Co to jest zawór kołnierzowy?

Zawór kołnierzowy to szczególny rodzaj zaworu, w którym wypukła powierzchnia, zwykle w kształcie wargi lub pierścienia na końcu złączki zaworu, jest dopasowana do rowka na powierzchni czołowej, do której jest przymocowany. Zapewnia to zwiększoną wytrzymałość połączenia zaworu w rurociągach o dużej wytrzymałości, takich jak te stosowane w przemyśle chemicznym i naftowym. Wizualne ilustracje tego, jak wygląda kołnierz, można powszechnie zobaczyć na kołach wagonów kolejowych lub miejskich tramwajów, gdzie stalowa krawędź lub kołnierz koła pasuje do rowka na torze, po którym biegnie. Rozmiary kołnierzy i połączenia są wykonane tak, aby były zgodne z jedną z kilku dominujących norm, w tym z Normą Brytyjską (BS) przyjętą z Normy Europejskiej (EN) 1092 w czerwcu 2007 r., do której jest również standard Amerykańskiego Stowarzyszenia Inżynierów Mechaników (ASME) jest zgodny. Zawór kołnierzowy może być również wykonany zgodnie z podobnymi specyfikacjami American National Standards Institute (ANSI) powszechnie stosowanymi w USA.

Typy kołnierzy szeroko stosowane w warunkach przemysłowych zwykle mają jeden z pięciu dominujących kształtów, w tym męski i żeński (M&F), podniesioną twarz (RF), połączenie typu pierścieniowego (RTJ), płaską powierzchnię (FF) i język- projekty i rowki (T&G). Istnieje również kilka głównych typów modeli zaworów kołnierzowych, które wykorzystują te kształty kołnierzy, w tym zawory kulowe, zawory motylkowe, zawory zwrotne i zasuwy/zasuwy. Złączki kołnierzowe są również wykonane z jednego z czterech podstawowych metali, w tym stali, żeliwa, aluminium lub miedzi. Głównym celem połączenia kołnierzowego w każdej konstrukcji zaworu kołnierzowego jest zwiększenie pola powierzchni współpracujących powierzchni, co zwiększa wytrzymałość na rozciąganie materiału tworzącego połączenie. Zarówno wewnętrzna, jak i zewnętrzna średnica powierzchni kołnierza są dokładnie mierzone, aby zmierzyć tę wytrzymałość i ocenić zawór.

System kołnierzy RF jest uważany za najbardziej rozpowszechniony model, w którym pierścień jest uniesiony ponad płaską okrągłą powierzchnię płyty łączącej, która jest przykręcona w linii na szeregu rur. Rozmiary kołnierzy w projekcie RF są wprost proporcjonalne do ciśnienia, które ma wytrzymać złącze kołnierzowe, na przykład model kołnierza ASME B16.5 ma wysokość kołnierza 1.6 milimetra (0.063 lub 1/16 cala) , który może wytrzymać ciśnienie objętościowe do 136 kilogramów (300 funtów). Wyżej wystający kołnierz RF 6.4 milimetra (0.25 cala) jest przystosowany do obsługi poziomu ciśnienia do 1,134 kilogramów (2,500 funtów). Instalacja zaworu kołnierzowego RF obejmuje również spiralnie zwiniętą uszczelkę ze stali nierdzewnej, która jest umieszczana we wnętrzu rury, gdzie zawór kołnierzowy łączy się z rowkowanym złączem na przeciwległym łączniku. Uszczelka ta jest nawinięta razem z grafitem i taśmą teflonową, co wzmacnia wytrzymałość połączenia kołnierzowego zaworu i ogólnie połączenia rurowego.

Inne typy kołnierzy są używane do bardzo specyficznych celów. Zawór kołnierzowy FF ma płaską powierzchnię czołową wykonaną z mniej elastycznego, ale trwałego materiału, zwykle żeliwa. Kołnierze FF, takie jak ASME B31.1, muszą być indywidualnie dopasowane do okładzin wykonanych ze stali węglowej i połączeń, w przeciwnym razie kruchy charakter kołnierza żelaznego może pęknąć.

Konstrukcje kołnierzy typu pierścieniowego należą do najbardziej skomplikowanych iw niektórych przypadkach stosuje się pierścienie uszczelniające lub uszczelki wykonane ze stali, które uniemożliwiają rzeczywisty fizyczny kontakt kołnierza ze złączem. Zepsuty zawór kołnierzowy może łatwo wystąpić, jeśli technik zmiażdży uszczelkę podczas dokręcania połączenia, ponieważ niektóre kołnierze RTJ mają stykać się z przeciwną powierzchnią, a inne nie. Konstrukcja RTJ jest wykorzystywana głównie w aplikacjach o wysokim ciśnieniu i podwyższonej temperaturze.

Chociaż konstrukcje kołnierzy często wyglądają bardzo podobnie, a kołnierz ANSI może bardzo przypominać kołnierz ASME po oględzinach, nie wolno ich mieszać i dopasowywać. Jeśli złączki kołnierzowe zaprojektowane przez RTJ-, T&G- lub F&M zostaną skręcone razem, powierzchnie styku nie będą dokładnie dopasowane i zawór ulegnie awarii. Od 2011 r. nie istnieją również uszczelki, które mają różne ustawienia kołnierzy z każdej strony, takie jak F&M z jednej i RTJ z drugiej, więc niebezpieczne wycieki mogą wystąpić również z niedziałających uszczelek w wadliwym zespole.