Śruby i nakrętki do połączeń kołnierzowych wykorzystywane w przemyśle

Jak wykorzystywane są śruby i nakrętki do połączeń kołnierzowych dla przemysłu gazowniczego, petrochemicznego oraz naftowego?

Bez względu na to z jakim typem instalacji będziemy mieć do czynienia, jej szczelność powinna być zawsze na pierwszym miejscu. W przemyśle gazowym, petrochemicznym czy naftowym odpowiednie połączenie poszczególnych części instalacji jest kluczem nie tylko do zachowania odpowiedniego poziomu bezpieczeństwa, ale też do prawidłowej pracy i odpowiedniego spełniania zadań montowanej instalacji. Dlatego też połączenie kołnierzowe jest jednym z najchętniej stosowanych połączeń, bez względu na to w jakim sektorze przemysłowym ma zostać wykonane. Takie połączenie, to z jednej strony gwarancja szczelności na odpowiednio wysokim poziomie, jak również bezpieczeństwa pracy. Sprawdźmy zatem czym tak naprawdę jest połączenie kołnierzowe, gdzie można go stosować, a także w jaki sposób wykorzystywane są śruby i nakrętki do tego typu połączeń m.in dla przemysłu gazowniczego, petrochemicznego oraz naftowego.

Co warto wiedzieć o połączeniach kołnierzowych?

Kluczową informacją jest fakt, że połączenia kołnierzowe mogą mieć zastosowanie w rozmaitych sektorach, od gazownictwa, sektora naftowego, czy petrochemicznego. Tak więc są połączenia nie tylko skuteczne, ale też uniwersalne, których atuty zostały dostrzeżone w wielu gałęziach przemysłu. W obecnych czasach bez ich zastosowania nie byłoby możliwości zapewniania szczelności wielu konstrukcji. Jeśli dodamy do tego solidność połączenia, mamy pełny obraz prawidłowo i bezpiecznie wykonanej instalacji.

Czym tak naprawdę jest połączenie kołnierzowe? Jego budowa jest dość specyficzna. Składa się z dwóch współosiowych kołnierzy, znajdujących się po przeciwległych stronach, które są ze sobą połączone przynajmniej czteroma śrubami. W niektórych typach połączeń istnieje możliwość zastosowania uszczelki pomiędzy kołnierzami, choć zdarzają się też łączenia, w których ten element zostaje pominięty. Połączenie kołnierzowe możemy zakwalifikować do połączeń rozłącznych, które spełni swoje zadanie nie tylko przy różnego rodzaju instalacji, ale też np. w urządzeniach ciśnieniowych. Oczywiście trzeba zwrócić uwagę na fakt, że tylko odpowiednie dobranie takie połączenia, już na poziomie projektowania, a później wykonania, zapewni nie gwarancję prawidłowego działania, ale też eksploatację przez długi czas. Dlatego też z godnie z europejskimi normami, tego typu połączenia mogą wykonywać jedynie osoby, które posiadają określony certyfikat.

Jak zbudowane jest połączenie kołnierzowe?

Warto jeszcze raz podkreślić, że połączenia kołnierzowe są typem łączeń mechanicznych, które najczęściej stosuje się szeroko pojętych instalacjach przemysłowych, w tym w gazownictwie, sektorze petrochemicznym, naftowym, czy także kanalizacyjnym i wodociągowym. Oczywiście każde połączenie kołnierzowe będzie wymagało nieco zastosowania nieco innych praktyk, w zależności od sektora przemysłu. Wszystkie średnice, wymiary śrub i pozostałe czynniki mające wpływ na połączenie kołnierzowe są ściśle unormowane obowiązującymi przepisami. Nie mniej jednak do budowy podstawowego połączenia kołnierzowego wykorzystuje się kołnierze stalowe, które musza być symetryczne osiowo, a także wspomniane wcześniej uszczelki oraz szeroko rozumiane elementy złączne, a więc śruby i nakrętki, które oczywiście muszą być dopasowane do całej konstrukcji.

