Phụ kiện nén hoạt động như thế nào: Hướng dẫn kỹ thuật, lựa chọn và lắp đặt đầy đủ

Các phụ kiện nén hoạt động như thế nào và khi nào nên sử dụng chúng

Phụ kiện nén hoạt động bằng cách sử dụng đai ốc nén để dẫn động một vòng kim loại có thể biến dạng được gọi là ống sắt (hoặc ô liu) vào bề mặt bên ngoài của ống khi đai ốc được siết chặt, làm biến dạng dẻo ống sắt để nó bám chặt vào ống và đồng thời tạo thành một vòng đệm kín kim loại với kim loại chống lại chỗ ngồi của thân khớp nối. Không cần hàn, kết dính, nhiệt hoặc keo dán ren. Đai ốc nén cung cấp lực cơ học; ferrule cung cấp cả độ bám và con dấu; và phần thân lắp cung cấp chỗ ngồi để bịt kín ống sắt bị biến dạng. Hệ thống ba thành phần tạo ra một khớp nối giữ áp suất từ ​​chân không tối đa đến 800 bar tùy thuộc vào kích thước khớp nối và đặc tính vật liệu, khiến nó trở thành một trong những công nghệ kết nối ống linh hoạt và được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay.

Phụ kiện nén bằng đồng thau là loại phụ kiện nén được sản xuất và chỉ định rộng rãi nhất vì máy bằng đồng có dung sai chính xác cần thiết cho hình dạng mặt ngồi bằng ống sắt nhất quán, có khả năng chống ăn mòn tự nhiên đối với nước và hầu hết các loại khí thông thường, cung cấp đủ độ bền vật liệu cho tất cả áp lực của hệ thống ống nước và thiết bị tiêu chuẩn, đồng thời có khả năng cạnh tranh về mặt chi phí so với các lựa chọn thay thế bằng thép không gỉ. Các phụ kiện nén bằng đồng thau là tiêu chuẩn cho hệ thống ống nước cấp nước ở Vương quốc Anh, Ireland và Úc, đồng thời được sử dụng rộng rãi trong hệ thống cung cấp khí đốt, ống thiết bị và hệ thống phân phối khí nén trên toàn cầu.

Các phụ kiện máy nén khí bao gồm cả kết nối kiểu nén và kiểu kết nối nhanh được sử dụng trong hệ thống khí nén, với các khớp nối kiểu nén được sử dụng cho cơ sở hạ tầng cố định của hệ thống phân phối (đường ống chính và kết nối nhánh cố định) và khớp nối kết nối nhanh được sử dụng tại các điểm kết nối công cụ nơi cần kết nối và ngắt kết nối thường xuyên. Việc hiểu loại phụ kiện nào áp dụng cho bộ phận nào của hệ thống khí nén sẽ ngăn ngừa các lỗi phổ biến khi sử dụng phụ kiện kết nối nhanh trong đường ống cố định (nơi chúng bị rò rỉ dưới áp suất duy trì theo chu kỳ) hoặc sử dụng phụ kiện nén tại các điểm kết nối dụng cụ (nơi việc ngắt kết nối thường xuyên làm hỏng ống sắt).

Phụ kiện nén hoạt động như thế nào: Giải thích cơ học hoàn chỉnh

Phụ kiện nén hoạt động như thế nào là một câu hỏi có câu trả lời bao gồm cơ học cơ bản, khoa học vật liệu và vật lý làm kín chất lỏng. Nguyên lý hoạt động của khớp nối nén có vẻ đơn giản trong mô tả nhưng liên quan đến biến dạng dẻo được kiểm soát chính xác của vật liệu ống nối phải xảy ra trong phạm vi biến dạng hẹp để đạt được độ kín đáng tin cậy mà không làm hỏng ống hoặc tạo áp lực quá mức cho thân khớp nối.

Ba thành phần và cách chúng tương tác

Mỗi cụm khớp nối nén bao gồm ba thành phần phải có và được lắp ráp chính xác để khớp nối hoạt động:

• Thân máy phù hợp: Thân kim loại được gia công có phần ren bên ngoài để tiếp nhận đai ốc nén và bề mặt tựa hình nón hoặc mặt phẳng bên trong mà mép trước của ống nối được dẫn động trong quá trình siết chặt. Thân cũng bao gồm điểm dừng ống, vai hoặc bậc bên trong lỗ lắp mà đầu ống tiếp giáp để đảm bảo ống được định vị chính xác so với hình dạng chỗ ngồi của ống sắt. Cổng đối diện với kết nối nén có thể có ren (NPT, BSP hoặc số liệu), đầu nén khác hoặc khớp nối đẩy để kết nối tùy thuộc vào ứng dụng.
• Các ferrule (ô liu): Một vòng ngắn bằng kim loại có thể biến dạng, thường là đồng thau hoặc thép không gỉ, trượt trên ống trước khi lắp đai ốc nén. Vòng đệm là bộ phận bịt kín quan trọng: khi đai ốc nén được siết chặt, nó sẽ đẩy vòng đệm về phía trước tựa vào thân khớp nối đồng thời áp dụng lực nén hướng tâm từ mặt hình nón của đai ốc lên phía sau vòng đệm. Lực hướng trục và hướng tâm kết hợp này làm biến dạng dẻo ống nối vào trong so với đường kính ngoài của ống và hướng ra ngoài so với đế của thân khớp nối, tạo ra hai vòng bịt đồng thời: ống nối với ống nối và ống nối với thân máy. Một hệ thống vòng đệm duy nhất sử dụng một vòng đệm cho cả hai chức năng bịt kín; hệ thống ống sắt kép (vòng sắt đôi) sử dụng ống sắt phía trước để bịt kín thân máy và một ống sắt phía sau để kẹp ống, cải thiện độ tin cậy trong các ứng dụng có độ rung hoặc áp suất cao.
• Đai ốc nén: Một đai ốc có ren gắn với ren ngoài của thân phụ kiện và có mặt trong hình nón tiếp xúc với mặt sau của ống nối. Khi đai ốc nén được xoay theo chiều kim đồng hồ (khi nhìn từ đầu đai ốc), nó sẽ tiến theo trục dọc theo ren thân khớp nối và đẩy ống sắt về phía trước tựa vào ghế thân xe. Đai ốc nén tác dụng toàn bộ lực làm biến dạng ống nối; bản thân nó không tạo thành một lớp bịt kín trên bất kỳ bề mặt nào. Mô-men xoắn đai ốc nén chính xác là rất quan trọng: việc siết chặt quá mức sẽ khiến vòng sắt chỉ bị biến dạng một phần, tạo ra mối nối vượt qua bài kiểm tra áp suất tĩnh nhưng bị rò rỉ khi rung hoặc theo chu kỳ áp suất; siết quá chặt sẽ đè bẹp ống nối quá mức, cắt vào thành ống và tạo ra sự tập trung ứng suất gây ra hiện tượng nứt do mỏi dưới chu kỳ áp suất.

Chi tiết về cơ chế bịt kín: Điều gì xảy ra khi đai ốc nén được siết chặt

Trình tự các sự kiện khi lắp khớp nối nén giải thích tại sao quy trình siết chặt chính xác lại quan trọng đến vậy:

