Tytanowy kołnierz z połączeniem zakładkowym do rurociągów lotniczych

Tytanowy łącznik z zakładką do rurociągów lotniczych

Łącznik z zakładką składa się z dwóch części pełniących dwie funkcje. Końcówka spawana jest do rury i stanowi powierzchnię uszczelniającą oraz granicę ciśnienia; pierścień oporowy znajduje się za nią, przenosi obciążenie śrubowe i może być obracany, aż otwory się zrównają. W instalacji lotniczej lub naziemnej ta pojedyncza cecha oszczędza godziny, ponieważ złącze ukryte za wspornikiem można wyrównać, obracając pierścień zamiast naciskać na rurę. Otwiera również wybór materiału, którego nie mają czyste tytanowe łączniki: pierścień nie jest zwilżany, więc może być tańszej klasy lub innego stopu, podczas gdy zwilżana część pozostaje tytanowa.

Dwie części i ich zadania

Ponieważ pierścień nigdy nie styka się z medium procesowym, granicą ciśnienia jest sama końcówka. Dlatego zespół z zakładką może być oceniany na tę samą klasę co szyjka spawana, używając cieńszego, lżejszego pierścienia, i dlatego pierścień można wymienić bez cięcia rury, jeśli gwint lub otwór ulegnie uszkodzeniu.

Porównanie z innymi złączami

Porównanie nie dotyczy tego, które złącze jest najsilniejsze w abstrakcji. Złącze z zakładką wybiera się, gdy zespół musi być rozbierany, lub gdy otwory na śruby nie mogą być zagwarantowane jako zrównane w warsztacie. Szyjka spawana wybierana jest, gdy złącze będzie wykonane raz i nigdy nie będzie otwierane. Większość naziemnych systemów lotniczych zawiera oba, ponieważ linia jest montowana modułowo, a każdy moduł ma jedno lub dwa złącza, które muszą być demontowalne.

Dlaczego pierścień się obraca i dlaczego to ważne

Dwa łączniki skręcone ze sobą pasują do siebie tylko wtedy, gdy otwory na śruby się pokrywają. W przypadku stałych łączników musi to być uwzględnione w rurze, a rura, która jest o kilka stopni poza pozycją, staje się elementem do przeróbki. W przypadku złącza z zakładką pierścień może obracać się o pełne koło, więc otwory są wyrównywane ręcznie podczas montażu. Ta sama swoboda pozwala na otwarcie i ponowne złożenie złącza bez zakłócania wyrównania rury, co jest powodem, dla którego konstrukcja przetrwała w samolotach, stanowiskach badawczych i sprzęcie naziemnym, gdzie dostęp jest słaby, a czas przestoju jest kosztowny.

Ceną tej swobody jest luz roboczy między otworem pierścienia a trzpieniem końcówki. Jest to szczelina, a w środowisku morskim lub chemicznym szczelina jest miejscem korozji. W rurociągach lotniczych medium jest zazwyczaj paliwo, płyn hydrauliczny, azot lub powietrze, więc szczelina jest problemem mechanicznym, a nie chemicznym, ale otwór pierścienia i trzpień nadal muszą być obrabiane z luzem, który pozwala na obrót bez przechylania pierścienia i nierównomiernego obciążania uszczelki.

Spawanie końcówki

Końcówka jest spawana doczołowo do rury, więc spaw jest złączem z pełnym przetopem, które można prześwietlić lub zbadać ultradźwiękami. Tytan jest spawany pod argonem z oczyszczaniem korzenia do niskiego poziomu tlenu, zazwyczaj poniżej 100 ppm, a gotowy spaw jest trawiony lub szczotkowany, aby usunąć kolorowy tlenek, który powstaje, jeśli osłona zostanie utracona. Słomkowy lub niebieski odcień jest dopuszczalny w niektórych specyfikacjach, fioletowy lub szary nie, a biała łuszcząca się powierzchnia oznacza, że spaw musi zostać wycięty.

