Los fundamentos de las colocaciones de la compresión

Usos, factores de diseño dominantes, extremidades y trucos

Contenido

Introducción

Virolas

Consideraciones de la tubería

Instalación

Consideraciones del uso

Conclusión

Introducción

Las colocaciones de la compresión son uno de los métodos mas comunes y más versátiles de conectar el metal o tubería plástica dura. Particularmente útil para sus capacidades extremas de la temperatura y de la presión, y su compatibilidad con los líquidos agresivos, colocaciones de la compresión se puede ver en sistemas la variación de líneas de gas en refinerías, a la fontanería debajo de su fregadero. Las colocaciones miniatura de la compresión se encuentran en los usos que se extienden de los instrumentos de la cromatografía y de la detección de la bomba, a los aparatos médicos y a la impresión del chorro de tinta. Si es el calentador de agua en su hogar o un tubo que transporta las sustancias químicas peligrosas, todos los usos que caben de la compresión tienen varios rasgos en campo común: requieren la asamblea fácil, la larga vida, y absolutamente ningunos escapes.

Los montajes de la colocación de la compresión varían en el diseño del fabricante al fabricante, pero son todos compuesto de los mismos tres elementos básicos: una nuez o un tornillo de la compresión, una o más virolas, y un cuerpo de la colocación de la compresión. Sigue habiendo el principio de funcionamiento de cada componente también más o menos el lo mismo entre los diseños: la tubería se inserta en el extremo de la colocación, y la nuez/el tornillo se aprieta, forzando las virolas en el cuerpo apropiado. Mientras que la virola se traslada axialmente al cuerpo apropiado, la forma angulosa del cuerpo comprime radialmente el extremo de la virola sobre el diámetro externo de la tubería. Es esta compresión radial que crea el sello apretado del escape entre la colocación, la virola, y la tubería, y da la compresión que cabe su nombre.

El éxito de las colocaciones de la compresión en un uso dado puede depender de varios factores. El jefe entre éstos es diseño de la colocación y de la virola, selección de la tubería, y procedimiento de instalación.

Virolas

La virola es el componente de aislamiento primario de una asamblea que cabe de la compresión, y pueden ser encontrados en una amplia variedad de materiales que se extienden del acero inoxidable al grafito. Fabrican a la mayoría de virolas en el mercado sin embargo, de los metales. Las virolas del metal son atractivas porque son estables sobre una gama de temperaturas ancha, y pueden llevar cargas compresivas sin la relajación. Típicamente, los sellos metal sobre metal se consideran escape-propensos (por ejemplo, los hilos de tubo del metal se refuerzan a menudo con la cinta del tubo). Las virolas sin embargo, se dirigen específicamente para crear un sello óptimo contra la tubería y el cuerpo apropiado. Algunos de los factores claves del diseño de la virola incluyen:

Virolas simétricas y asimétricas de una pieza (de cobre amarillo) y frente de acero inoxidable (cono) y virolas posteriores (del disco)

Forma de la virola

La forma de la virola y del ángulo de acoplamiento del cuerpo apropiado es factores críticos en la confiabilidad de un sello de la compresión. Ambos componentes deben ser afilados de una forma que permite que la virola comprima correctamente mientras que se aprieta la nuez, mientras que alineación axial que mantiene con la tubería. Además, los ángulos relativos de la virola y el cuerpo apropiado determinarán cuánto movimiento linear se convierte en la compresión radial, y qué nivel del contacto (“línea contacto” o “contacto superficial ") se hace con la tubería. Un uniforme, compresión de la “línea contacto” alrededor de la circunferencia entera de la virola creará el sello más confiable. Con este fin, es también importante que la virola tiene un borde delantero agudo.

Una pieza contra las virolas de dos piezas

La mayoría de las colocaciones básicas de la compresión contienen una sola virola. Los solos diseños de la virola minimizan el número total de componentes, y el trabajo confiablemente cuando están fabricados de materiales más suaves (plástico o de cobre amarillo por ejemplo). Con materiales más duros como el acero sin embargo, el esfuerzo de torsión se transfiere a menudo de la nuez de la compresión a la virola mientras que se aprieta la nuez. La rotación resultante puede hacer la virola para comprimir asimétrico, o para desplazar en un cierto plazo debido al esfuerzo de torsión residual. En aceros inoxidables, la rotación de la virola puede también producir irritar y causar los escapes permanentes. El adición de una virola posterior adicional, libremente giratoria puede desemparejar la nuez de la virola delantera, previniendo la transferencia del esfuerzo de torsión.

