Критерии выбора соединений в гидравлических системах

В гидравлических системах для транспортировки потоков жидкости используют трубо- и шлангопроводы. Для увеличения эффективности работы оборудования сегодня обращают большое внимание на технику соединений компонентов системы, которая должна отвечать современным требованиям. Из-за особенностей работы быстродействующих производственных машин увеличивается нагрузка на трубопроводы. К дефектам гидравлических соединений относят поломку трубопровода и утечку, тогда как потери рабочей жидкости допускать нельзя, равно как и загрязнение маслом окружающей среды. Одновременно с этим предъявляется требования и к эффективности работы гидравлической системы. Важно и чтобы использовались усовершенствованные системы соединения – каждый элемент трубопровода должен соответствовать цели применения, тогда оборудование с большей вероятностью не выйдет из строя.

Критерии подбора компонентов резьбовых соединений

Рекомендуется выбирать более дешевые жесткие трубопроводы, которые при должных рабочих условиях способны отслужить весь срок эксплуатации. Подходящие компоненты резьбовых соединений подбирают по нескольким параметрам.

Параметр №1 – воздействие коррозии

Это главный фактор, который имеет значение при выборе материала и способа обработки поверхности компонентов. Рекомендуется использовать нержавеющую сталь вне зависимости от того, какая рабочая жидкость используется. Однако такие трубы дорогостоящи, потому их применение должно быть оправдано – в случае недостаточности устойчивости к коррозии трубопроводов, которые оцинкованы гальваническим методом.  Цинковые покрытия в достаточной мере защищают от коррозии, потому известные производители предлагают компоненты только с цинковым покрытием поверхности. Иногда оправдано сочетание нержавейки с деталями из оцинкованной и нержавеющей стали. А вот медные и латунные трубы на сегодняшний день уже почти не используют. Что касается пластмасс, то они слишком дорогие и не подходят для гидросистем высокого давления. 

Параметр №2 – совместимость со средой

Гидравлическая среда оказывает воздействие на трубные соединения. Если рассматривать стальные трубы и такие же соединения, то им не повредит практически ни одна рабочая жидкость. Что касается нержавейки, то сфера ее применения ограничивается использованием в установках для осветления воды. Иногда для трубопроводов сжатого воздуха используют элементы резьбовых соединений из латуни, но на сегодняшний день в этом нет потребности. Выдерживать работу с агрессивными жидкостями смогут трубы из нержавеющей стали. Причем проводя проверку совместимости со средой нужно обязательно проверять и уплотнительный материал. Как правило, лучшим материалом является эластомеры – такие уплотнения обеспечивают герметичность и просты в монтаже.

Параметр №3 – термические нагрузки

Как правило, эксплуатация стальных трубопроводов с уплотнителями из NBR, которые применяются в машиностроении, может осуществляться при температуре до 100 градусов, а также при кратковременном повышении этого показателя. Если используются уплотнения из FPM, то рабочая температура повышается до 200 градусов. Работа в экстремальных условиях и под воздействием агрессивной среды предполагает выбор в пользу труб из нержавейки с уплотнениями из металла.

Параметр №4 – тип трубопровода

Трубопроводы могут работать с разными видами нагрузки. Чтобы правильно подобрать резьбовое соединение нужно знать соотношение скорости потока и давления в конкретном трубопроводе. К напорным предъявляется требование к длительному сохранению герметичности, в том числе под воздействием мощных импульсов давления. Всасывающие трубопроводы, у которых нет экстремальных скоростей потока, во избежание явлений кавитации на насосе должны сохранять герметичность.

Параметр №5 – скорость потока

От скорости потока зависит то, какое сечение будет иметь труба, и какое резьбовое соединение. Для разных видов трубопроводов установлены разные примерные значения – так для всасывающих это 1 м/с, для обратных 2-4 м/с и для напорных 3-5 м/с. Значения названы примерными, поскольку в гидравлической системе высокого давления, где скорость потока очень мощная, отклонения могут достигать и превышать 10 м/с. Высокая скорость вызывает большие потери давления и выработке тепла, а под воздействием высоких температур быстрее изнашиваются элементы трубопровода. Если же делать сечения большими, то это повысит стоимость системы. Во избежание потерь давления соблюдают определенные конструктивные особенности трубопроводов.

Параметр №6 – нагрузка давлением

Наиболее важный параметр, на основе которого выбирают компоненты трубопровода – номинальное давление. Номинальное давление всех компонентов должно быть выше рабочего давления установки в любом рабочем состоянии. При эксплуатации системы в условиях высоких температур могут быть сбросы давления, однако эти случаи редки. Для латунных резьбовых соединений значение номинального давления снижается на 35% по сравнению с компонентами из стали. В целом же коэффициенты прочности берут завышенными, чтобы система не утратила работоспособность даже при отклонении параметров рабочих состояний и в других случаях.

Параметр №7 – условия использования системы

Для многолетней бесперебойной работы в условиях экстремальной мощности и больших нагрузок нужно чтобы не нарушалась герметичность – для этого выбирают надежные соединения, которые не потребуют замены или регулировки. В местах соединения рекомендуется использовать эластомерные уплотнения, их монтаж должен быть выполнен безупречно. Однако это влечет за собой удорожание самой системы и дополнительные трудозатраты при монтаже.

За исключением экстремальных случаев правильным решением будет выбор резьбовых соединений не тяжелого, а легкого конструктивного ряда. Если правильно выполнить монтажные работы, предварительно правильно определив параметры системы, то результатом станет ее высокая функциональная надежность.

Параметр №8 – условия на месте применения

Иногда для эксплуатации системы требуются специальные разрешения, есть даже случае, когда работа не начинается без получения индивидуальных свидетельств о том, что каждое резьбовое соединение прошло надлежащие испытания с получением соответствующей документации. Это может расцениваться как дополнительная затратная по времени и силам нагрузка, однако она позволяет предотвратить последующие возможные неисправности системы. Также нужно учитывать наличие ограничений в отношении техники безопасности для некоторых методов соединений.

Параметр №9 – задания заказчика

Профессионалы нередко предъявляют дополнительные требования к системе, выходящие за рамки принятых стандартов – это может быть требование использовать определенные материалы или особый метод обработки поверхности. Это делается для того, чтобы сделать устройство более надежным в работе и упростить его обслуживание. Если речь идет о комплексной установке, которую нужно собирать непосредственно на месте, то не лишним будет ознакомиться с местными условиями.

Выбор параметров трубопроводов

Подытоживая вышенаписанное, отметим, какие факторы влияют на параметры трубопроводов.

• от коррозионного воздействия зависит материал самой трубы, резьбового соединения;
• от среды – материал трубы, элементов резьбового соединения и уплотнения;
• от режима эксплуатации трубопровода – система резьбового соединения, тип уплотнения, толщина стенок трубопровода;
• от скорости потока – внутренний диаметр трубы, тип соединения (с возможностью регулировать направление);
• от нагрузки давлением – тип резьбового соединения, тип соединения (с возможностью регулировать направление), толщина стенок, ввертная резьба;
• от условий эксплуатации – техника монтажа, толщина стенок, способ крепления трубы и ее прокладки.

Напоследок дадим полезные рекомендации как выбрать подходящие трубные резьбовые соединения:

• отслеживать все новые стандарты и предписания, чтобы работать согласно им;
• отслеживать актуальную информацию из каталогов производителей элементов резьбовых соединений и использовать их опыт технического применения даннй продукции;
• ориентироваться на технические требования заказчика;
• использовать те резьбовые соединения, для которых есть запчасти и необходимое монтажное оборудование на месте у заказчика.