Быстроразъёмные соединения ( БРС) для трубопроводов

Быстроразъемные соединения для труб (БРС).

Быстроразъёмные соединения известны давно, хотя и считаются инновационными в индустрии деталей трубопроводов. Исторически они использовались в технологических трубопроводах машин и оборудования, гидравлических и пневматических магистралях, а также в элементах трубопроводов водоснабжения и теплоснабжения в жилищно-коммунальном хозяйстве. Обычно речь идёт о трубопроводах небольшого диаметра до Dy10.

Применение БРС объясняется частым проведением процедур сборки, разборки, ремонта, подключения и переключения оборудования или монтажа и демонтажа различных приспособлений, таких как гидравлические магистрали инструментов строительной техники или оборудование для загрузки и разгрузки цистерн. БРС позволяют быстро разбирать и собирать трубопроводы без использования специальных приспособлений и инструментов.

Благодаря своим преимуществам, БРС расширяют области применения и теперь выпускаются серийно на Dy 350 и Ру 63. Они используются в промышленных системах, нефтехимии, жилищно-коммунальном хозяйстве, малой энергетике, горнодобывающей промышленности и других отраслях, где требуется временная установка или частая смена оборудования и конфигурации трубопроводов.

Широкое применение БРС наблюдается в горнодобывающей промышленности и строительстве, где распространены временные трубопроводы различного назначения. Хотя использование БРС упрощает и ускоряет монтаж, их применение на обычных трубопроводах нецелесообразно, так как снижает надёжность системы и увеличивает затраты.

1. БРС с фиксирующим клином ГОСТ 633-80

Основным элементом является шарнирный хомут с клином, который охватывает фланцы, уплотнительное кольцо и с помощью клина стягивается место стыка труб.

Конструкция позволяет быстро смонтировать трубопровод и неоднократно использовать его. Используется в основном для временных трубопроводов в горнодобывающей промышленности, нефтедобыче, сельском хозяйстве, для нужд армии и специальных служб.

В состав поставки БРС входит: два фланца (под приварку), хомут (состоящий из двух полухомутов), клин или шпилька (для стягивания полухомутов), прокладка резиновая межфланцевая.

Большое значение для герметичности соединения имеет качество фланцев и прокладки. Применяется для трубопроводов Ру 1,6 – 32 МПа и Ду 250

Достоинства:

• простота
• низкая стоимость
• универсальность

Недостатки:

• низкая надёжность
• ограниченный диапазон эксплуатации

2. БРС кулачкового типа камлок (Camlok)

Камлок - это система универсальных самоблокирующихся быстроразъёмных соединений кулачкового типа, которая позволяет мгновенно соединить несколько шлангов, рукавов или трубопроводов между собой, присоединить шланг к различным устройствам и резервуарам, заглушить концы трубопроводов специальными грязепылезащитными колпаками - заглушками и т.д. Быстроразъемное соединение камлок состоит из двух частей, муфты с эксцентриками (кулачками) и адаптера со специальным кольцевым желобком, благодаря которому происходит фиксация при повороте эксцентриков. Данное устройство муфты обеспечивает виброустойчивое соединение с адаптером без использования дополнительного фиксирующего шплинта или других приспособлений. Герметичность соединения обеспечивается уплотнительным кольцом, из эластичного материала. Уплотнение происходит по торцевой поверхности адаптера. Выбор материала уплотнения зависит от условий эксплуатации (рабочая среда, давление, температура). Наиболее распространённые уплотнения для системы камлок:

Гарантируется герметичность соединения Камлок при кратковременном превышении нормативного давления более чем в 2 раза.

На сегодняшний день камлок, является самой распространённой системой БРС как в США и Канаде, так и в Европе. Адаптеры и муфты выполняются под приварку, с приварными фланцами, с наружной или внутренней резьбой, со штуцерами (для гибких шлангов).

Помимо адаптеров и муфт серийно выпускаются заглушки, переходники, тройники, пробки, клапаны, запорная арматура и другие элементы, совместимые с данной системой.

Материалы для изготовления БРС камлок: сталь, нержавеющая сталь, латунь, бронза, алюминий, полимерные материалы. Материал БРС выбирается исходя из условий эксплуатации.

БРС камлок применяются для трубопроводов Ду 200 и Ру 20.

3. Быстроразъемные соединения BAUER и Perrot

БРС типа BAUER и Perrot - популярные системы соединений, созданные в Европе и конкурирующие между собой. Первоначально использовалась в основном в сельском хозяйстве и строительстве для систем орошения, сельскохозяйственного оборудования и для подачи бетона, пенобетона и других тяжелых и густых масс. Сегодня быстроразъемные соединения этих типов нашли очень широкое применение. Их широко используют:

• в сельском хозяйстве и садоводстве;
• в  строительстве для транспортировки жидкого и сухого бетона и строительных смесей;
• в водоснабжении и водоотведении;
• в горнодобывающей  промышленности;
• в промышленности, на производствах для транспортировки гранулированных и порошковых материалов;
• в химической промышленности;
• в нефтедобыче.