Compresión de acero inoxidable que cabe con diseño de dos piezas de la virola

Asimétrico contra las virolas simétricas

Las virolas de una pieza están a menudo disponibles como asimétricas o simétricas. Ambas versiones son simétricas radialmente para sellar uniformemente alrededor de la tubería OD. En lugar, la simetría/la asimetría refiere a la orientación en lo que respecta a la nuez. Una virola asimétrica es cónica, y se puede colocar solamente en el cuerpo apropiado en una dirección (generalmente con la extremidad del cono que hace frente en el cuerpo apropiado). Las virolas simétricas parecen dos conos continuamente, y se pueden colocar en el cuerpo apropiado en cualquier dirección. Esto aumenta la facilidad de la asamblea en los usos donde se utilizan muchas colocaciones, y el tiempo de montaje es crítico. La desventaja de virolas simétricas, es que son más probables mover de fuera del eje en cuanto a la tubería, creando los escapes leves. Esto es especialmente verdad cuando está utilizada conjuntamente con la tubería plástica dura. Por este motivo, las virolas asimétricas se prefieren generalmente para los usos de alta tecnología. Las virolas asimétricas también permiten diseños de dos piezas de la virola, como se describe anteriormente.

Tubería

Las colocaciones de la compresión son las más de uso general con tubería dura porque la pared de la tubería debe ser bastante rígida resistir las fuerzas de compresión aplicadas por la virola. Las opciones comunes incluyen la tubería metálica (tal como de acero o de cobre inoxidable) y la tubería plástica tiesa (tal como OJEADA, nilón, Teflon®, Kynar®, o polietileno). El uso de una tubería más suave (tal como poliuretano o vinilo) no se recomienda normalmente con las colocaciones del estilo de la compresión porque la pared de la tubería es probable derrumbarse, o movimiento lejos de la virola. Esto niega el poder que se sostiene de la virola, y puede también evitar que la virola haga un sello hermético alrededor del diámetro completo de la tubería. Si hay un problema de diseño particular (por ejemplo, un radio de curva apretado) que necesita una tubería más suave, es importante reforzar la pared de la tubería. Algunos fabricantes ofrecen los partes movibles de la tubería con este fin. El parte movible de la tubería, hecho generalmente del metal, se presiona en la tubería suave, y apoya la pared de la tubería de modo que no se derrumbe como se comprime la virola.

Componentes de la colocación de la compresión en la tubería plástica dura durante la asamblea

Las características físicas y químicas de los diversos materiales de la tubería se deben tomar en la consideración al elegir la mejor tubería para un uso dado. Es buena práctica buscar el soporte técnico de un proveedor de la tubería al trabajar en un nuevo diseño. Los factores claves incluyen: extremos de la presión y de la temperatura, compatibilidad de las condiciones ambientales, del condición de la vibración, flúida, y radio de curva mínimo. Además de estas consideraciones generales, hay varios factores más específicos a considerar con respecto a las asambleas que caben de la compresión, por ejemplo:

Tubería del Teflon (PTFE)

La tubería de PTFE es una opción material popular para la tubería porque es resistente a la mayoría de las sustancias químicas, dirige relativamente de alta presión, es desgasificación baja, y es más flexible que la tubería metálica. Un factor de diseño dominante cuando usar esta clase de tubería es su tendencia al “flujo frío”, o deforma lejos de una carga compresiva. Esto puede hacer los escapes convertirse en un cierto plazo, pues la pared de la tubería comienza a arrastrarse (flujo frío) lejos de la virola. El problema del flujo frío se exacerba cuando la tubería se expone a las temperaturas altas, y puede ocurrir incluso cuando las colocaciones están instaladas correctamente e inicialmente escape libre.

