Ключевое руководство по выбору типов концевых соединений клапанов для промышленности

В основе каждой системы управления потоком лежит клапан, и метод, с помощью которого клапаны соединяются с трубопроводными системами, критически влияет на безопасность, надежность и эффективность обслуживания. С учетом множества доступных вариантов концевых соединений клапанов, инженеры часто сталкиваются с проблемами выбора. В этом анализе рассматриваются характеристики, преимущества и ограничения различных методов соединения клапанов, а также предоставляются практические рекомендации по выбору.

Выбор подходящего соединения клапана требует тщательной оценки нескольких технических соображений:

• Рейтинг давления: Основной фактор выбора. Различные соединения демонстрируют разные допуски по давлению, требующие проверки того, что выбранный метод может выдерживать максимальное давление в системе с достаточным запасом прочности. Системы высокого давления обычно требуют сварных или фланцевых соединений, в то время как резьбовые варианты подходят для применений с более низким давлением.
• Предотвращение утечек: Эффективное уплотнение остается первостепенным. Сварные соединения обеспечивают превосходное уплотнение, но влекут за собой более высокие затраты на установку. Резьбовые и компрессионные фитинги требуют герметиков или прокладок для надлежащего удержания жидкости.
• Эффективность установки: Резьбовые и компрессионные соединения обеспечивают более быструю установку по сравнению со сварными альтернативами, требующими специализированного оборудования. Системы, требующие частого обслуживания, могут выиграть от фланцевых или хомутных соединений.
• Механическая стабильность: Жесткость соединения напрямую влияет на стабильность системы. Сварные и фланцевые соединения обеспечивают превосходное крепление по сравнению с резьбовыми соединениями, часто требующими дополнительной опоры.
• Доступность обслуживания: Как компоненты, подверженные износу, клапаны требуют периодического обслуживания. Легко отсоединяемые соединения (фланцевые, хомутные) минимизируют время простоя и затраты на обслуживание.
• Управление запасами: Стандартизация типов соединений в системах упрощает управление запасами и снижает сложность закупок без ущерба для производительности.
• Соответствие нормативным требованиям: Отраслевые стандарты (ANSI, ASME, DIN) предписывают конкретные спецификации соединений для обеспечения безопасности системы и соблюдения нормативных требований.
• Ограничения по весу/размерам: Аэрокосмические и мобильные приложения отдают приоритет легким, компактным соединениям для соответствия строгим ограничениям по весу.
• Соображения стоимости: Общий анализ затрат должен охватывать материалы, установку и расходы на обслуживание в течение всего срока службы при соблюдении технических требований.

Резьбовые соединения обеспечивают компактные, легко устанавливаемые решения, при этом клапаны обычно имеют внутреннюю резьбу, соединяющуюся с наружной резьбой трубы. Специальные конструкции могут включать наружную резьбу или смешанные конфигурации. Стандартизированные спецификации резьбы обеспечивают совместимость:

• NPT (Национальная коническая резьба для труб): Американский стандарт конической резьбы, полагающийся на деформацию резьбы для уплотнения, требующий ленты для труб или герметика для обеспечения герметичности жидкости. Определяется стандартом ANSI/ASME B1.20.1 в диапазоне от 1/16" до 24", хотя размеры, превышающие 4", обычно используют фланцы.
• BSPT (Британская стандартная коническая резьба для труб): Аналогично NPT, но с углом резьбы 55° против 60° у NPT. Хотя наружная резьба NPT может механически соединяться с внутренней резьбой BSPT, угловое несоответствие препятствует надежному уплотнению.
• BSPP (Британская стандартная параллельная резьба для труб): Прямая резьба, требующая уплотнительных колец или прокладок для уплотнения за счет сжатия, а не деформации резьбы.

• Раструбная сварка: Имеет порты клапана, немного большие, чем наружный диаметр трубы, со сваркой, выполняемой по периметру раструба. Распространено для трубопроводов до 2 дюймов, обеспечивает надежное уплотнение. Некоторые клапаны включают теплоотводы для защиты внутренних компонентов во время сварки.
• Стыковая сварка: Требует соответствия диаметров трубы и клапана со скошенными краями, образующими V-образный паз для сварки. Обеспечивает надежное уплотнение для систем малого диаметра с аналогичными соображениями тепловой защиты.
• Пайка твердым припоем: Распространена в бытовой сантехнике, этот метод нагревает раструбы клапанов, одновременно нанося присадочный металл, который капиллярно действует вокруг соединения. Создает прочные соединения, устойчивые к гидроударам и термическим циклам.
• Клеевое соединение растворителем: Используется с системами из ПВХ/ХПВХ, где клей химически сплавляет компоненты в постоянные узлы. Требует поворота на четверть оборота во время вставки для оптимального склеивания.

Фланцы обеспечивают обслуживаемые соединения в соответствии с отраслевыми стандартами, такими как ANSI/ASME B16.5 (США) и DIN EN 1092-1/ISO 7005 (Европа):

• ANSI/ASME B16.5: Классифицирует фланцы по номинальному давлению (150# to 2500#) с кругами болтов размером от 1/2" до 24". Распространенные типы поверхностей включают приподнятую поверхность (RF) с выступающими уплотнительными поверхностями.
• Стандарты DIN/ISO: Используют обозначения DN (диаметр в мм) и PN (давление в барах) в диапазоне DN10-DN2000 и PN2.5-PN100.
• Конструкция с проушинами: Имеет резьбовые отверстия для проушин, принимающие болты от противоположных фланцев, подходит для тупиковых служб.
• Конструкция с пластиной: Распространена для дисковых затворов, зажатых между фланцами с использованием сквозных болтов без резьбового соединения.
• Tri-Clamp: Гигиенические соединения с использованием шарнирных зажимов, сжимающих прокладки между канавками фланцев, с вариантами, включающими одно/двухшарнирные конструкции.
• SAE J518: Стандарт гидравлических фланцев с разъемными или цельными конструкциями с канавками для уплотнительных колец, классифицируемыми как Code 61 (3000psi) или Code 62 (6000psi).

• Традиционное сжатие: Использует наконечник(и) и компрессионные гайки, которые деформируются относительно трубы и корпуса клапана при затяжке, распространены в бытовых водопроводах.
• Push-to-Connect (Соединение нажатием): Обеспечивает сборку без инструментов с помощью внутренних уплотнительных колец и стопорных колец, которые закрепляют трубы, позволяя отсоединять размыкающее кольцо.
• Шланги с зазубринами: Простые соединения низкого давления, где растянутый шланг захватывает зазубрины клапана, при необходимости усиленные хомутами.

Включают резьбовые гайки, которые соединяют концы клапанов с патрубками труб (сварными, клееными или резьбовыми), муфты облегчают снятие клапана для обслуживания, не нарушая трубопровод.

Имеет плоские монтажные поверхности с утопленными уплотнительными кольцами, которые уплотняются относительно портов коллектора при завинчивании. Распространено в пневматических системах, таких как установки электромагнитных клапанов NAMUR.