1. Ống được đưa qua đai ốc nén và ống nối vào thân khớp nối cho đến khi chạm đáy vào điểm dừng ống. Điều này định vị vòng đệm ở vị trí trục chính xác so với ghế ngồi phù hợp. Nếu ống không chạm đáy hoàn toàn so với điểm dừng ống, ống nối sẽ ở sai vị trí khi bị biến dạng và sẽ không bịt kín chính xác vào thân ống.
2. Đai ốc nén được luồn chặt vào thân khớp nối. Tại thời điểm này, ống nối nằm lỏng lẻo trên ống và mặt côn của đai ốc chỉ chạm vào phía sau ống nối nhưng không tác dụng lực biến dạng. Việc lắp ráp vẫn có thể được tháo rời và định vị lại ở giai đoạn này.
3. Đai ốc nén được siết chặt bằng cờ lê. Khi đai ốc tiến lên, mặt côn của nó tác dụng lực dọc trục lên mặt sau của ống sắt, đẩy ống sắt về phía trước. Vòng đệm di chuyển về phía trước tiếp xúc với ghế ngồi của thân xe vừa vặn, giúp chống lại chuyển động dọc trục. Sau đó, đai ốc tiếp tục tiến lên sẽ tạo ra lực ngày càng tăng giữa mặt nón đai ốc (đẩy đai ốc phía sau vào trong và về phía trước) và tựa thân xe (hỗ trợ phía trước đai ốc). Lực hai chiều này làm biến dạng dẻo ống nối: đường kính ngoài của ống nối hơi giãn ra ở nơi nó tiếp xúc với chỗ ngồi của thân xe và co lại một chút ở nơi nó tiếp xúc với đường kính ngoài của ống.
4. Vòng sắt cắn vào đường kính ngoài của ống ở hai dải tiếp xúc hình tròn (phía trước và phía sau đối với hệ thống ống nối đôi hoặc một dải đơn đối với hệ thống ống nối đơn), tạo ra một tay nắm cơ học chống lại sự kéo ống dưới áp lực. Đồng thời, mặt trước của ống sắt bị biến dạng được ép cứng vào chỗ ngồi của thân máy phù hợp, tạo thành lớp bịt kín áp suất giữa ống sắt và thân máy.
5. Việc thắt chặt cuối cùng đã hoàn tất khi quy trình chuẩn cho tiêu chuẩn lắp đặt cụ thể đã được tuân thủ: thường là 1 và 1/4 vòng quay quá chặt bằng tay đối với các phụ kiện ống nối đơn hoặc cho đến khi mô-men xoắn siết chặt đạt đến giá trị do nhà sản xuất chỉ định đối với các phụ kiện dụng cụ chính xác. Đối với thiết kế ống nối đôi Swagelok được sử dụng rộng rãi, quy trình trang điểm tiêu chuẩn chỉ định 1 và 1/4 vòng siết chặt bằng ngón tay để lắp ráp ban đầu và chỉ 1/4 vòng bổ sung cho bất kỳ lần siết lại tiếp theo nào nếu phát triển rò rỉ, để tránh bị nén quá mức đối với các ống nối đã bị biến dạng.

Phụ kiện nén Ferrule đơn và Ferrule đôi: Khi sử dụng mỗi loại

Việc lựa chọn giữa thiết kế khớp nối nén một thanh sắt và hai thanh sắt (ống sắt đôi) ảnh hưởng đến hiệu suất kín khít trong các điều kiện đòi hỏi khắt khe:

Vật lý của phốt nén: Tại sao nó hoạt động mà không cần chất bịt kín ren

Một khớp nối nén được chế tạo chính xác sẽ đạt được hiệu suất kín do biến dạng dẻo của ống sắt so với ống và mặt tựa của thân tạo ra ứng suất tiếp xúc giữa kim loại với kim loại vượt quá áp suất chất lỏng hoặc khí cố gắng đẩy qua khớp theo hệ số 10 đến 50 lần trong hầu hết các ứng dụng tiêu chuẩn. Ứng suất tiếp xúc tại bề mặt nối giữa ống sắt với thân máy sau khi siết chặt đúng khớp nối nén bằng đồng tiêu chuẩn trên ống đồng thường là 400 đến 600 MPa (megapascal), trong khi áp suất làm việc tối đa của cùng một khớp nối đó trong dịch vụ cấp nước thường là 15 đến 35 bar (1,5 đến 3,5 MPa). Ứng suất tiếp xúc vượt quá áp suất làm việc từ 100 đến 400 lần, đó là lý do tại sao các phụ kiện nén không yêu cầu chất bịt kín ren hoặc bất kỳ vật liệu bịt kín bổ sung nào: phớt tiếp xúc giữa kim loại với kim loại mạnh hơn nhiều so với áp suất mà nó phải chứa đến mức mối nối có giới hạn an toàn rất lớn được tích hợp trong cơ chế bịt kín của nó.

Phụ kiện nén bằng đồng thau: Tại sao đồng thau là vật liệu tiêu chuẩn và những biến thể nào tồn tại

Các phụ kiện nén bằng đồng thau thống trị thị trường phụ kiện ống nước, khí đốt và thiết bị đo đạc toàn cầu vì những lý do cơ bản tương tự mà đồng thau thống trị các phụ kiện có ren: nó gia công với dung sai chính xác một cách dễ dàng và tiết kiệm chi phí, cung cấp khả năng chống ăn mòn tự nhiên cho nhiều loại chất lỏng và khí thông thường, phát triển các đặc tính biến dạng dẻo cụ thể cần thiết trong ống nối và duy trì sự ổn định về kích thước trong phạm vi nhiệt độ của hầu hết các ứng dụng ống nước và khí đốt. Hiểu lý do tại sao đồng thau được chỉ định và những biến thể nào có sẵn sẽ giúp cả chuyên gia mua sắm và người lắp đặt đưa ra quyết định chính xác về vật liệu cho ứng dụng cụ thể của họ.

Lựa chọn hợp kim đồng thau cho thân và ống nối nén

Hai bộ phận bằng đồng thau trong cụm phụ kiện nén bằng đồng thau tiêu chuẩn (thân phụ kiện và ống nối) thường được sản xuất từ các loại hợp kim đồng thau khác nhau, vì thân và ống nối có các yêu cầu chức năng khác nhau dẫn đến việc tối ưu hóa vật liệu khác nhau:

• Thân hợp kim (thường là CW617N hoặc C36000): Thân phụ kiện yêu cầu khả năng gia công cao để cắt ren chính xác, hình dạng mặt tựa và kích thước điểm dừng ống nhằm xác định độ chính xác về kích thước và mức áp suất của phụ kiện. CW617N (đồng thau chống khử kẽm hoặc đồng thau DZR) là tiêu chuẩn của Vương quốc Anh và Châu Âu dành cho các phụ kiện cấp nước, chứa khoảng 58% đồng, 38% kẽm, 2% chì và một lượng nhỏ asen bổ sung giúp ngăn chặn sự ăn mòn khử kẽm trong nguồn cung cấp nước mạnh. Đồng thau dễ cắt C36000 (61% đồng, 35% kẽm, 3% chì) là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của Hoa Kỳ dành cho các thân phụ kiện trong đó quy định địa phương không bắt buộc phải có khả năng chống khử kẽm.
• Hợp kim Ferrule (thường là CW502L hoặc đồng thau mềm tương đương): Vòng sắt yêu cầu độ dẻo được kiểm soát để biến dạng dẻo ở mô-men xoắn siết chính xác mà không bị gãy hoặc cứng lại đến mức mà việc siết chặt thêm không thể tạo ra biến dạng thêm. Đồng thau được ủ mềm có hàm lượng chì thấp (để giảm thiểu vết nứt ở vùng biến dạng) là vật liệu làm ống nối tiêu chuẩn cho các ứng dụng ống đồng. Ống nối phải mềm hơn ống mà nó biến dạng: đối với ống đồng mềm, ống nối bằng đồng tiêu chuẩn là phù hợp; đối với thép không gỉ hoặc ống đồng cứng, có thể cần vật liệu ống sắt mềm hơn hoặc dẻo hơn.

Phụ kiện nén đồng thau DZR: Khi đồng thau tiêu chuẩn không đủ

Đồng thau tiêu chuẩn (không có chất phụ gia chống khử arsen) dễ bị khử kẽm trong các điều kiện nước cụ thể: nước mềm (tổng chất rắn hòa tan thấp), có tính axit (pH dưới 7), hàm lượng clorua cao hoặc ở nhiệt độ cao trên 60 độ C sẽ lọc chọn lọc kẽm từ hợp kim đồng thau, để lại một miếng bọt biển đồng xốp ở bề mặt khớp nối có độ bền kết cấu kém. Chế độ hư hỏng khử kẽm này rất nguy hiểm vì khớp nối trông bên ngoài còn nguyên vẹn trong khi lỗ khoan của nó đã bị chuyển đổi thành cấu trúc đồng xốp yếu, có thể sụp đổ dưới áp suất làm việc bình thường mà không có cảnh báo.