Una solución a este problema común es la incorporación de un sello redundante, tal como un anillo o interno, en el cuerpo apropiado. Este elemento de aislamiento secundario hace un sello radial contra el diámetro exterior de la tubería, independiente del sello creado por la virola. Esto es un acercamiento del diseño de la “correa y de las ligas”, pero ha probado altamente eficaz en solucionar el problema de la salida del flujo frío.

Tubería del metal

La manera de la cual se produce la tubería del metal puede tener un efecto significativo sobre su funcionamiento con las colocaciones de la compresión. La tubería debe estar lisa y libre de la aspereza o de las líneas de la protuberancia que pueden crear una trayectoria del escape más allá de la virola. Además, la tubería que se ha almacenado en bobinas puede a menudo tener un diámetro asimétrico, previniendo incluso la compresión. Mientras que un sello elastomérico puede deformar para hacer juego estas variaciones leves, el sello metal sobre metal de una colocación de la compresión está perdonando menos. Es también importante que el extremo de cada sección esté cortado en ángulo recto, permitir que la tubería se siente simétricamente en el cuerpo apropiado.

Instalación

Las instrucciones de instalación para las colocaciones de la compresión varían dependiendo del fabricante y del diseño apropiado específico. El cuidado se debe tomar para seguir los procedimientos de la asamblea recomendados por el fabricante. Hay sin embargo, varios elementos comunes al procedimiento de instalación para casi todas las colocaciones de la compresión:

Asamblea que cabe de la compresión usando una herramienta del pre-macho de estampar en un vice

Distancia contra el esfuerzo de torsión

El procedimiento para apretar una colocación de la compresión se especifica típicamente usando la rotación de la nuez como el métrico dominante, bastante que el esfuerzo de torsión. Las nueces de la compresión se roscan, significando que el número de rotaciones de la nuez está correlacionado directamente a la compresión linear de la virola, sobre la base de la echada del hilo. Apriete, por otra parte, puede variar grandemente, dependiendo del material de la colocación y de la virola, de la lubricación, grado de factores que irritan (para las colocaciones inoxidables), y otros.

Más apretado no es “mejor” a menudo cuando las colocaciones, los ensambladores y los ingenieros de junta asumen que eso “más apretado es mejor”. Esto no es verdad para las colocaciones de la compresión. Según lo descrito en la sección de las “virolas” arriba, el sello óptimo es creado por una línea contacto entre la virola y la tubería. El ajuste escaso de la nuez de la compresión no deformará la virola bastante para crear este contacto, pero el apretar demasiado deformará la virola demasiado, creando un contacto superficial. Un contacto superficial debilita el sello y a menudo los resultados en escapes.

virolas y tornillo Pre-estampados de la compresión. En este caso, las virolas han estado apretadas demasiado, según lo evidinced por la virola posterior, que está no más libre de girar, y por la decoloración leve que cubría la parte inferior 2/3 de la virola delantera. En una asamblea correctamente apretada, habría solamente una pequeña banda de la decoloración en la extremidad de la virola, indicando la compresión de la “línea contacto”

Desmontaje y nuevo ensamble

La facilidad de la asamblea y del desmontaje es una de las razones por las que las colocaciones de la compresión son tan ampliamente utilizadas. El desmontaje implica simplemente el aflojar de la nuez o del tornillo de la compresión. El nuevo ensamble se puede lograr de la misma manera a la asamblea inicial, aunque menos vueltas de la nuez se requieran típicamente, puesto que la virola está estampada ya a la tubería. Es importante observar sin embargo, que las colocaciones de la compresión pueden ser desmontadas solamente y vuelto a montar algunas veces antes o de las virolas y/o del cuerpo apropiado debe ser substituido, para asegurar un sello hermético.

Mezcla y componentes a juego

Incluso si los componentes a partir de dos diversos fabricantes parecen similares externamente, diferenciarán a menudo en las dimensiones internas dominantes, tales como forma cónica de la virola/del cuerpo, longitud de la virola, y tamaño y echada del hilo. La mezcla y los componentes a juego de diversos fabricantes por lo tanto, pueden proporcionar resultados variables en el mejor de los casos, y no se recomienda generalmente.

