ZNÍŽENIE HMOTNOSTI PRÍRUBOVÉHO SPOJA

Popísané prevedenie prírubového spoja umožňuje významné zníženie hmotnosti spoja. Ďalej budú zdokumentované konkrétne výsledky dosiahnuté u funkčného vzoru DN50 zdokumentovaného na základe analýzy stavu napätosti metódou konečných prvkov a ich porovnanie s klasickými prírubovými spojmi zodpovedajúcimi rozmerovej norme kovových prírub ISO 2084-1974 (DIN 2501). Pre zabezpečenie zrovnateľných podmienok vychádzame pri spoji DN50 zo zadefinovanej dĺžky prírubového spoja 90 mm. Porovnanie je zrejmé z nasledovnej tabuľky

Druh spoja	Prev. tlak [MPa]	Skúš. tlak [MPa]	Rozmery príruby [mm]	Hmotnosť spoja [kg]	Skrutkový spoj
Nový spoj DP25	2,5	5	D 122-4	0,97	4xM10
Nový spoj DP50	5	10	D 122-4	0,97	8xM10
ISO DP06	0,6	-	D140/ D60-12	2,78	4xM12
ISO DP40	4	-	D165/ D60-16	4,44	4xM16

Predpokladané hodnoty menovitého tlaku a skušobného tlaku boli u funkčného vzoru DN50 preverené tlakovou skúškou. Pre spoj so 4 skrutkami bol spoj opakovane zaťažovaný skušobným tlakom 5MPa a spoj s 8 skrutkami bol spoj opakovane zaťažovaný skušobným tlakom 10MPa.

DVA STUPNE VOĽNOSTI PRI MONTÁŽI

Počas montáže je možné túlec 1, ktorý je privarený na potrubie, natočiť v dvoch smeroch čo umožňuje uľahčenie ustavovania pri montáži. Zmena polohy túlca 1 voči hrdlu 2 a 3 je možná aj počas prevádzky, pri zachovaní tesnosti spoja. Samotný spoj sa chová ako kĺb čím eliminuje prípadné doplnkové namáhanie vyplývajúce z prípadných pohybov potrubí. S ohľadom na pružnosť spoja je spoj obzvlášť výhodný do oblastí so zvýšenou seizmicitou. Významné môže byť využitie u pružných systémov s väčšími deformáciami, napr. pri potrubných rozvodoch lodí.

TRI STUPNE VOĽNOSTI

Spoj bol dopracovaný o tretí stupeň voľnosti
- ako technologický stupeň s využitím montážneho zvaru
- ako prevedenie spoja s možnosťou troch stupňov voľnosti pri montáži aj počas prvádzky.
Jednotlivé spoje sú zobrazené v prehľade spojov.

ZJEDNODUŠENIE ODLIATKOV ARMATÚR A ZNÍŽENIE ICH HMOTNOSTI

Mimoriadne zaujímavá oblasť aplikácie nového prírubového spoja je oblasť armatúr. Aplikáciou túlca1, hrdla 3 a tesnenia 4 u prírubových armatúr odpadnú praktický 4 príruby. U samotných odliatkov telies armatúr dôjde k výraznému zjednodušeniu odliatkov a k výraznému zníženiu ich hmotnosti. Aplikácia prírubového spoja na armatúrach je zobrazená na obr.2 a obr.3.

obr.2 Klasické prírubové spojenie armatúry s potrubím	obr.3 Alternatívy riešenia pripojenia armatúr pomocou nového prírubového spoja

Zobrazená je možnosť priamej montáže túlcov 1 do telesa armatúry ako aj návrh riešenia aplikácie prírubového spoja s dvomi stupňami voľnosti v prípade, že je požadovaná výmena armatúry bez demontáže potrubia. Nový prírubový spoj s dvomi stupňami voľnosti umožňuje výrazné zvýšenie prevádzkových tlakov. Analýza je robená pre funkčný vzor prírubového spoja DN50 pri použití 4 a 8 skrutiek a nakoniec je táto porovnávaná so závermi tlakovej skúšky funkčného vzoru.

ZÁVER

Z popisu, analýz a skúšok funkčného vzoru môžeme konštatovať, že nový prírubový spoj s dvomi stupňami voľnosti (v prípade potreby tromi stupňami voľnosti), voči klasickým prírubovým spojom
- predstavuje 40 až 75% zníženie hmotnosti prírubového spoja
- umožňuje dva prípadne tri stupne voľnosti pri montáži a prevádzke
- významné uplatnenie nájde hlavne pri využití u prírubových armatúr
- spoj obzvlášť výhodný do oblastí so zvýšenou seizmicitou
- nájde využitie u pružných systémov s väčšími deformáciami, napr. pri potrubných rozvodoch lodí

Vykonané výpočtové analýzy umožňujú definovať medzné hodnoty dovoleného zaťaženia pracovným tlakom v potrubí v závislosti na svetlosti prírubového spojenia a v závislosti na počte skrutiek.