Śruby i nakrętki – istotny element połączenia kołnierzowego

Śruby i nakrętki, które są wykorzystywane w połączeniach kołnierzowych musza spełniać określone wymagania. Znajdą tutaj zastosowanie takie normy jak PN-68/H-74302, PN-68/H-74303 , DIN 2509, DIN 2510, PN-EN 1515-1. Oczywiście poszczególne elementy złączne mogą być pokryte różnego rodzaju powłokami ochronnymi. Taki typ śrub nakrętek stosuje się w przypadku, kiedy konkretna instalacja tego wymaga. Pod konkretny typ instalacji jest również dobierana klasa  wytrzymałości nakrętki i śruby, gatunek oraz rozmiar. Nie mniej istotna jest jakość wykonania poszczególnych elementów. Do produkcji śrub i nakrętek mających zastosowanie w połączeniach kołnierzowych używanych w instalacjach w przemyśle gazowniczym, petrochemicznym czy naftowym, używa się wysokiej klasy stali, w tym także stali nierdzewnej. Dodatkowo, aby zminimalizować możliwość pojawienia się korozji na elemencie złącznym, poddaje się je ocynkowaniu, dzięki czemu są dużo trwalsze. Takie połączenie kołnierzowe jest tym samym bezpieczniejsze. Bardzo często materiał, którego użyto do produkcji śrub i nakrętek musi wykazywać właściwości odporności na działania wysokiej temperatury. Zgodnie z dyrektywą PN-EN 10269 będą to stale: 1.1181 (C35E), 1.1191 (C45E), 1.7218 (25CrMo4), 1.7225 (42CrMo4), 1.7709 (21CrMoV5-7), 1.7711 (40CrMoV4-6), 1.4923 (X22CrMoV12-1). Jako materiał stosuje się tez stale w dużej mierze odporne na korozję, takie jak: A2, A3, A4, A5, 1.4301 (X5CrNi18-10), 1.4401 (X5CrNiMo17-12-2), 1.4404 (X2CrNiMo17-12-2), 1.4541 (X6CrNiTi18-10), 1.4539 (X1NiCrMoCu25-20-5), 1.4571 (X6CrNiMoTi17-12-2).

Wybór typów i materiałów śrub stosowanych w połączeniach kołnierzowych powinien opierać się na dokumencie EN 1515-4:2021. Zawiera on nie tylko informacje ogólne, z których wynika m.in., że przy wyborze połączeń śrubowych trzeba uwzględnić takie warunki jak np. minimalna i maksymalna temperatura, sposób dokręcania i parametry naprężenia czy rodzaj i typ uszczelki, ale także wybór typów poszczególnych połączeń, dobór kombinacji materiałów śrubowych z odpowiednim zakresem zastosowań. Dokument określa też m.in. wytyczne odnoszące się do połączeń śrubowych związane z klasami własności. Znajdziemy w nim także informacje o procesie produkcyjnym i tworzeniu powłoki.

Jak śruby i nakrętki wpływają na połączenie kołnierzowe?

Odpowiednie, zgodne z normami, dobranie nakrętek oraz śrub do połączenia kołnierzowego, powoduje, że ma ono wiele zalet. Przede wszystkim prawidłowo zamontowana instalacja w przemyśle gazowniczym, petrochemicznym czy naftowym charakteryzuje się bardzo wysoką szczelnością co zwiększa niezawodność takiej konstrukcji nawet na kilka czy kilkanaście lat. Co więcej połączenie kołnierzowe w skład którego wchodzą nakrętki oraz śruby pełni funkcję ochronną dla całej konstrukcji, zabezpieczając ją przed powstaniem różnego rodzaju uszkodzeń mechanicznych. Warto nadmienić, że dzięki zastosowani nakrętek i śrub w tego typu połączeniu, bardzo łatwo zdementować poszczególne elementy. To istotna informacja w przypadku prac naprawczych powstałych np. na skutek awarii rurociągu lub konieczności wykonania jakichkolwiek zmian.

Sam montaż połączenia kołnierzowego powinien zostać przeprowadzony przez osoby, które posiadają stosowny certyfikat. Osoba nadzorująca jest odpowiedzialna m.in. z sprawdzenie czy elementy złączne w tym śruby i nakrętki są kompletne. Jeśli nie ma żadnych nieprawidłowości, po dobraniu odpowiednich narzędzi można przejść do prac. Dokręcanie śrub odbywa się na podstawie wcześniej przygotowanego materiału i jest kilkuetapowe, z uwzględnieniem momentu obrotowego. Cały montaż musi zostać potwierdzony odpowiednim protokołem.