W przypadku prac lotniczych procedura spawania jest kwalifikowana, a operator certyfikowany, dopływ ciepła jest kontrolowany w celu ochrony warstwy alfa, a złącze jest sprawdzane penetrantem i radiografią przed próbą ciśnieniową zespołu. Końcówka jest obrabiana z przygotowaniem spawalniczym dopasowanym do ścianki rury, a otwór jest dopasowany do średnicy wewnętrznej rury, tak aby nie było stopnia, na który mogłoby działać przepływ.

Materiały i waga

Końcówka jest zazwyczaj Gr2 ze względu na odporność na korozję lub Gr5 tam, gdzie wymagana jest wytrzymałość i temperatura. Pierścień może być tej samej klasy, niższej klasy lub zupełnie innego stopu, ponieważ jest tylko zaciskiem. Na platformie lotniczej ta decyzja jest warta podjęcia: tytanowy pierścień na tytanowej końcówce jest najprostszy i unika pary galwanicznej, podczas gdy stalowy lub aluminiowy pierścień oszczędza koszty i wagę, ale wymaga bariery zapobiegającej korozji kontaktowej w wilgotnym środowisku.

Przy gęstości 4,51 grama na centymetr sześcienny, tytan stanowi około 57 procent gęstości stali, a geometria z zakładką usuwa ciężki trzpień, którego potrzebuje szyjka spawana. Rezultatem jest złącze, które waży mniej niż zastępowana szyjka spawana, zachowując jednocześnie tytanową powierzchnię zwilżaną, co jest dokładnie kombinacją, której szukają specyfikacje rurociągów lotniczych.

Tolerancje i inspekcja

Złącze z zakładką jest oceniane pod kątem czterech wymiarów: prostopadłości powierzchni końcówki do otworu, chropowatości powierzchni, luzu otworu pierścienia i pozycji otworu na śruby. Powierzchnia jest obrabiana do 3,2 do 6,3 mikrometrów Ra dla uszczelki spiralnej, pierścień jest sprawdzany pod kątem płaskości, aby nie przechylał się pod obciążeniem, a układ otworów jest weryfikowany na CMM zgodnie z ANSI B16.5 lub rysunkiem. Numery wsadu są wytłoczone na pierścieniu i zapisane na certyfikacie, a zespół jest poddawany próbie ciśnieniowej z wodą przy 1,5-krotności znamionowej, gdzie specyfikacja tego wymaga.

Dla klientów z branży lotniczej pakiet dokumentów zazwyczaj zawiera certyfikat materiałowy zgodny z ASTM B381, zapis obróbki cieplnej, kwalifikację procedury spawania i operatora, raporty z badań penetrantem i radiograficznych oraz raport wymiarowy. Warto uzgodnić tę listę na etapie zapytania, ponieważ certyfikat, który musi zostać ponownie wydany po wysyłce, kosztuje więcej niż łącznik.

Uwagi dotyczące instalacji

Załóż pierścień na końcówkę przed spawaniem, a nie po, i sprawdź, czy obraca się swobodnie z zamontowaną końcówką. Dopasuj uszczelkę do powierzchni końcówki, a nie do pierścienia, ponieważ pierścień nie uszczelnia. Dokręcaj w układzie gwiazdy w co najmniej dwóch etapach i sprawdź złącze pod ciśnieniem roboczym. Tytan zgrzewa się z tytanem, więc śruby są pokryte związkiem antyzatarciowym, a tam, gdzie pierścień jest wykonany z innego stopu, podkładka izolująca zapobiega kontaktowi pary w złączu.

Zamawianie zespołu z zakładką

Określ rozmiar i harmonogram rury, wzór końcówki, klasę, typ powierzchni, gatunek końcówki i pierścienia, wykończenie powierzchni i poziom inspekcji. Na przykład: łącznik z zakładką ANSI B16.5 Klasa 300, NPS 2, końcówka Schedule 40S w Gr2, pierścień z brązu aluminiowego, powierzchnia podniesiona, radiografia spoiny, certyfikat 3.1. Podaj, czy pierścień musi obracać się swobodnie po montażu, ponieważ określa to luz otworu i tolerancję obróbki.

Zdjęcia produktu