Các phụ kiện nén bằng đồng thau DZR (chống khử kẽm) là bắt buộc theo Quy định về Nước của Vương quốc Anh (Quy định về cấp nước (Phụ kiện nước) năm 1999) đối với tất cả các phụ kiện cấp nước trong công trình xây dựng mới và được khuyến nghị đặc biệt trong bất kỳ hệ thống lắp đặt nào có hóa chất nước mạnh (nước mềm dưới 50 mg/L TDS, pH dưới 7,2 hoặc clorua cao trên 100 mg/L). Các phụ kiện bằng đồng DZR trông giống hệt với các phụ kiện bằng đồng tiêu chuẩn nhưng phải mang dấu DZR và dấu phê duyệt WRAS (Chương trình tư vấn quy định về nước) để xác nhận thông số kỹ thuật chống khử kẽm của chúng.

Phụ kiện nén bằng thép không gỉ và đồng thau: Khi nào cần chỉ định từng loại

Các phụ kiện nén bằng thép không gỉ là thông số kỹ thuật chính xác khi các yêu cầu về môi trường hóa học, phạm vi nhiệt độ hoặc độ sạch của hệ thống của ứng dụng vượt quá những gì đồng thau cung cấp:

• Chỉ định các phụ kiện nén bằng thép không gỉ (thường là loại 316L) khi: chất lỏng công nghệ có chứa clorua trên 500 mg/L có thể gây ra hiện tượng nứt do ăn mòn ứng suất của đồng thau ở nhiệt độ trên 60 độ C; chất lỏng là dung môi hữu cơ hòa tan các sản phẩm oxy hóa bề mặt đồng thau vào dòng quy trình; hệ thống hoạt động trên 120 độ C, nơi đồng thau bắt đầu mất đi độ bền đáng kể; các yêu cầu về độ tinh khiết (chất bán dẫn, dược phẩm hoặc cấp thực phẩm) cấm bất kỳ đồng hoặc kẽm nào có thể được phát hiện trong dòng quy trình; hoặc phụ kiện sẽ tiếp xúc với môi trường bên ngoài ở vùng ven biển hoặc biển, nơi đáng lo ngại là sự ăn mòn của không khí muối đối với đồng thau lộ ra ngoài.
• Chỉ định các phụ kiện nén bằng đồng thau khi: ứng dụng liên quan đến cung cấp nước, phân phối khí, khí nén tiêu chuẩn hoặc bất kỳ chất lỏng công nghiệp thông thường nào ở nhiệt độ dưới 120 độ C; chi phí là yếu tố cần cân nhắc chính (phụ kiện nén không gỉ 316L thường đắt gấp 3 đến 5 lần so với phụ kiện bằng đồng tương đương); và các yêu cầu về độ dẻo của ống sắt của vật liệu ống có thể được đáp ứng bằng ống sắt bằng đồng tiêu chuẩn (ống đồng, đồng thau và nylon đều tương thích với ống sắt bằng đồng tiêu chuẩn).

Tiêu chuẩn lắp đặt nén và nhãn hiệu chứng nhận

Các phụ kiện nén bằng đồng thau cho các ứng dụng khác nhau phải đáp ứng các tiêu chuẩn cụ thể chi phối độ chính xác về kích thước, thành phần vật liệu, mức áp suất và phương pháp thử nghiệm:

• BS EN 1254 (Anh và Châu Âu): Tiêu chuẩn chính của Châu Âu cho các phụ kiện bằng đồng bao gồm cả phụ kiện nén. Phần 1 bao gồm các phụ kiện nén cho ống đồng; Phần 2 bao gồm các phụ kiện cho ống nhựa; Phần 4 bao gồm các phụ kiện để sử dụng với cả ống đồng và ống nhựa. Các phụ kiện đáp ứng EN 1254 mang nhãn hiệu chứng nhận WRAS cho các ứng dụng về nước ở Vương quốc Anh.
• ASTM B16.18 và ASTM B16.26 (Mỹ): Các tiêu chuẩn của Mỹ quản lý các phụ kiện bằng hợp kim đồng đúc và đồng rèn và hợp kim đồng, bao gồm các phụ kiện nén cho các ứng dụng đường ống cấp nước. Chứng nhận NSF/ANSI 61 được yêu cầu bổ sung cho các phụ kiện tiếp xúc với nước uống ở Hoa Kỳ.
• ISO 8434 (Thiết bị đo): Tiêu chuẩn quốc tế quản lý các phụ kiện ống kim loại dành cho năng lượng chất lỏng và mục đích sử dụng chung, bao gồm cả thiết kế nén một thanh sắt và hai thanh sắt. Đây là tiêu chuẩn được tham chiếu cho các phụ kiện nén ống và thiết bị xử lý được sử dụng trong các hệ thống đo áp suất, nhiệt độ và lưu lượng.

Đai ốc nén: Thiết kế, chức năng và vai trò quan trọng trong việc bịt kín

Đai ốc nén là bộ phận cơ khí chủ động trong mọi cụm khớp nối nén. Đây là bộ phận mà người lắp đặt siết chặt và là bộ phận có mô-men xoắn hoặc số vòng quay chính xác xác định xem mối nối hoàn thiện có bị rò rỉ, quá chặt hoặc quá chặt hay không. Mặc dù là thành phần đơn giản nhất trong ba thành phần về chức năng (hoàn toàn là đai ốc có ren truyền lực), các chi tiết thiết kế của đai ốc nén ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng khớp cuối cùng và sự dễ dàng lắp đặt chính xác.

Hình học đai ốc nén và cách nó dẫn động ống gia cố

Đai ốc nén có hai dạng hình học chức năng phải được gia công chính xác theo dung sai kích thước của tiêu chuẩn lắp đặt:

• Chủ đề nội bộ: Gắn ren ngoài vào thân khớp nối, chuyển đổi mômen quay tác dụng lên đai ốc bằng cờ lê của người lắp đặt thành lực dọc trục tuyến tính đẩy ống sắt về phía trước. Bước ren xác định ưu điểm cơ học: bước ren mịn hơn (nhiều ren hơn trên mỗi inch) chuyển đổi góc quay thành độ tiến trục nhỏ hơn trên mỗi vòng, cho phép điều khiển mô-men xoắn chính xác hơn với chi phí là cần nhiều vòng hơn để hoàn thành việc lắp ráp. Bước ren thô hơn cho phép lắp ráp nhanh hơn với chi phí kiểm soát mô-men xoắn kém chính xác hơn trên mỗi độ quay.
• Mặt nón truyền động: Bề mặt hình nón bên trong ở phía trước lỗ đai ốc nén tiếp xúc với mặt sau của ống nối. Khi đai ốc tiến dọc theo ren của thân khớp nối, mặt côn này tác dụng cả lực hướng trục về phía trước và lực hướng tâm vào phía sau ống nối, góp phần tạo ra biến dạng dẻo cắn ống nối vào đường kính ngoài của ống. Góc của mặt côn (thường từ 20 đến 45 độ so với trục lắp tùy thuộc vào tiêu chuẩn lắp đặt) xác định tỷ lệ giữa lực dọc trục và lực hướng tâm tác dụng lên ống nối và do đó tạo ra sự cân bằng tương đối giữa độ bám của ống và lực bịt kín mà ống nối tạo ra.

Tùy chọn vật liệu đai ốc nén và ý nghĩa thực tế của chúng

Đai ốc nén có sẵn với các tùy chọn vật liệu giống như thân phụ kiện mà chúng sử dụng, với điểm lưu ý bổ sung là đai ốc nén chịu ứng suất cao nhất so với bất kỳ bộ phận nào trong cụm khớp nối nén ở mômen xoắn cực đại:

• Đai ốc nén bằng đồng: Vật liệu tiêu chuẩn cho hệ thống ống nước và phụ kiện nén khí. Đồng thau cung cấp đủ độ bền kéo cho áp suất làm việc tiêu chuẩn, chống ăn mòn từ thân khớp nối và chất lỏng xử lý, đồng thời tương thích với các giá trị mô-men xoắn cần thiết để đạt được biến dạng ống nối chính xác mà không bị bong ren hoặc nứt đai ốc. Đai ốc nén bằng đồng thau 15mm (1/2 inch) thường có độ bền kéo đường kính nhỏ của ren vượt quá 20 kN (kilonewton), cao hơn nhiều so với lực cần thiết để đặt ống nối một cách chính xác.
• Đai ốc nén bằng thép không gỉ: Cung cấp độ bền kéo cao hơn đồng thau (cường độ chảy tối thiểu của thép không gỉ 316L là khoảng 170 MPa so với 80 đến 120 MPa đối với đồng thau tiêu chuẩn), cho phép đai ốc tác dụng lực lớn hơn vào ống nối mà không có nguy cơ bị tuột ren trong các ứng dụng ống dụng cụ áp suất cao. Đai ốc không gỉ kết hợp với ống nối và thân bằng thép không gỉ là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho các ứng dụng khí áp suất cao, thủy lực và dụng cụ phân tích.
• Đai ốc nén polymer (nylon hoặc PVDF): Được sử dụng trong các phụ kiện nén hoàn toàn bằng nhựa dành cho dịch vụ hóa chất ăn mòn trong đó các thành phần kim loại sẽ bị chất lỏng xử lý tấn công. Đai ốc polyme có định mức mô-men xoắn thấp hơn đai ốc kim loại, hạn chế lực nén có thể tác dụng lên ống nối và do đó làm giảm áp suất làm việc tối đa so với cụm khớp nối nén kim loại có cùng lỗ khoan danh nghĩa.

