Z diaľky sa obrovské a dlhé hlavné potrubia (plyn, voda, ropa, para) javia ako pevné a súvislé vedenia. Priblížením sa však stanú nápadnými spoje rúrok, ktoré sú tvorené prírubami. Príruby sú nevyhnutné na zaistenie bezpečnosti potrubí a plnia funkciu spojovacích prvkov.
Čo sú príruby?
Príruba (z nemeckého Flansch) je plochý kus štvorcového, okrúhleho alebo iného tvaru s otvormi pre skrutky a svorníky. Slúži na pevné pripojenie potrubí, potrubných tvaroviek, strojov, prístrojov a kontajnerov, ako aj na spojenie hriadeľov a iných rotujúcich častí. Okrem toho sa príruby používajú pri spájaní jednotlivých malých stavebných konštrukcií do celých obrovských konštrukcií, napríklad priehradových nosníkov alebo trámov, kde sa v uzloch roztiahnutých konštrukcií používajú skrutkové prírubové spoje.
Typy a konštrukcia prírub
Príruby sa líšia svojím tvarom a konštrukciou. Môžu byť:
- Kruhové a štvorcové
- Oceľové ploché zvárané alebo príruby z oceľového goliera
- Zvárané, voľné, odlievané, so závitom
Špeciálne typy prírub sú vyrobené s mierne upraveným dizajnom pre pohodlnejšiu prácu. Na nich sú vyrezané drážky alebo zvarené výstupky. Pre ich výrobu sa vyvíjajú špeciálne výkresy a odlievajú formy. Takýto hardvér sa vyrába na objednávku podnikov.
Konštrukcia prírub podľa noriem GOST
Konštrukcia prírub v súlade s ruskými normami GOST 12820-80 a GOST 12821-80 je regulovaná normou GOST 12815-80 a závisí od pracovného tlaku, pre ktorý je príruba alebo prírubové spojenie navrhnuté. Norma rozlišuje nasledujúce prevedenia:
- Prevedenie 1 - so spojovacou rímsou.
- Prevedenie 2 - s rímsou.
- Prevedenie 3 - s priehlbinou.
- Prevedenie 4 - s tŕňom.
- Prevedenie 5 - s drážkou.
- Prevedenie 6 - na tesnenie šošovky.
- Prevedenie 7 - pre tesnenie oválneho profilu.
- Prevedenie 8 - s hrotom pre fluoroplastické tesnenie.
- Prevedenie 9 - s drážkou pre fluoroplastické tesnenie.
Príruby sa ďalej líšia v typoch: ploché, prírubové príruby, voľné na zváranom krúžku, príruby nádob a prístrojov.
Štandardné veľkosti a geometrické parametre
Presné parametre všetkých štandardných veľkostí prírub, v závislosti od menovitého tlaku, sú uvedené v GOST 12820-80. Hlavné veľkosti sa líšia v nasledujúcich rozsahoch:
- Vnútorný priemer otvoru: od 10 mm do 1000 mm.
- Vonkajší priemer: od 75 mm do 1175 mm.
- Najväčšia hrúbka: od 8 mm do 25 mm.
- Menovitá hmotnosť: od 0,25 kg do 52,58 kg.
Dôležitým parametrom, ktorý určuje geometriu, je menovitý otvor výrobkov, označený písmenami "DN" s indikátormi od 10 do 200. Tento parameter automaticky priradí k prírube všetky ďalšie rozmery. Napríklad pre model DN 50 bude výška odsadenia 57-59 mm; pre DN 80, toto číslo je 89-91 mm, a pre DN 100 - 108-110 mm. Prvý údaj označuje vnútorný priemer potrubia alebo odbočnej rúrky a druhý označuje vonkajší priemer.
Hmotnosť príruby závisí od jej objemu, veľkosti, výšky, geometrie a materiálu výroby. Napríklad príruba podľa GOST 12820-80 s DN 100 plochého typu má hmotnosť 2,85 kg, zatiaľ čo príruba rovnakého priemeru, ale golierového typu podľa GOST 12821-80, má hmotnosť 4,4 kg, čo znamená, že príruby goliera sú ťažšie ako ploché kusy.
