанавливается прокладка. Тип прокладки может быть неметаллическим, металлическим или комбинацией неметаллических / металлических материалов, в зависимости от условий эксплуатации и типа фланца.
На сегодняшний день наиболее широко используются несколько типов фланцев: фланец с выступом - RF, фланец с плоским торцом - FF, фланец с кольцевым соединением - RTJ.
2.1 Фланец с выступом - RF
Наиболее распространенным типом, используемым на технологических установках, являются фланцы с выступом. Этот фланец является предпочтительным, поскольку его выступающая прокладка располагается над поверхностью круга для болтовых соединений, как показано на Рисунке 2. Эта конструкция позволяет использовать широкую комбинацию конструкций прокладок, включая типы плоских кольцевых листов и металлические композиты, такие как спирально-навитые и типы с двойной оболочкой.
Цель конструкции фланца RF состоит в том, чтобы сконцентрировать большее давление на меньшей площади прокладки и, таким образом, повысить способность соединения удерживать давление.
2.2 Плоская поверхность - FF
Плоская поверхность - фланец FF (рис. 3) имеет поверхность прокладки, которая находится в той же плоскости, что и поверхность круга болтового соединения. Применения, использующие фланцы с плоской поверхностью, часто представляют собой те, в которых ответный фланец или фланцевое соединение изготавливается из отливки (например, клапаны из бронзы или железа). Кроме того, согласно ASME B31.1, при соединении фланцев из чугуна с плоской поверхностью с фланцами из углеродистой стали необходимо удалить выступ на фланце из углеродистой стали, и требуется полнопрофильная прокладка.
В целом важно отметить, что ни один из этих трех наиболее широко используемых типов фланцев не является взаимозаменяемым между типами.
2.3 Соединение кольцевого типа - RTJ
Соединение кольцевого типа также может иметь приподнятую поверхность прокладки с той разницей, что на этой поверхности обработана кольцевая канавка. В эту канавку поместится стальная кольцевая прокладка для стыковки фланца.
Фланцы RTJ используются в системах с высоким давлением, обычно для # 600 и выше и / или при высоких температурах выше 800 ° F. В качестве прокладки широко используется кольцо типа R, которое производится в соответствии со стандартом ASME B16.20 и используется с фланцами ASME B16.5. Прокладки типа R (рис. 5) в основном имеют овальную форму, но бывают и восьмиугольные.
3 Винтовое соединение
Большинство клапанов с резьбовыми концевыми соединениями производятся с внутренней трубной резьбой, хотя для некоторых специальных целей они могут поставляться с другими типами резьбовых соединений.
Резьбовые торцевые соединения в основном используются в небольших клапанах, они более экономичны, чем фланцевые. Он широко используется для клапанов из бронзы / латуни и, в меньшей степени, для клапанов из железа и стали. Обычно указывается коническая внутренняя резьба NPT (или, альтернативно, как BSPT, которая немного отличается по углу конуса 55 ° вместо 60 °, как для NPT) на корпусе клапана.
В то время как NPT обеспечивает соединение «конус к конусу», герметичное соединение выполняется на резьбе, есть резьба NPS, которая выполняется в виде параллельно-параллельных соединений. Для соединения NPS герметичное соединение выполняется путем прижатия втулки или прокладки к торцу клапана.
Тип винтового соединения обычно ограничивается клапанами не более 2" (в редких случаях до 6 ГГ), не рекомендуется для эксплуатации при повышенных температурах. Техническое обслуживание клапана может быть затруднено из-за резьбовых торцевых соединений, если необходимо снять корпус с трубопровода, поскольку клапан нельзя снять без разрыва фланцевого или муфтового соединения, чтобы можно было отвинтить корпус клапана от трубопровода.
4 Торцевое соединение под приварку
Сварные концы клапанов герметичны при всех давлениях и температурах, таких как давление / температура материала клапана, и обычно используются для клапанов с большим диаметром. Концы под приварку бывают двух видов сварки муфтами - SW и стыковой сварки - BW.
4.1 Конец под сварку внахлест - SW
Концы SW (как показано на рисунке 7) подготавливаются путем просверливания на каждом конце клапана гнезда с внутренним диаметром, немного большим, чем внешний диаметр трубы. Труба входит в раструб, где она упирается в заплечик, а затем присоединяется к клапану с помощью углового шва. Концы SW заданного размера имеют одинаковые размеры независимо от спецификации труб.
4.2 Конец под сварку встык - BW
Концы BW подготавливаются путем снятия фаски с каждого конца клапана, чтобы он соответствовал аналогичной фаске на трубе. Затем два конца стыкуются с трубопроводом и соединяются сварным швом с полным проплавлением. Этот тип соединения используется на всех типах клапанов, и подготовка концов должна быть разной для каждой спецификации трубы.
Концы под сварку встык используются только на стальных клапанах, обычно в размерах 2" и выше для применений с более высоким давлением / температурой в трубопроводах, которые не требуют частого демонтажа.
В общем, приварные концевые клапаны сложнее снять с линии, и они, очевидно, ограничиваются подвижными материалами, поэтому их первоначальная стоимость более экономична, чем в других типах соединений.