Siết chặt đai ốc nén đúng cách: Lỗi cài đặt phổ biến nhất

Việc siết chặt đai ốc nén không chính xác là nguyên nhân gây ra phần lớn các lỗi của khớp nối nén trong cả công việc lắp đặt và bảo trì ban đầu. Quy trình siết chặt chính xác sẽ khác nhau giữa các tiêu chuẩn lắp đặt nhưng nguyên tắc cơ bản là nhất quán:

1. Đảm bảo ống được chạm đáy hoàn toàn vào điểm dừng ống trước khi bắt đầu siết chặt. Tạo áp lực về phía trước lên ống bằng một tay trong khi bắt đầu luồn đai ốc bằng tay kia để xác nhận ống vẫn ở vị trí dừng ống trong quá trình siết chặt ban đầu. Nếu ống đẩy lùi ra khỏi điểm dừng ống trong quá trình luồn đai ốc, vị trí ống nối sẽ không chính xác và mối nối sẽ không bịt kín một cách đáng tin cậy.
2. Chỉ siết chặt bằng ngón tay ở giai đoạn đầu tiên. Không tác dụng mô-men xoắn cờ lê cho đến khi đai ốc được siết chặt hoàn toàn bằng tay, xác nhận rằng các ren đã được gài chính xác và không có ren chéo. Đai ốc nén có ren chéo có cảm giác lỏng lẻo và có lực cản rõ rệt ở một vị trí quay mỗi lượt; đai ốc có ren chính xác sẽ tạo cảm giác êm ái và lực cản tăng dần khi nó tiến đến gần chặt tay.
3. Áp dụng phép xoay được chỉ định từ ngón tay chặt cho loại khớp nối. Phụ kiện nén ống nước một ống sắt tiêu chuẩn của Vương quốc Anh và Châu Âu (BS EN 1254): 1 và 1/4 vòng qua ngón tay đối với ống đồng, 2 vòng đối với ống nhựa (cần nén nhiều hơn để làm biến dạng phần chèn mềm hơn). Các phụ kiện dụng cụ có vành sắt đôi (loại Swagelok): chính xác bằng 1 và 1/4 vòng qua ngón tay để lắp ráp ban đầu. Thông số kỹ thuật xoay này đáng tin cậy hơn thông số kỹ thuật mô-men xoắn khi lắp đặt tại hiện trường vì nó không yêu cầu cờ lê mô-men xoắn được hiệu chỉnh và không bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi bôi trơn ren giữa các cụm.
4. Không tiếp tục siết chặt sau vòng quay đã chỉ định bất kể khớp có cảm thấy "chắc chắn" hay không. Siết chặt quá mức vượt quá vòng quay quy định sẽ đè bẹp ống sắt quá mức, tạo ra hư hỏng ống tại điểm cắn ống sắt và tạo ra sự tập trung ứng suất làm cho ống bị nứt dưới chu kỳ áp suất ngay cả khi mối nối ban đầu có vẻ kín khít trong thử nghiệm áp suất tĩnh.

Phụ kiện máy nén khí: Loại, kết nối và thiết kế hệ thống

Phụ kiện máy nén khí là một thuật ngữ danh mục bao gồm một số loại phụ kiện khác nhau được sử dụng tại các điểm khác nhau trong hệ thống khí nén, từ kết nối đầu ra máy nén qua đường ống phân phối chính đến các điểm kết nối dụng cụ khí riêng lẻ. Việc hiểu loại phụ kiện nào phù hợp với bộ phận nào của hệ thống khí nén sẽ ngăn ngừa các lỗi phổ biến khi sử dụng phụ kiện đầu dụng cụ trong đường ống cố định hoặc áp dụng phụ kiện nén ống nước tại các điểm kết nối dụng cụ nơi chu kỳ ngắt kết nối thường xuyên đến mức ống sắt sẽ bị hỏng khi lắp lại.

Ba vùng của hệ thống khí nén và các yêu cầu lắp đặt của chúng

Một hệ thống phân phối khí nén hoàn chỉnh có ba vùng chức năng riêng biệt, mỗi vùng có các yêu cầu lắp đặt khác nhau:

• Vùng 1: Đầu ra máy nén tới bình chứa khí (đường dây chính áp suất cao): Phần này xử lý áp suất và nhiệt độ cao nhất trong hệ thống, với khí nén thoát ra khỏi máy nén ở áp suất 100 đến 175 PSI (7 đến 12 bar) và nhiệt độ từ 50 đến 120 độ C tùy thuộc vào loại máy nén và thông số kỹ thuật của bộ làm mát sau. Các phụ kiện trong vùng này phải được định mức áp suất cho áp suất cắt tối đa của máy nén với hệ số an toàn thích hợp. Các phụ kiện nén cho ống đồng hoặc thép, hoặc các phụ kiện bằng đồng có ren BSP, là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn cho các kết nối Vùng 1.
• Vùng 2: Máy thu khí đến điểm phân phối (cơ sở hạ tầng phân phối cố định): Phần này phân phối khí nén qua xưởng hoặc cơ sở ở áp suất làm việc (thường là 80 đến 125 PSI hoặc 5,5 đến 8,6 bar). Các phụ kiện bằng đồng có ren cố định cho các mối nối đường dây chính, với các phụ kiện nén cho bất kỳ kết nối nhánh ống đồng hoặc ống mềm nào, là thông số kỹ thuật tiêu chuẩn. Các mối nối này được thực hiện một lần trong quá trình lắp đặt và không bị xáo trộn thường xuyên, khiến cho các mối nối nén hoặc ren đều phù hợp như nhau. Các phụ kiện kết nối nhanh KHÔNG phù hợp với cơ sở hạ tầng cố định Vùng 2: chúng bị rò rỉ dưới chu kỳ áp suất duy trì của hệ thống máy nén chạy liên tục.
• Vùng 3: Công cụ phân phối thả xuống không khí (thường xuyên bị ngắt kết nối): Phần này là điểm kết nối ống mềm và dụng cụ được kết nối và ngắt kết nối nhiều lần mỗi ngày trong quá trình vận hành bình thường của xưởng. Các khớp nối kết nối nhanh (phích cắm đẩy và ổ cắm cổ tháo) là thông số kỹ thuật bắt buộc đối với Vùng 3, vì chúng cho phép thay đổi công cụ nhanh chóng mà không cần dụng cụ, cung cấp vòng đệm tự động khi rút phích cắm và được thiết kế cho hàng nghìn chu kỳ kết nối-ngắt kết nối trong suốt thời gian sử dụng của chúng. Các phụ kiện nén KHÔNG phù hợp với Vùng 3: mỗi lần ngắt kết nối để tháo ống mềm ra khỏi ổ cắm sẽ yêu cầu cắt vòng sắt ra khỏi đầu ống và lắp các phụ kiện nén mới, điều này không thực tế khi thay đổi dụng cụ hàng ngày.

