Подбор гидравлических соединений и герметичность гидравлической обвязки

Утечки занимают первое место в списке самых распространенных проблем технического обслуживания, связанных с гидравлическим оборудованием. Хотя эта проблема и не нова, реальная цена утечек гидравлического масла для промышленности — включая «подпиточную» РГЖ, очистку, утилизацию, попадание загрязняющих веществ и вопросы безопасности — только сейчас полностью рассматривается.

Утечки в гидравлических соединениях обычно считаются неотъемлемой характеристикой гидравлических машин. Хотя эта проблема имела место и 30 лет назад, сегодняшние успехи в технологиях уплотнения и разработка надежных систем соединения означают, что уже возможно достичь абсолютно герметичной гидравлической системы.

JIC и ORFS типы соединений

Надежные соединения

В идеале надежность гидросистемы на предмет утечек начинается на этапе проектирования, когда тип гидравлического соединения подбирается для соединительного порта, трубы и шланга (РВД).

Порты — соединители с эластомерным уплотнением, такие как 4-болтовые фланцы UNO, BSPP и SAE, обеспечивают высочайшую надежность уплотнения. NPT является наименее надежным типом соединителя для гидравлических систем высокого давления, поскольку сама резьба обеспечивает путь для утечки.

При затягивании резьба деформируется и в результате любое последующее ослабление или затягивание соединения увеличивает вероятность утечек. Поэтому использование типа NPT не рекомендуется для гидравлических систем высокого давления. В существующих системах рассмотрите возможность замены трубных резьбовых соединений на типы UNO или BSPP для обеспечения надежности на предмет утечек.

Трубные и шланговые соединения-наконечники «под конус» (расширяемые) получили широкое распространение благодаря своей простоте и низкой стоимости. Тип JIC с 37-градусным углом «конуса» является наиболее распространенным в мире гидравлических соединений. Его популярность объясняется простотой изготовления, широким диапазоном размеров, адаптивностью к метрической системе и доступностью на рынке.

JIC тип

Однако металл-в-металл уплотнение раструба означает, что не всегда достигается постоянное соединение без утечек, особенно в случае трубно-концевых соединений. Поскольку давление в гидравлической системе неуклонно возрастает, расширяющееся соединение становится склонным к просачиванию, что приводит к загрязнению систем, содержащих осадок.

Все большее признание получают альтернативные гидравлические соединители, прежде всего уплотнительное кольцо с торцевым типом уплотнения (ORFS). Соединения ORFS на конце трубы и РВД отличаются высокой надежностью уплотнения, обеспечиваемой эластомерным уплотнением. Однако коннекторы ORFS имеют больший размер, предлагают меньше вариантов адаптеров, их сложнее установить (выравнивание/прижимание поверхности должно быть идеальным или же будет происходить выдавливание уплотнительного кольца), они имеют ограниченную доступность и, как правило, вдвое превышают стоимость расширяемого соединения. По этим причинам тип ORFS используется не так широко, как компрессионные фитинги.

ORFS тип

Негерметичные стыковые соединения могут быть устранены путем установки конической шайбы между носиком стандарта JIC и раструбом. Одним из видов расширяемых уплотнений «под конус» является штамповка из нержавеющей стали с концентрическими ребрами, которые покрыты предварительно нанесенным герметиком.

Специальная уплотнительная прокладка Flaretite

При затягивании — рёбра соприкасаются между двумя поверхностями стыка, что исключает перекос и дефекты поверхности. Комбинация рёбер и герметика обеспечивает герметичное соединение и помогает защитить поверхности уплотнения от истирания и перетягивания.

Неправильный момент затяжки

Частой причиной утечек из шарнирных соединений типа JIC является неправильный момент затяжки. Недостаточный момент затяжки приводит к «неадекватному» контакту с седлом, а чрезмерный момент затяжки может привести к повреждению трубки и соединителя при работе «на холодную». Ниже приведен простой метод обеспечения правильного затягивания стыковых соединений:

  1. Затяните гайку пальцами до упора.
  2. Используя перманентный маркер, проведите соосную линию по гайке и соединителя.
  3. Затяните гайку гаечным ключом до тех пор, пока не будет повернуто число граней, указанных в таблице 1.
Размер трубыКол-во граней
42.5
52.5
62.0
82.0
101.5 … 2.0
121.0
160.75 … 1.0
200.75 … 1.0
240.5 … 0.75

Вибрация

Вибрация может привести к повреждению трубопровода, повлиять на момент затяжки гидравлического соединения и вызвать его усталость. Труба более восприимчива к вибрации, чем РВД. Если вибрация чрезмерна, следует устранить ее основную причину. Распространение структурной вибрации от вибрирующей массы силового агрегата (насоса и его первичного двигателя) может быть минимизировано путем устранения «мостов» между силовым агрегатом и баком, а также силовым агрегатом и клапанами.

Обычно это достигается за счет использования гибких соединений, таких как резиновые монтажные блоки и гибкие шланги (РВД), но в некоторых ситуациях необходимо вводить дополнительную массу — инерцию, которая уменьшает передачу вибрации в точках перекрытия. Всегда проверяйте, чтобы все элементы обвязка были надежно закреплены, и при необходимости замените проблемные трубы шлангом.

Разрушение уплотнения

Изложив преимущества гидравлических соединителей, которые включают в себя эластомерное уплотнение, важно отметить, что их надежность зависит от поддержания температуры жидкости в допустимых пределах. Рабочая температура жидкости выше 82 °C повреждает большинство типов материалов уплотнений. Единоразовый перегрев гидросистемы является достаточным для повреждения всех уплотнений в гидравлической системе, что приведет к многочисленным утечкам.

* * *

Гидравлические системы часто считаются постоянными потребителями масла и рабочей жидкости, что является неотъемлемой статьей затрат при эксплуатации гидравлического оборудования. Однако гидравлическая система без утечек должна считаться нормой для современных гидравлических машин. Правильный подбор, монтаж и обслуживание гидравлической обвязки и ее соединительных узлов имеет первостепенное значение для обеспечения надежности на предмет герметичности гидросистемы.