Consideraciones del uso

Las colocaciones de la compresión se seleccionan a menudo por razones más allá apenas del lacre sin goteras y de fácil utilización. En muchos usos, las altas presiones y las temperaturas necesitan el uso de la tubería dura, que es incompatible con muchos otros tipos de colocaciones. En otros usos, tales como instrumentos del laboratorio, las preocupaciones por la contaminación hacen la esterilidad y las propiedades bajas de la desgasificación de las colocaciones de la tubería de acero inoxidable y de la compresión atractivas. Usos especializados existen también; las colocaciones modificadas de la compresión pueden ser la manera perfecta de añadir un termopar a un sistema a presión para ganar datos más de proceso.

Algunas consideraciones específicas a la aplicación incluyen:

Usos de alta presión

Las colocaciones de la compresión son la opción perfecta para los usos de alta presión. Conjuntamente con un material de alta presión de la tubería como las colocaciones de acero, grandes de la compresión puede ser utilizado a menudo en las presiones superior a 10.000 psig. Los grados de la presión disminuyen en el reino miniatura debido a dimensiones más compactas, pero las colocaciones de acero inoxidables de la compresión de Beswick, por ejemplo, todavía se valoran a 3.000 – 5.000 psig, dependiendo del modelo. Éste debe más que suficiente ser utilizado en usos con el CO2 en botella de alta presión, en pilas de combustible del hidrógeno, en los usos aeroespaciales, y más.

La llave a usar las colocaciones de la compresión en la alta presión, especialmente con los gases, es la integridad del sello de la virola. Mientras que diseños más básicos (la virola de una pieza o el no-calor trató las virolas, por ejemplo) pueden ser suficientes en presiones más bajas, los usos de alta presión requieren los componentes robustos que crean un sello más confiable.

Usos de la pureza elevada

Muchos usos en industrias como médico, semiconductor, e instrumentación, requieren que todos los componentes sean tan inertes y contaminación-libres como sea posible. Las colocaciones de la compresión facilitan estos usos grandemente. Usando la tubería hecha del acero inoxidable o de un plástico inerte (PTFE por ejemplo), permite que los ingenieros eviten los contaminantes generados por los altos materiales de la tubería de la desgasificación. Además, las nueces de la compresión y las virolas son a menudo todo metal, y se pueden esterilizar, limpiar, o esterilizar más fácilmente que las colocaciones que contienen los plásticos o los elastómeros internos.

Un factor a planear para en estos usos de la pureza elevada está irritando. El irritar en las colocaciones de la compresión puede ocurrir entre los hilos de la nuez y el cuerpo, o entre el cuerpo y la virola. El irritar es típicamente el más frecuente cuando las colocaciones han experimentado la limpieza extrema, que quita todos los aceites residuales. Los casos suaves de irritar pueden aparecer como pequeños rascados o muescas, mientras que casos más severos pueden dejar componentes pegados juntos, o pelan los hilos de un cuerpo apropiado.

Es crucial en estos usos que las virolas diseñadas para resistir el irritar se utilicen. Puede también ser útil utilizar un lubricante volátil como el alcohol isopropilo, para lubricar temporalmente las superficies de ajuste mientras que se aprieta la nuez de la compresión. El alcohol lubricará las superficies de acero inoxidables durante la asamblea, y después se evaporará totalmente, no dejando ningún residuo o contaminante detrás.

Conclusión

Las colocaciones de la compresión son ampliamente utilizadas a través de varias industrias, y pueden ser un activo en casi cualquier diseño del poder flúido. Entre sus muchas ventajas son la capacidad de conectar con la tubería plástica metálica y dura, los grados de la alta presión y de la temperatura, la resistencia a la corrosión, y la facilidad de la conexión. Mientras que hay muchos desafíos asociados a las colocaciones de la compresión también, hay “trucos del comercio” que puede ayudar a asegurar un diseño acertado. ¡No hay dos usos exactamente lo mismo! Para aprender más sobre las colocaciones de la compresión, o determinar si las colocaciones de la compresión son la opción correcta para su diseño, entra en contacto con a un ingeniero de usos de Beswick en besales@beswick.com, o llamando (603) 433-1188.