Phụ kiện máy nén khí kiểu nén cho cơ sở hạ tầng cố định

Trong Vùng 1 và Vùng 2 của hệ thống khí nén, phụ kiện nén cho ống đồng hoặc thép không gỉ được sử dụng ở bất cứ nơi nào:

• Kết nối sẽ vĩnh viễn hoặc bị gián đoạn không thường xuyên: Các phụ kiện nén trong hệ thống phân phối Vùng 2 có thể không bị xáo trộn trong 10 đến 20 năm, trong thời gian đó chúng phải duy trì hiệu suất kín khí trước chu kỳ áp suất liên tục của chu kỳ bật/tắt máy nén (thường là 5 đến 20 chu kỳ áp suất mỗi giờ trong xưởng bận rộn).
• Kết nối ống OD thực tế hơn kết nối ren ống: Trong các hệ thống phân phối không khí nhánh và thiết bị phức tạp, nơi cần có nhiều kết nối lỗ nhỏ trong một không gian nhỏ gọn, các phụ kiện nén trên ống đồng hoặc không gỉ OD 6 mm, 8mm hoặc 10 mm sẽ dễ dàng định tuyến hơn và ít bị lỏng do rung hơn các kết nối ống ren tương đương trong cùng một không gian.
• Khí nén chứa hơi ẩm sẽ ăn mòn các phụ kiện ren bằng thép: Ống đồng với các phụ kiện nén bằng đồng thau có khả năng chống ăn mòn đối với chất ngưng tụ hình thành trong hệ thống phân phối khí nén khi không khí nguội đi dưới điểm sương trong hệ thống đường ống phân phối. Ống thép với các phụ kiện mạ kẽm hoặc ren bị ăn mòn dần dần do độ ẩm bên trong này và cuối cùng thải ra các hạt rỉ sét vào luồng không khí làm hỏng các dụng cụ khí ở hạ lưu và làm ô nhiễm hệ thống điều khiển khí nén.

Phụ kiện máy nén khí kết nối nhanh: Tiêu chuẩn và khả năng tương thích

Khớp nối nhanh tại các điểm kết nối dụng cụ không khí Vùng 3 về mặt kỹ thuật không phải là khớp nối nén nhưng là bộ phận dễ thấy nhất và được xử lý thường xuyên trong bất kỳ hệ thống phụ kiện máy nén khí nào. Các phụ kiện kết nối nhanh cho khí nén có sẵn theo một số tiêu chuẩn không tương thích và việc lựa chọn tiêu chuẩn sẽ xác định ống công cụ và kết nối công cụ nào có thể được sử dụng trong toàn hệ thống:

Các tiêu chuẩn này không tương thích lẫn nhau: phích cắm tiêu chuẩn Euro sẽ không cắm vào ổ cắm tiêu chuẩn công nghiệp mặc dù cả hai đều có kích thước thân máy trên danh nghĩa là 1/4 inch. Việc chọn một tiêu chuẩn nhất quán duy nhất trong toàn bộ hệ thống khí nén tại thời điểm lắp đặt sẽ ngăn ngừa các vấn đề không tương thích phát sinh khi các công cụ từ các thị trường khu vực khác nhau được trộn lẫn trong cùng một xưởng. Khớp nối Euro được sử dụng rộng rãi nhất trên toàn cầu và thường được khuyên dùng cho các lắp đặt mới vì khả năng tương thích phụ kiện công cụ sẵn có rộng nhất.

Lắp đặt phụ kiện nén bằng đồng thau: Từng bước cho ống đồng, nhựa và không gỉ

Việc lắp đặt đúng các phụ kiện nén bằng đồng thau là yếu tố quyết định quan trọng đến hiệu suất không bị rò rỉ lâu dài. Quá trình lắp đặt đơn giản nhưng có các yêu cầu cụ thể ở mỗi bước, nếu bỏ qua hoặc thực hiện không chính xác, sẽ tạo ra các mối nối bị hỏng dưới áp suất theo chu kỳ ngay cả khi chúng vượt qua bài kiểm tra áp suất tĩnh ban đầu ở áp suất thấp.

Lắp đặt phụ kiện nén bằng đồng thau trên ống đồng

Ống đồng là ứng dụng phổ biến nhất cho các phụ kiện nén bằng đồng trong hệ thống ống nước dân dụng và thương mại, và quy trình lắp đặt cho ống đồng là chuẩn mực để so sánh các vật liệu ống khác:

1. Cắt ống đồng vuông góc bằng máy cắt ống. Vết cắt bằng cưa sắt tạo ra một đầu hơi góc cạnh khiến ống không thể tựa hoàn toàn vào điểm dừng ống; mặt góc cạnh chỉ tiếp xúc với chốt chặn tại một điểm, để lại một khe hở ở phía bên kia cho phép ống bị đẩy về phía trước một góc trong khi siết đai ốc, tạo ra biến dạng vòng sắt không đối xứng và khớp nối bị rò rỉ ở phía mà ống không hoàn toàn chống lại chốt chặn. Một máy cắt ống tạo ra một vết cắt vuông vức hoàn hảo trong 30 đến 60 giây và có giá từ 5 USD đến 25 USD.
2. Làm mờ đầu ống cả bên trong và bên ngoài. Bánh xe cắt của máy cắt ống để lại một vệt nhỏ bên trong và một chút cuộn bên ngoài ở mép cắt. Mũi khoan bên trong hạn chế dòng chảy; cuộn bên ngoài ngăn không cho ống tựa vào điểm dừng ống. Loại bỏ cả hai bằng công cụ loại bỏ bavia tích hợp trên máy cắt ống hoặc bằng một mũi doa loại bỏ ba via riêng biệt.
3. Trượt đai ốc nén qua ống, sau đó trượt vòng đệm qua ống. Cả hai phải ở trên ống trước khi ống được lắp vào thân ống nối. Đai ốc nén tiếp tục hoạt động đầu tiên (với đầu ren hướng vào khớp nối), tiếp theo là ống nối. Nếu đặt trên ống sai thứ tự hoặc sai hướng thì không thể lắp ráp khớp nối nếu không tháo ống ra khỏi thân khớp nối và bắt đầu lại.
4. Chèn ống hoàn toàn vào thân khớp nối cho đến khi nó dừng lại ở điểm dừng ống. Đẩy mạnh về phía trước trong khi vẫn giữ ống thẳng hàng với lỗ lắp. Bạn sẽ cảm thấy hoặc nghe thấy một điểm dừng rõ ràng khi ống tiếp xúc với vai chặn ống bên trong thân khớp nối.
5. Trong khi giữ ống về phía trước dựa vào điểm dừng ống, hãy trượt ống sắt về phía trước tiếp xúc với đế của thân khớp nối và luồn đai ốc nén vào thân khớp nối cho đến khi vừa khít với ngón tay. Vòng đệm phải nằm rõ ràng trong miệng thân phụ kiện trước khi đai ốc được siết chặt.
6. Giữ thân khớp nối bằng một cờ lê và siết chặt đai ốc nén 1 và 1/4 vòng qua ngón tay bằng cờ lê thứ hai. Sử dụng các tấm phẳng phù hợp để giữ thân máy cố định và chỉ xoay đai ốc nén. Không để thân phụ kiện quay vì điều này có thể làm căng kết nối phụ kiện ở đầu kia của thân phụ kiện.
7. Kiểm tra áp suất mối nối đã hoàn thiện trước khi bọc hoặc cách nhiệt. Đối với cấp nước, kiểm tra ở mức 1,5 lần áp suất làm việc trong tối thiểu 15 phút. Đối với khí nén, kiểm tra xà phòng tất cả các mối nối bằng dung dịch tạo bọt: bong bóng dai dẳng ở mối nối cho thấy có sự rò rỉ cần phải siết chặt đai ốc nén thêm một phần tư vòng.