Между собой БРС типа BAUER и БРС типа Perrot отличаются очень незначительно. BAUER имеет сферическую плоскость сопряжения, а БРС типа Perrot – полусферическую.

БРС типа BAUER (Perrot) состоят двух штуцеров, замка и дополнительного уплотнительного кольца. Причём замок может выполняться, как в виде отдельного элемента, так и привариваться к одному из штуцеров. На Рис. 6 и Рис. 7 представлены варианты компоновки соединения.

Преимущества системы:

• простота соединения;
• универсальность
• возможность стыковки труб под углом до 15°,
• полная герметичность даже при загрязнённых соединениях.

Соединения изготовляются из стали. Помимо соединений серийно выпускаются заглушки, переходники, тройники, пробки, клапаны, запорная арматура, гидранты и другие элементы с присоединениями BAUER (Perrot). Диапазон размеров Dy 50 – 204.

4. БРС ISO

Говоря о БРС не возможно не упомянуть о соединениях ISO. Это наиболее массовый тип быстроразъемных соединений. Он практически не применяется в обычных трубопроводных системах, а используется для удобной и быстрой замены гидравлических рабочих органов машин и оборудования без потерь рабочей жидкости.

Различные конструкции с внутренней или наружной резьбой метрического или дюймового BSP/NPTF исполнения обеспечивают применение БРС в оборудовании любого производителя техники. Большое разнообразие материалов и покрытий корпусов, клапанных систем и уплотнительных материалов допускает эксплуатацию с рабочими средами на масляной основе, агрессивных химических жидкостях, воде, фреонах и т.п. при давлениях свыше 1000 атмосфер и температурах от -60°С до +300°С.

Быстроразъемное соединение тип ISO A

Быстроразъёмные соединения ISO A — это традиционные БРС с коническими клапанами (также встречаются сферические клапаны). БРС ISO A — одна из первых моделей гидравлических разъёмов, широко используемых в системах с низкими нагрузками. Эти соединения применяются в сельскохозяйственной технике, прицепах, коммунальной технике и других подобных устройствах.

Форма клапана уменьшает сопротивление потоку рабочей жидкости. Соединение полумуфт осуществляется с помощью шарикового затвора. Конструкция затвора позволяет полумуфтам вращаться относительно друг друга в закрытом состоянии при наличии давления, защищая гидравлические шланги РВД от скручивания.

Преимуществами БРС ISO A являются низкая стоимость и открытая полость в полумуфте-розетке, которая требует использования пластиковых заглушек.

Кроме того в гидравлике широко распространены БРС FIRG с клапанами дисковой формы, БРС типа HPA широко используемые в системах мобильного гидравлического инструмента российского производства, БРС ISO B и другие типы быстроразъемных соединений для гидравлических и пневматических соединений небольшого (до двух дюймов) диаметра.

Нужно понимать, что БРС для гидравлических и пневматических магистралей, а также рукавов высокого давления, и БРС для трубопроводов – это принципиально разные вещи. Конструктивно невозможно реализовать работоспособное соединение ISO для трубопровода Dy 300.

5. БРС НКТ

Быстроразъёмное соединение БРС НКТ (для труб НКТ) применяется в основном в нефтедобыче и нефтепереработке, а также в горнодобывающей промышленности. Предназначено для быстрой сборки и разборки трубопроводов, соединения манифольдов (система для запуска и работы скважин) для присоединения цементировочных агрегатов, буровых насосов и для замены гидравлических рабочих органов без потери рабочей жидкости.

БРС НКТ представляет собой соединенные накидной гайкой гнездо конуса и конус уплотнения с резиновым кольцом. Конструкция БРС позволяет быстро смонтировать трубопроводную систему либо разобрать ее для дальнейших нужд.

В зависимости от материала, покрытия корпуса, и материала уплотнения БРС НКТ применяют при температурах от - 60 до +200 °С, Dу 150 и Ру 70 МПа.

6. Заключение

Разумеется, в обзор вошли далеко не все виды быстроразъемных соединений, коих на сегодняшний день разработано довольно много. Из популярных систем можно упомянуть БРС DIN 2828, быстроразъемное кулачковое соединение Высокого Давления Sno-Lock, систему Dry-Mate, БРС с автоматическими клапанами WALTHER-PRÄZISION и Stäubli. К сожалению, стимулом для появления новых систем является не улучшение эксплуатационных характеристик, а рыночная конкуренция.

В последние годы наблюдается устойчивая тенденция к появлению высокотехнологичных систем, включающих в себя запорную и регулирующую арматуру, измерительную аппаратуру и автоматические или полуавтоматические быстроразъемные фитинги, позволяющие быстро и безошибочно коммутировать различные устройства, собирать и эксплуатировать трубопроводы, осуществлять перекачку жидкостей и газов на транспорте. Конечно, высокая стоимость подобных систем ограничивает их широкое распространение, но с учётом общей тенденции к автоматизации технологических процессов, можно утверждать, что именно за такими системами будущее.