Ошибки при выборе резьбы и их последствия - Гидролинии.ру

В гидравлических резьбовых соединениях используется множество различных типов резьб. В данной статье рассматривается, на что следует обращать внимание, чтобы избежать путаницы и серьёзных последствий при техническом обслуживании и ремонте.

Современные гидравлические системы содержат штуцеры с метрической или дюймовой резьбой. То же самое относится и к портам. Поскольку они не всегда имеют чёткую маркировку, при обслуживании или ремонте легко возникает путаница, которая может иметь серьёзные последствия.

В гидравлических системах используются многочисленные резьбовые соединения. Их разнообразие весьма значительно: широкий спектр различных исполнений для разных классов давления включает множество типов соединений, вворачиваемых резьб и уплотнений.

Гидравлические резьбовые соединения используются для подключения отдельных групп компонентов и гидравлических элементов. Они подвергаются всё более высоким рабочим давлениям, а также пикам давления, значительно превышающим расчётное. Рабочее давление более 500 бар отнюдь не редкость. Кроме того, значительные нагрузки могут возникать из-за механических, термических или химических воздействий окружающей среды.

Штуцеры и порты могут быть метрическими или дюймовыми

Резьбовые соединения встречаются с метрической и дюймовой резьбой. Различие обусловлено системами измерения, профилем витка и шагом резьбы. В Северной Америке распространены американская унифицированная резьба (UN) и её мелкая версия (UNF).

Профиль витка описывает форму резьбы, в частности угол между боковыми сторонами витка. Шаг описывает расстояние, на которое винт перемещается в резьбе за один полный оборот. Например, резьба M12x1,5 имеет шаг 1,5 мм. Винт перемещается на 1,5 мм глубже в резьбовое отверстие при каждом полном обороте.

Стандартный ряд в контексте резьб обозначает стандартизированную серию резьб с определёнными параметрами, такими как диаметр, шаг и допуски. Стандарты гарантируют, что резьбовые соединения, например, гайки и болты, точно подходят друг к другу, несмотря на раздельное изготовление. Наиболее известным стандартным рядом является метрическая резьба ISO (M).

Согласно действующим нормативным актам, стандартам и правилам, производители и эксплуатанты систем и машин обязаны обеспечивать максимальную безопасность при эксплуатации оборудования. Важным условием для этого является пересмотр DIN 3859 в её текущей редакции, которая требует обязательной маркировки метрических и параллельных дюймовых трубных резьб (DIN EN ISO 228-1). Чёткая и однозначная маркировка в виде насечки на лыске дюймовой резьбы призвана снизить риск путаницы (Рисунок 2а). Переходный период для этого завершился 31 декабря 2024 года. Однако практика показывает, что на рынке всё ещё достаточно немаркированных компонентов, которые устанавливаются и будут устанавливаться.

При внимательном изучении гидравлических соединительных элементов специалист заметит, что не все выпускаемые на рынок соединительные элементы подлежат обязательной маркировке, отчасти из-за требований DIN 3859. В результате многие типы резьб по-прежнему очень трудно различить из-за их геометрических форм и размеров, и их можно отличить друг от друга только с помощью специальных измерительных приборов или резьбовых калибров (Рисунок 2b).

В связи с этим штуцеры гидравлических соединительных элементов очень часто визуально подходят к различным стандартизированным портам (Рисунки 3 и 4), хотя образуемое соединение часто не является безопасным и не надёжным под давлением.

Резьбовые порты и штуцеры соединительных элементов часто различаются лишь в деталях. Отсюда возникает опасность, что гидравлическое резьбовое соединение с штуцером G1/2" можно без заметных проблем ввернуть в резьбовое отверстие M22x1,5.

На первый взгляд соединение кажется подходящим. Однако это соединение с двумя разными типами резьб обычно не выдерживает давления и в худшем случае разрушается. Это может привести к серьёзным травмам и ущербу для окружающей среды. Также не следует игнорировать незапланированные простои или ремонтные работы.

Гармонизированный стандарт безопасности DIN EN ISO 4413 требует, чтобы все соединительные порты, штуцеры и резьбовые соединения в гидравлической системе были ограничены минимально возможным числом стандартных рядов. Также стоит заглянуть в справочные документы, где есть примечание: «Если в системе используется более одного типа резьбового соединения по стандарту ISO, существует высокая вероятность путаницы между некоторыми размерами различных серий соединений, что приводит к утечкам и серьёзным отказам соединений».

Как бы ни была желательна унификация используемых стандартных рядов, на практике картина иная. При техническом обслуживании часто встречаются машины или оборудование с широким спектром установленных гидравлических систем соединений. Риск путаницы типов резьб и связанных с этим серьёзных повреждений возрастает, если работы по обслуживанию выполняются в условиях огромного дефицита времени во время простоев машин. Кроме того, даже если производитель машин соблюдал требования DIN EN ISO 4413, риск опасной путаницы в гидравлических соединительных компонентах сохраняется при проведении планового обслуживания гидравлики. Подробнее об этом в следующем абзаце.

Несмотря на то, что, например, в случае метрических и дюймовых резьб различия в основном касаются единиц измерения и шага, они настолько схожи, что «смешанная» сборка всё же механически возможна. Для неспециалистов такая путаница часто не очевидна; гидравлическое соединение кажется «надёжным» и «герметичным». Однако при подаче давления в гидравлическую систему может произойти разрушение корпуса фитинга. Как правило, опытный персонал может определить ошибочное сопряжение резьб по несколько увеличенному люфту фитинга при затяжке резьбового соединения. Однако не весь персонал, занимающийся обслуживанием гидравлических систем, обладает этим опытом и знанием такого поведения при сборке. Поэтому рекомендуется указывать персоналу на возможный риск путаницы и связанные с ним опасности при необходимом инструктаже, проводимом работодателем.

Потенциальные источники ошибок могут быть уже уменьшены на этапе проектирования новых машин, если, например, вворачиваемые порты последовательно маркируются, например, буквой «M» для метрических резьб. Даже если соответствующие стандарты ещё не предусматривают такую маркировку, компаниям следует добровольно пойти по этому пути, чтобы упростить последующий монтаж своей продукции. Этот шаг в сочетании с упомянутым выше ограничением использования как можно меньшего числа различных стандартных рядов позволит заранее минимизировать количество проблемных мест.

Использование стандартизированных соединительных элементов, а также стандартизированных резьб и форм уплотнений для обеспечения правильной сборки является очевидным. Также рекомендуется целенаправленное обучение монтажного и обслуживающего персонала по теме гидравлических резьбовых соединений: объяснённая опасность — это предотвращённая опасность.