Výroba prírub
Na výrobu prírub sa používajú rôzne druhy ocele, ako napríklad: 13XFA, 20 / 09G2S, 12X18H10T, 15X5 M a ďalšie. Môžu byť vyrobené z bežnej ocele alebo nehrdzavejúcej ocele. Použité výrobné technológie sú rôznorodé:
- Kovanie
- Lisovanie v uzavretých matriciach (produktívna metóda umožňujúca výrobu prírub do DN 700 PN 2,5 MPa).
- Odstredivé liatie elektroslagom (TsEShL) (používa sa pre príruby väčších priemerov).
- Výroba z valcovaných krúžkov (výkovkov) (používa sa pre príruby väčších priemerov).
- Plazmové (laserové alebo plynové) rezanie z plechu (umožňuje znížiť výrobné náklady, najmä pri výrobe plochých prírub s priemerom do DN 2200, po ktorom nasleduje ohrev a valcovanie. Pre túto metódu je povinná ultrazvuková detekcia chýb zváraných švov).
Pre každú metódu sa používa špeciálne zariadenie a formy. Výrobcovia starostlivo kontrolujú kvalitu svojich výrobkov. Zamestnanci oddelenia kontroly kvality vykonávajú špeciálne testy na pevnosť a spoľahlivosť, ako aj testy na odolnosť proti vlhkosti.
Prevádzkový tlak a jeho vplyv
Prevádzkový tlak je tlak, s ktorým sa kvapalina (plyn, para atď.) prepravuje cez systém. Čím vyšší je prevádzkový tlak v systéme, tým vyššie pevnostné charakteristiky musia mať zvolené komponenty. Požadované pevnostné charakteristiky spojovacích materiálov sú zabezpečené správnym výberom materiálu, režimami tepelného spracovania a inými faktormi.
Ruské normy regulujú tlak média v potrubiach a spojovacích častiach, ako aj na spojovacích prírubách armatúr, spojovacích častiach strojov, odbočných potrubiach prístrojov a nádrže na menovitý tlak Py od 0,1 do 20,0 MPa (od 1 do 200 kgf/cm²).
Každá tlaková trieda (napr. PN 150, PN 300) má vlastný počet skrutiek, ich priemer aj rozostup. Napríklad modely s tlakovou triedou 150 a 300 budú mať výšku výstupku 1,6 mm; modely s tlakovou triedou 400, 600, 900, 1500 a 2000 majú výšku ramien 6,4 mm. Tieto rozmery sa môžu uvádzať aj v palcoch, kde 1,6 mm zodpovedá 1/16 palca a 6,4 mm ¼ palca.
Typické klasifikácie a vlastnosti prírub
V Rusku sa používajú 3 hlavné typy spojovacích prírub potrubí, ktoré sa štrukturálne líšia a ich parametre sú nastavené normami GOST:
- GOST 12820-80: Používa sa pre ploché zvárané diely. Prvok sa "nasadí" na rúrku s následnými spojovacími prvkami na zváranie. Spojenie sa vykonáva dvoma zváracími švami. Inštalácia je náročnejšia, ale poskytuje obzvlášť spoľahlivé ukotvenie.
- GOST 12821-80: Používa sa na štandardizáciu dielov zváraných na tupo (príruba goliera). Pri montáži sa koniec potrubia a manžeta hlavnej časti spoja jedným zvarom.
- GOST 12822-80: Používa sa pre voľné časti na krúžku. Súčasťou balenia je ďalší prvok - krúžok. Dizajn sa vyznačuje ľahkou inštaláciou, efektívne sa využíva na ťažko dostupných miestach a pri potrebe častejších opráv. Zvára sa len krúžok s voľným umiestnením príruby.
Menej často sa používajú normy pre závitové príruby, izolačné typy pre podmorské potrubia a iné, ktoré majú špecifický účel.