Điều chỉnh phụ kiện nén bằng đồng thau cho ống nhựa

Các phụ kiện nén bằng đồng thau có thể được sử dụng với ống nhựa (polyethylene, nylon, PVC và các vật liệu tương tự) nhưng yêu cầu bổ sung thêm ống chèn (lớp lót) và thường yêu cầu xoay vòng siết bổ sung ngoài quy trình ống đồng tiêu chuẩn:

• Ống chèn (lớp lót): Một ống đỡ ngắn bằng đồng hoặc nhựa được đẩy vào đầu ống trước khi lắp ráp. Nếu không có vật chèn, việc siết chặt đai ốc nén sẽ nén thành ống nhựa vào bên dưới ống nối, làm giảm lỗ khoan của ống và tạo ra biến dạng hình bầu dục có thể khiến ống kéo ra khỏi khớp nối dưới áp lực mặc dù ống nối có vẻ như đang kẹp chặt bề mặt bên ngoài. Vật chèn hỗ trợ lỗ khoan của ống chống lại sự xẹp xuống này, duy trì mặt cắt ngang tròn của ống và cho phép vòng sắt bám chặt vào bề mặt bên ngoài mà không làm biến dạng lỗ khoan.
• Siết chặt bổ sung cho ống nhựa: Ống nhựa mềm hơn ống đồng và cần phải xoay đai ốc nhiều hơn để đạt được độ sâu cắn của ống sắt tạo ra lực bám tương đương. Hầu hết các nhà sản xuất phụ kiện đều chỉ định 2 vòng quá chặt cho ống nhựa so với 1 và 1/4 vòng cho ống đồng, bù đắp cho biến dạng lớn hơn cần thiết để đạt được độ cắn vừa đủ trên bề mặt bên ngoài bằng nhựa kém bền hơn.

Khắc phục sự cố Phụ kiện nén bằng đồng thau và Phụ kiện máy nén khí

Ngay cả các phụ kiện nén được lắp ráp chính xác đôi khi cũng bị rò rỉ khi sử dụng và các phụ kiện máy nén khí trong môi trường xưởng phải chịu thêm áp lực do chu trình rung và nhiệt độ có thể làm lỏng hoặc làm hỏng các khớp nối theo thời gian. Xử lý sự cố có hệ thống giải quyết hầu hết các sự cố lắp nén mà không cần tháo rời và thay thế hoàn toàn.

Chẩn đoán rò rỉ ở phụ kiện nén

Khi khớp nối nén bị rò rỉ, vị trí rò rỉ sẽ chỉ ra nguyên nhân và xác định phương pháp sửa chữa chính xác:

• Rò rỉ có thể nhìn thấy ở điểm nối ren đai ốc với thân máy nén: Sự rò rỉ xảy ra giữa vòng đệm và đệm thân vừa vặn, thường do không đủ chặt (đốt không được đặt hoàn toàn vào thân) hoặc hư hỏng đệm ngồi từ lần lắp ráp trước đó với vòng đệm bị biến dạng quá mức. Sửa chữa: siết chặt đai ốc nén thêm 1/4 vòng và kiểm tra lại. Nếu rò rỉ vẫn tiếp tục sau khi siết chặt thêm 1/4 vòng, hãy tháo rời và kiểm tra ghế ngồi xem có bị hư hỏng không. Thân ghế bị hư hỏng cần phải thay thế thân ghế phù hợp.
• Rò rỉ ở bề mặt ống giữa ống sắt và ống: Vòng sắt chưa khít hoàn toàn vào ống OD, thường là do đai ốc siết không đủ, đường kính ngoài của ống vượt quá khả năng chịu đựng (quá nhỏ để vòng đệm có thể kẹp được) hoặc vòng đệm không đúng đối với vật liệu ống. Sửa chữa: siết chặt đai ốc nén thêm 1/4 đến 1/2 vòng. Đo đường kính ngoài của ống bằng thước cặp để xác nhận rằng nó nằm trong phạm vi dung sai đối với kích thước lắp. Đối với các lỗi lặp đi lặp lại với cùng một ống, hãy kiểm tra đường kính ngoài của ống dựa trên dữ liệu tương thích của nhà sản xuất phụ kiện.
• Ống kéo ra khỏi khớp nối dưới áp lực: Vòng đệm chưa đạt được độ sâu cắn thích hợp để chống lại lực kéo dọc trục do áp suất hệ thống tác động lên mặt cắt ngang của ống. Điều này thường xảy ra do độ siết không đủ hoặc đường kính ngoài của ống vượt quá khả năng cho phép. Sửa chữa: nếu ống không di chuyển so với thân khớp nối, hãy siết chặt đai ốc nén thêm 1/4 vòng. Nếu ống đã di chuyển và ống nối trượt dọc theo bề mặt ống, khớp nối phải được tháo rời và ống nối bị hư hỏng được thay thế, vì ống nối trượt không thể được định vị lại chính xác chỉ bằng cách siết chặt.

Các vấn đề lắp đặt máy nén khí cụ thể đối với hệ thống khí nén

• Nới lỏng khớp nối nén do rung: Máy nén tạo ra rung động đáng kể ở tần số chạy (thường là 50 đến 60 Hz đối với động cơ xoay chiều một pha) được truyền qua các kết nối đường ống cứng đến tất cả các phụ kiện trong hệ thống. Các phụ kiện nén trong phạm vi 1 đến 2 mét tính từ thân máy nén có thể bị lỏng dần nếu biên độ rung đủ để vượt qua ma sát trong ren đai ốc. Các giải pháp bao gồm lắp đặt các kết nối ống mềm được gia cố linh hoạt giữa máy nén và hệ thống đường ống cứng (cách ly rung), thêm đai ốc khóa nén trong đó đầu nối tiêu chuẩn không bao gồm một hoặc sử dụng các phụ kiện cấp dụng cụ có hai thanh sắt có lực kẹp ống sắt vào ống cao hơn trong vùng có độ rung cao gần máy nén.
• Mất khí khớp nối nhanh khi không có dụng cụ nào được kết nối: Vòng đệm trong ổ cắm kết nối nhanh là một vòng chữ O bên trong được ép đóng khi không cắm phích cắm. Nếu vòng chữ O này bị mòn, bị sứt mẻ hoặc bị nhiễm dầu máy nén, nó sẽ không bịt kín hoàn toàn và không khí liên tục chảy ra từ ổ cắm trống. Thay vòng chữ O (có sẵn trong gói bộ dụng cụ sửa chữa cho hầu hết các tiêu chuẩn khớp nối nhanh) hoặc thay cụm ổ cắm nếu mặt tựa vòng chữ O bị hỏng.
• Ăn mòn khớp nối do nước ngưng tụ: Nước ngưng (nước lỏng) tích tụ trong hệ thống phân phối khí nén có tính axit nhẹ (thường có pH từ 4 đến 6 từ CO2 hòa tan) và tấn công các bề mặt tiếp xúc bằng đồng và thép theo thời gian. Đảm bảo van xả của bộ thu khí được vận hành hàng ngày để loại bỏ nước ngưng trước khi nó bay hơi trở lại luồng không khí và ngưng tụ lại ở các phụ kiện phía sau. Lắp đặt bộ tách ẩm có cống thoát nước tự động tại điểm nhánh đầu tiên sau bình chứa khí để thu giữ lượng nước ngưng tụ lớn trước khi đến các phụ kiện phân phối.

Kích thước phụ kiện nén: Ống OD và Kích thước danh nghĩa của ống

Một trong những nguồn gây nhầm lẫn thường gặp nhất khi mua phụ kiện nén bằng đồng thau và phụ kiện máy nén khí là sự khác biệt giữa kích thước OD ống (là tham chiếu kích thước chính xác cho phụ kiện nén) và kích thước ống danh nghĩa (là tham chiếu kích thước cho phụ kiện có ren). Việc nhầm lẫn hai hệ thống kích thước này dẫn đến việc mua các phụ kiện không thể lắp ráp được về mặt vật lý với ống đã có sẵn trong quá trình lắp đặt.

Tại sao phụ kiện nén có kích thước bằng ống OD

Các phụ kiện nén bịt kín bằng vòng sắt kẹp chặt bề mặt ngoài thực tế của ống. Đường kính lỗ của ống nối và đường kính lỗ của thân phụ kiện đều khớp với đường kính ngoài thực tế của ống mà chúng được thiết kế để lắp. Nếu lỗ ống nối thậm chí còn lớn hơn 0,5 mm so với đường kính ngoài của ống, thì ống nối sẽ không bám chặt vào ống; nếu nhỏ hơn 0,5 mm, ống nối không thể được lắp vào ống nếu không có lực làm biến dạng ống trước khi lắp ráp. Vì lý do này, Các phụ kiện nén phải luôn được xác định bằng đường kính ngoài thực tế của ống được nối chứ không phải bằng độ dày thành ống, lỗ khoan bên trong hoặc chỉ định kích thước danh nghĩa.

