Komplexné riešenie prírubových spojov

Ak sa netesnosť opakuje po výmene tesnenia za identický typ, príčina takmer určite leží inde. Najčastejšie ide o nevhodný materiál tesnenia pre danú prevádzkovú teplotu, chybný alebo chýbajúci výpočet utahovacieho momentu, nesprávny postup montáže alebo poškodené tesniace plochy prírub.

Zásadné. Rôzne mazivá majú rôzne súčinitele trenia, ktoré sa navyše líšia použitou metodikou merania. Ak utahovací moment v výkresovej dokumentácii nespresňuje mazivo, pre ktoré bol počítaný, a použijete iné, môže byť výsledná svorná sila až trikrát vyššia alebo nižšia, než je potrebné. To priamo ovplyvňuje merný tlak na tesnenie a spoľahlivosť spoja.

U prírub v nižších tlakových triedach, konkrétne do PN 40, je dlhodobá tesnosť komplikovanejšia, než sa zdá. Na tesnenie zodpovedajúce rozmerovej norme EN 1514-1 nemožno u týchto prírub vyvodiť dostatočný meraný tlak. Riešením je optimalizácia rozmerov tesnenia na základe výpočtu podľa EN 1591-1, nie iba jednoduchá výmena produktu.

Průkaz tesnosti je výsledkom výpočtu podľa EN 1591-1, ktorý overí, či navrhnuté tesnenie a skrutky zabezpečia dostatočný meraný tlak vo všetkých prevádzkových stavoch spoja - pri montáži, prevádzkovom tlaku aj teplote. Je nevyhnutný pri kritických spojoch, pri zmene prevádzkových parametrov, pri prechode na iný typ tesnenia a všade tam, kde zlyhanie spoja predstavuje bezpečnostné alebo prevádzkové riziko.

Teplotná odolnosť vláknitopryžových tesnení je limitovaná elastomérnymi pojivami, nie grafitovými alebo aramidovými vláknami. Horná hranica sa pohybuje približne na 150 °C. Pri vyšších teplotách dochádza k tvrdnutiu pojív, strate objemu a pružnosti, poklesu predpätia skrutiek a následnej netesnosti. Argument, že tieto materiály je možné krátkodobo použiť aj pri 350 °C, nemožno spoľahlivo doložiť, pretože pojem krátkodobo nie je v tomto kontexte definovaný.

Teflónové tesnenia majú uvádzanú teplotnú odolnosť až okolo 260 °C, ale z pohľadu zabezpečenia tesnosti je ich praktická hranica približne 180 °C. So zvyšujúcimi sa teplotami sa zvyšuje aj nežiadúce tečenie tesniaceho materiálu, uvoľňovanie predpätia skrutiek a postupné netesnosti spoja.

Kľúčovým parametrom je miera oxidácie grafitu, ktorá závisí na čistote ložiska, z ktorého bol grafit ťažený, a tiež na následnom výrobnému procesu. Čím viac grafit obsahuje chloridov, fluoridov alebo síry, tým je oxidácia vyššia. Pri vysokých teplotách za prítomnosti kyslíka dochádza k úbytku materiálu tesnenia, poklesu špecifického tlaku a netesnostiam. Kvalitu grafitu je možné objektívne overiť TGA analýzou, pri ktorej sa meria úbytok hmotnosti vzorky pri vysokej teplote za časovú jednotku.

Hodnoty uvádzané v pT diagrame sú orientačné a vychádzajú z ideálnych podmienok. Nezohľadňujú konkrétne rozmery prírubového spoja, stav tesniacich plôch, použitý spojovací materiál ani postup montáže. Spoľahlivý výber materiálu tesnenia musí vychádzať z nameraných tesniacich kriviek a výpočtu s preukazom tesnosti pre konkrétnu aplikáciu.

Riadené utahovanie je proces, pri ktorom sú skrutky dotahované na presne stanovený moment alebo osovú silu, krížovým spôsobom vo viacerých krokoch, s použitím kalibrovaných nástrojov. Na rozdiel od utahovania odhadom zabezpečuje rovnomerné rozloženie mernej tlaku na tesnení a opakovateľný výsledok. U kritických spojov sa vykonáva hydraulickými utahovačkami, ktoré umožňujú simultánne utahovanie dvoch alebo štyroch skrutiek súčasne.

Protokol o utiahnutí dokumentuje dosiahnuté hodnoty utahovacieho momentu alebo osovej sily na každom šróbe, použité náradie, mazivo a postup montáže. Je dokladom o správne vykonanej montáži, podkladom pre prípadnú analýzu pri budúcej netesnosti a v niektorých odvetviach aj požiadavkou pre prevádzkový alebo bezpečnostný audit.

Až 50 % netesností prírubových spojov je spôsobených chybnou montážou. Montéri vo väčšine prípadov nemajú zadaný utahovací moment a utahujú odhadom. Školenie podľa normy EN 1591-4 poskytuje ako teoretické, tak praktické znalosti o montážnych postupoch, voľbe tesnenia, mazaní a vplyve utahovacieho momentu na tesnosť. Certifikovaní montéri sú schopní po sebe svoju prácu skontrolovať.