Vlastnosti a parametre pre každý typ prírub sú definované normami GOST, vrátane:
- Podmienené povolenie (DU): Meria sa v milimetroch a označuje rozdiel v priemeroch medzi tvarovkou a potrubím. Pre objímkové typy spojovacích častí je tento parameter irelevantný.
- Rad otvorov: Parameter nastavuje rozdiel v rozmeroch medzi spojovacími otvormi.
- Podmienečný tlak (PN): Indikátor vyjadruje maximálny povolený tlak, ktorý spojenie vydrží bez netesností a poškodenia. Parameter je ovplyvnený typom dielu, materiálom, priemerom a šírkou dosadacej plochy.
- Pracovná teplota: Tento parameter je potrebný na určenie limitnej hodnoty tlaku. Pri prechode vysokoteplotného média potrubím sa berie do úvahy fyzická závislosť indikátorov tlaku a teploty. S rastúcou prevádzkovou teplotou sa možnosti prírubového spojenia znižujú.
Špeciálne typy prírub
Prechodové príruby
V súvislosti s prechodom mnohých podnikov na zariadenia vyrábané podľa amerických a nemeckých noriem (ANSI/ASME, DIN/EN) sú potrebné neštandardné "prechodové" príruby. Na nich je spojovacia plocha vyrobená podľa dovoznej normy a "golierová" (spodná) časť príruby podľa GOST (pre ruské veľkosti potrubí).
Izolačné prírubové spoje (IFS)
Izolačný prírubový spoj je konštrukcia používaná v potrubiach na ochranu pred bludnými prúdmi, ktoré spôsobujú elektrochemickú koróziu. Tieto spoje sa skladajú z troch prírub, medzi ktorými je paronitové tesnenie PON-B. Príruby sú spojené pomocou čapov, ktoré sú izolované od príruby fluoroplastickými vložkami. Konštrukcia obsahuje aj tri skrutky na pripojenie elektrických nástrojov. IFS sa inštalujú na odbočkách, v blízkosti zdrojov bludných prúdov, pri spájaní častí z rôznych kovov, na odpojenie izolovaného potrubia od nebezpečných stavieb, pri vstupe/výstupe z územia dodávateľa/spotrebiteľa a na zvislých zvýšených úsekoch distribučných miest plynu.
Prírubové aplikácie
Príruby sa používajú v pároch (súpravách) a sú životne dôležité v rôznych komunikačných systémoch:
- Systémy bytového a komunálneho hospodárstva
- Ropný a chemický priemysel
- Palivový a plynárenský priemysel
- Systémy meracích prístrojov
Rôzne technológie a materiály umožňujú úspešnú prevádzku aj systémov, ktoré prepravujú agresívne médiá pod vysokým tlakom.
Pri inštalácii potrubí sa disky zvyčajne vyrábajú z rovnakého materiálu ako hlavné prvky, aby sa zabezpečilo rovnomerné zaťaženie. Pre oceľové rúry je možné použiť príruby z liatiny, hliníka, mosadze, bronzu, ale najčastejšie sa používa uhlíková oceľ ako lacný, ľahko spracovateľný a praktický materiál.
Všeobecné požiadavky na opravy
Opravy alebo iné práce na odnímateľných spojoch zariadení a potrubí pod tlakom nie sú povolené, s výnimkou špeciálnych operácií. Pri opravách súvisiacich s dekompresiou je potrebné prijať opatrenia na vylúčenie kontaminácie vnútorných dutín.
Tesnenie odnímateľných spojov by sa malo vykonávať v súlade s výrobnými pokynmi pomocou špeciálneho nástroja. Po demontáži sa tesniace plochy (zrkadlá) príruby očistia až po kovový lesk. Po demontáži je nevyhnutné vymeniť tesnenie.
Jednotlivé hlboké chyby na zrkadle príruby sa eliminujú elektrickým zváraním. Zvárané miesta sa očistia a rozomelú.