Kích thước OD ống phổ biến và tương đương với phụ kiện nén của chúng

Câu hỏi thường gặp

1. Làm thế nào để các phụ kiện nén hoạt động mà không cần bất kỳ chất hàn hoặc chất bịt kín ren nào?

Các phụ kiện nén hoạt động bằng cách sử dụng lực cơ học để tạo ra một lớp đệm tiếp xúc giữa kim loại với kim loại mạnh hơn nhiều so với áp suất mà khớp nối phải chịu. Khi đai ốc nén được siết chặt, nó sẽ dẫn động một ống sắt kim loại có thể biến dạng giữa mặt côn của đai ốc và mặt tựa của thân khớp nối, làm biến dạng dẻo ống sắt để nó kẹp chặt ống OD và bịt kín vào mặt tựa của thân máy cùng một lúc. Ứng suất tiếp xúc tại bề mặt tiếp xúc giữa vòng đệm và thân sau khi siết chặt chính xác khớp nối nén bằng đồng tiêu chuẩn thường là 400 đến 600 MPa, trong khi áp suất làm việc tối đa thường là 1,5 đến 3,5 MPa (15 đến 35 bar). Ứng suất tiếp xúc vượt quá áp suất làm việc từ 100 đến 400 lần, tạo ra vòng đệm kim loại tự cấp năng lượng mà không cần thêm vật liệu bịt kín để duy trì hiệu suất kín khít. Không được sử dụng chất bịt kín ren hoặc băng PTFE cho các ren của khớp nối nén vì sự ăn khớp của ren không tạo thành bất kỳ bộ phận nào của phốt và chất bịt kín ren trên ren của đai ốc nén làm thay đổi hệ số ma sát theo cách khiến ống sắt bị dẫn động quá mức hoặc bị dẫn động kém so với số vòng quay được chỉ định.

2. Đai ốc nén là gì và nên siết bao nhiêu vòng?

Đai ốc nén là bộ phận có ren có thể nhìn thấy bên ngoài của cụm khớp nối nén được siết chặt để dẫn động ống nối vào đế của thân khớp nối và đường kính ngoài của ống, tạo ra vòng bịt kín áp suất. Đai ốc nén có một ren bên trong gắn với thân khớp nối và một mặt côn bên trong tiếp xúc với mặt sau của ống nối. Thông số kỹ thuật siết chặt chính xác phụ thuộc vào tiêu chuẩn lắp đặt được sử dụng. Đối với các phụ kiện nén ống nước một ống sắt tiêu chuẩn (BS EN 1254 và tương đương) trên ống đồng, thông số kỹ thuật tiêu chuẩn là 1 và 1/4 vòng qua ngón tay. Đối với ống nhựa có cùng kiểu lắp, thường phải siết chặt bằng ngón tay 2 vòng. Đối với các phụ kiện cấp dụng cụ có vành sắt đôi theo tiêu chuẩn Swagelok, chỉ định chính xác 1 và 1/4 vòng quay quá chặt bằng ngón tay cho lần lắp ráp ban đầu. Để siết chặt lại mối nối đã phát triển một rò rỉ nhỏ, thêm một phần tư vòng quay là lực siết bổ sung tối đa cần được áp dụng trước khi kết luận rằng vòng sắt cần được thay thế.

3. Tại sao phụ kiện nén bằng đồng tốt hơn phụ kiện bằng nhựa hoặc thép trong hầu hết các ứng dụng ống nước?

Các phụ kiện nén bằng đồng thau hoạt động tốt hơn các phụ kiện nén bằng nhựa trong hầu hết các ứng dụng ống nước vì đồng thau có khả năng chịu nhiệt độ cao hơn (các phụ kiện nén bằng nhựa thường được giới hạn ở 60 đến 80 độ C so với các phụ kiện bằng đồng thau là 120 độ C), lực biến dạng ống sắt lớn hơn (cho phép áp suất làm việc cao hơn) và khả năng chống suy thoái tia cực tím và tấn công hóa học tốt hơn từ các sản phẩm tẩy rửa và hóa chất xử lý nước. Các phụ kiện nén bằng đồng thau hoạt động tốt hơn các phụ kiện thép tiêu chuẩn trong hệ thống cấp nước vì đồng thau không bị rỉ khi có nước và nước ngưng tụ, loại bỏ các hạt rỉ sét mà các phụ kiện thép cuối cùng góp phần cung cấp nước và sự ăn mòn dần dần làm suy yếu các bức tường lắp thép theo thời gian. Các phụ kiện nén bằng thép hoặc thép không gỉ chỉ được chỉ định trên đồng thau trong các ứng dụng mà nhiệt độ, áp suất hoặc môi trường hóa học của hệ thống vượt quá khả năng của đồng thau, chẳng hạn như hệ thống thủy lực áp suất cao, đường dẫn hơi nước nhiệt độ cao hoặc các ứng dụng xử lý hóa học mạnh.

4. Các phụ kiện nén có thể được tái sử dụng hoặc tháo rời sau khi lắp ráp lần đầu không?

Về mặt kỹ thuật, các phụ kiện nén có thể được tháo rời bằng cách tháo đai ốc nén, nhưng ống nối đã bị biến dạng trong quá trình lắp ráp ban đầu thường nên được thay thế thay vì sử dụng lại trong bộ lắp ráp mới. Vòng đệm bị biến dạng đã được nén vĩnh viễn vào đường kính ngoài của ống ở vị trí lắp ráp ban đầu của nó: nếu ống được tháo ra và lắp lại, vòng đệm hiếm khi có thể được định vị lại chính xác ở vị trí ban đầu trong quá trình lắp ráp ban đầu và vòng đệm bị biến dạng trước có thể không tạo ra một vòng đệm thích hợp ở một vị trí hơi khác. Phần thân lắp có thể được tái sử dụng vô thời hạn nếu ghế không bị hư hại. Trong thực tế, bộ dụng cụ lắp lại phụ kiện nén (chứa vòng sắt và đai ốc mới) có sẵn từ các nhà sản xuất phụ kiện và là phương pháp phù hợp cho những phụ kiện đã tháo rời cần được đưa trở lại sử dụng. Không bao giờ cố gắng di chuyển vòng đệm đã được tạo sẵn trước đó đến vị trí mới trên ống và siết chặt lại vì mong đợi có một vòng đệm đáng tin cậy.

5. Phụ kiện máy nén khí khác với phụ kiện nén ống nước tiêu chuẩn như thế nào?

Phụ kiện máy nén khí bao gồm ba loại sản phẩm riêng biệt phục vụ các bộ phận khác nhau của hệ thống khí nén, trong khi thuật ngữ phụ kiện nén ống nước thường chỉ đề cập đến phụ kiện nén ống-OD với ống nối và đai ốc. Các kết nối cơ sở hạ tầng cố định trong hệ thống khí nén sử dụng các phụ kiện nén bằng đồng tiêu chuẩn trên ống đồng hoặc không gỉ, có chức năng giống với các phụ kiện nén ống nước trong cơ chế bịt kín nén của chúng. Kết nối tại bộ thu khí, bộ điều chỉnh áp suất và bộ lọc sử dụng các phụ kiện bằng đồng có ren BSP hoặc NPT thay vì các phụ kiện nén. Điểm kết nối dụng cụ sử dụng các khớp nối kết nối nhanh để đẩy vào và nhả bằng vòng đệm, đây là một cơ chế hoàn toàn khác với cơ chế bịt kín bằng nén và không yêu cầu ống nối hoặc đai ốc. Do đó, danh mục phụ kiện máy nén khí bao gồm cả ba loại và thông số kỹ thuật chính xác phụ thuộc vào bộ phận nào của hệ thống đang được kết nối.

6. Nguyên nhân khiến đầu nối nén bị rò rỉ và cách khắc phục?

Rò rỉ phụ kiện nén có bốn nguyên nhân chính. Siết chặt không đủ (đai ốc nén không được xoay đủ xa để siết chặt bằng ngón tay để làm biến dạng hoàn toàn vòng đệm) tạo ra rò rỉ thường phản ứng với việc siết chặt thêm một phần tư vòng của đai ốc nén. Siết quá chặt (đai ốc được xoay nhiều hơn số vòng quay quy định) sẽ đè bẹp ống nối quá mức, tạo ra tình trạng rò rỉ và trở nên tồi tệ hơn khi siết chặt hơn thay vì tốt hơn; cách sửa chữa chính xác là tháo gỡ hoàn toàn bằng cách thay thế ống sắt. Thân ghế lắp bị hỏng (do lắp ráp nhiều lần với vòng đệm bị biến dạng quá mức hoặc do nhiễm bẩn xâm nhập vào khu vực ghế trong quá trình lắp ráp) tạo ra rò rỉ không phản ứng với việc siết chặt đai ốc nén vì bề mặt bịt kín bị hỏng; cách sửa chữa chính xác là thay thế thân xe phù hợp. Vượt quá mức cho phép của ống OD (ống có đường kính quá nhỏ để vòng sắt có thể bám vào, thường là do sử dụng ống hệ mét có khớp nối hệ đo lường Anh hoặc ngược lại) tạo ra rò rỉ không thể khắc phục bằng cách siết chặt và yêu cầu khớp nối có kích thước chính xác cho ống OD đang được sử dụng.

7. Tôi có nên sử dụng băng PTFE trên ren đầu nối nén bằng đồng không?

Không, không được sử dụng băng PTFE (băng Teflon) cho các ren lắp nén bằng đồng thau. Đây là một trong những lỗi lắp đặt phổ biến nhất do những người quen thuộc với phụ kiện ống ren mắc phải, họ cho rằng phụ kiện nén tuân theo các quy tắc lắp ráp giống như phụ kiện ống ren. Trong phụ kiện đường ống có ren (NPT hoặc BSP), bản thân sự gắn ren là cơ chế bịt kín chính và băng PTFE sẽ lấp đầy các khoảng trống siêu nhỏ trong ren để hoàn thiện việc bịt kín. Trong khớp nối nén, sự liên kết ren giữa đai ốc nén và thân khớp nối hoàn toàn là một cơ chế cải tiến cơ học: nó tạo ra lực nhưng không tạo ra bất kỳ vòng bịt nào. Con dấu được hình thành độc quyền bởi các điểm tiếp xúc giữa ống nối với thân máy và các điểm tiếp xúc giữa ống nối với ống, hoàn toàn độc lập với ren. Việc thêm băng PTFE vào ren khớp nối nén sẽ làm thay đổi ma sát trong quá trình gắn ren, khiến bộ lắp đặt đạt được mô-men xoắn siết chặt được chỉ định ở vị trí quay khác với ren không được hàn kín, dẫn đến biến dạng ống nối không chính xác. Chỉ dán băng PTFE vào cổng ren không nén của thân khớp nối nén (chẳng hạn như cổng NPT hoặc BSP ở đầu đối diện của khớp nối với kết nối nén), trong đó cần phải bịt kín ren.

8. Vật liệu ống nào tương thích với phụ kiện nén bằng đồng thau?

Các phụ kiện nén bằng đồng thau tương thích với ống đồng (ứng dụng chính và phổ biến nhất), ống thép không gỉ cỡ nhẹ (đối với các ứng dụng có áp suất cao hơn hoặc có tính ăn mòn cao, sử dụng ống nối bằng đồng mềm hoặc không gỉ thích hợp), ống nhựa nylon và polyetylen (có một miếng chèn bằng đồng trong lỗ ống để ngăn chặn lỗ khoan bị sập trong quá trình nén ống sắt và siết chặt bằng ngón tay 2 vòng) và ống PVC (có cùng yêu cầu chèn như các ống nhựa khác). Các phụ kiện nén bằng đồng thau không tương thích với ống thép không gỉ dạng sóng (CSST) được sử dụng cho dịch vụ khí đốt (yêu cầu các phụ kiện CSST chuyên dụng), ống nhôm (trong đó sự chênh lệch điện hóa giữa nhôm và đồng thau gây ra sự ăn mòn điện tại điểm tiếp xúc của ống sắt) hoặc ống cao su hoặc đàn hồi (không thể nén bằng ống sắt mà không làm sập lỗ ống và không phục hồi đàn hồi sau quá trình nén ống sắt). Luôn kiểm tra dữ liệu về khả năng tương thích ống của nhà sản xuất phụ kiện để biết đường kính ngoài, độ dày thành ống và sự kết hợp vật liệu cụ thể đang được sử dụng, vì thiết kế ống nối khác nhau giữa các nhà sản xuất và không phải tất cả các ống nối đều tương thích với tất cả các loại ống.

9. Làm cách nào để chọn giữa phụ kiện nén và phụ kiện đẩy để kết nối cho ứng dụng của tôi?

Việc lựa chọn giữa phụ kiện nén và phụ kiện đẩy để kết nối phụ thuộc vào ba yếu tố. Đầu tiên, tần suất ngắt kết nối: các phụ kiện đẩy để kết nối được thiết kế để lắp ráp và tháo rời nhiều lần và lý tưởng cho các ứng dụng mà kết nối có thể cần phải ngắt để bảo trì, thay bộ lọc hoặc cấu hình lại thiết bị. Các phụ kiện nén được thiết kế dưới dạng kết nối cố định hoặc bán cố định và không được tháo rời thường xuyên. Thứ hai, định mức áp suất: các phụ kiện nén cho kích thước ống từ trung bình đến lớn thường có xếp hạng áp suất cao hơn các phụ kiện đẩy để kết nối có lỗ khoan tương đương, làm cho các phụ kiện nén trở thành thông số kỹ thuật chính xác cho các ứng dụng thủy lực, khí đốt và xử lý áp suất cao. Thứ ba, yêu cầu kỹ năng lắp đặt: các phụ kiện đẩy để kết nối không yêu cầu công cụ, không có thông số mô-men xoắn và không cần quản lý ống nối, khiến chúng nhanh hơn và ít phụ thuộc vào kỹ năng hơn so với các phụ kiện nén. Đối với đường ống chính phân phối khí nén cố định không bao giờ bị ngắt kết nối, các phụ kiện nén trên ống đồng mang lại hiệu suất không rò rỉ lâu dài đáng tin cậy nhất. Đối với hệ thống phân phối băng ghế trong phòng thí nghiệm được cấu hình lại thường xuyên, các phụ kiện đẩy để kết nối trên ống nylon hoặc polyurethane giúp việc cấu hình lại dễ dàng hơn và nhanh hơn mà không phải trả chi phí thay thế ống nối cho các phụ kiện nén.

10. Định mức áp suất tối đa của khớp nối nén bằng đồng tiêu chuẩn là bao nhiêu?

Định mức áp suất tối đa của khớp nối nén bằng đồng tiêu chuẩn phụ thuộc vào đường kính ngoài của ống, độ dày thành ống, thiết kế khớp nối và môi trường chất lỏng được chứa. Đối với dịch vụ cấp nước, các phụ kiện nén bằng đồng tiêu chuẩn trên ống đồng thường được đánh giá ở mức 10 đến 25 bar (145 đến 360 PSI) tùy thuộc vào kích thước, với các phụ kiện nhỏ hơn có xếp hạng cao hơn các phụ kiện lớn hơn do thành dày hơn tương ứng và mặt cắt lỗ khoan nhỏ hơn. Đối với dịch vụ khí nén, các phụ kiện tương tự thường được đánh giá ở mức 10 đến 16 bar (145 đến 232 PSI), bao gồm phạm vi hoạt động của tất cả các hệ thống khí nén công nghiệp và xưởng tiêu chuẩn. Đối với dịch vụ khí đốt, xếp hạng có thể thấp hơn do các yêu cầu pháp lý áp dụng các hệ số an toàn bổ sung cho việc phê duyệt phụ kiện phân phối khí đốt. Các phụ kiện nén bằng đồng loại dụng cụ có vòng sắt kép dành cho các ứng dụng áp suất cao được đánh giá từ 200 bar (2.900 PSI) cho kích thước ống lớn hơn lên đến 800 bar (11.600 PSI) cho ống dụng cụ áp suất cao có lỗ khoan nhỏ, giúp thiết kế khớp nối nén có thể áp dụng trên toàn bộ phạm vi từ cấp nước sinh hoạt áp suất thấp đến thiết bị phân tích khí và thủy lực áp suất cực cao.