Połączenia elementów hydrauliki, w których decydującą rolę odgrywa szczelność, powinny być przede wszystkim odporne na oddziaływanie ciśnienia cieczy i neutralne pod względem wpływu na krążące w rurach medium, a także zapewniać mu swobodny przepływ na całej długości złącza. Dodatkowo ważną ich cechą jest rozłączność umożliwiająca każdorazowo wymianę uszkodzonych elementów armatury sanitarnej lub usunięcie zatoru. Stałe połączenia w tym przypadku tworzone są wtórnie przez zastosowanie odpowiednich materiałów uszczelniających. Generalnie – w zależności od średnicy rur oraz rodzaju i ciśnienia przepływającej przez nie cieczy – można je realizować na jeden z trzech sposobów: przy użyciu gwintów, kielichów lub kołnierzy.

Połączenia gwintowe
Na gwint można łączyć zarówno ocynkowane rury stalowe, jak i orurowanie miedziane (za pomocą przejściówek z brązu) oraz armaturę sanitarną. Tworzenie połączenia polega na nakręceniu zewnętrznego gwintu na rurze na wewnętrzny gwint na łączniku. Gwinty rurowe można wcześniej przygotować samodzielnie za pomocą ręcznej lub elektrycznej gwintownicy, jednak coraz częściej są one wytwarzane na etapie produkcji rur. Wyjątkiem jest sytuacja, gdy pojawia się konieczność docięcia rury na zadaną długość i nagwintowania obciętego końca przewodu. Tworzone w ten sposób połączenia mają domyślnie charakter rozłączny. Aby na stałe połączyć ze sobą dwie rury, konieczne jest uszczelnienie gwintu pakułami konopnymi z pastą uszczelniającą lub pokostem, a także jego ewentualne doszczelnienie przy wykorzystaniu taśmy teflonowej lub kleju anaerobowego.

Dobór łączników zależy od średnicy rury, która standardowo mieści się w zakresie od 1" do 4". Wszystkie powinny być wykonane zgodnie z normą PN-EN 10242 oraz ISO 49 z żeliwa ciągliwego białego. Stopień ich dopasowania – na równi z użytymi materiałami uszczelniającymi, jakością gwintu oraz siłą dokręcenia – będzie decydował o szczelności całego połączenia.

Przed wykonaniem połączenia należy każdorazowo sprawdzić, czy złączka jest drożna, nie wykazuje widocznych pęknięć oraz czy na jej końcu nie ma zadziorów, które mogłyby utrudnić przepływ cieczy, powodując straty ciśnienia oraz odkładanie się zanieczyszczeń, a w efekcie – niedrożność rurociągu. Ewentualne zadziory należy usunąć rozwiertakiem lub pilnikiem okrągłym.

Zastosowanie różnych typów gwintów (z reguły stożkowego i walcowego) powoduje, że uszczelnia się ono samo, a jednocześnie jest łatwe do rozłączenia. Konieczność taka zachodzi np. w przypadku wymiany starej rury i wymaga zawczasu doboru odpowiedniej grubości ścianek, tak by można było w każdym momencie nagwintować rurę bez obaw o przerwanie ciągłości (co do zasady grubość ta powinna przekraczać 2,9 mm). Jeśli planujemy dodatkowe uszczelnianie połączenia, warto także na tym etapie uszorstnić gwint na obwodzie za pomocą specjalnego krzesaka do gwintów. Dzięki temu materiał uszczelniający nie przesunie się w trakcie nakręcania złączki.

Połączenia kielichowe
Alternatywą dla połączeń gwintowych są połączenia kielichowe, w przypadku których koniec jednej z rur pełni funkcję czopa, a drugiej – kielicha rozszerzającego się ku wylotowi. Tworzenie połączenia polega w tym przypadku na mechanicznym wciśnięciu czopa w kielich przy jednoczesnym zabezpieczeniu miejsca styku rur dodatkową uszczelką (najczęściej gumową).

Zaletą połączeń kielichowych jest prostota montażu, kompensowana jednak że przez trudności związane z ręcznym formowaniem końcówki rury w kształt kielicha. Błędy popełnione na tym etapie mogą skutkować osłabieniem struktury rury i/lub nieszczelnością całego połączenia. Inną wadą jest ich sztywny charakter uniemożliwiający ponowne odkręcenie rury.

Mimo to połączenia kielichowe cieszą się relatywnie dużą popularnością w przypadku instalacji o niewielkich średnicach rur i niskim ciśnieniu roboczym cieczy, np. w systemach klimatyzacji, gdzie ceni się je za bezpieczeństwo i szczelność optymalnie dostosowującą się do wysokości ciśnienia (gdy rośnie ciśnienie medium, wzrasta także ciśnienie kontaktowe między uszczelką a rurą).

Połączenia kołnierzowe
Połączenia gwintowe i kielichowe stosuje się zwykle w przypadku rurociągów o stosunkowo niewielkiej średnicy i ciśnieniu roboczym przepływającego medium. Przy większych średnicach i ciśnieniach zaleca się używanie połączeń kołnierzowych składających się z uszczelki (najczęściej płaskiej), śrub scalających oraz pierścienia (kołnierza). Ten ostatni dobiera się na podstawie średnicy nominalnej i zewnętrznej rury oraz ciśnienia przepływającej cieczy. W praktyce złącza kołnierzowe należą do najczęstszych typów połączeń rurowych stosowanych w przemyśle zarówno w procesie łączenia rurociągów, jak i węży elastycznych. Chociaż spotykane są również połączenia luźne, z reguły kołnierze spawa się na sztywno z rurą, a następnie skręca śrubami rozmieszczonymi na obwodzie. Podstawowym surowcem do ich wytwarzania jest stal węglowa czarna, ocynkowana lub nierdzewna. Ich parametry określane są przez normę EN 1092-1 i wyrażane symbolem PN oraz oznaczeniem liczbowym określającym nominalne dopuszczalne ciśnienie pracy kołnierza, np. dla PN16 będzie to 16 barów w temperaturze 20°C. Norma ta definiuje również stosowane gatunki stali, rodzaje powierzchni uszczelniających oraz typy i wymiary kołnierzy. Znajomość tych ostatnich jest istotna dla prawidłowego doboru kołnierza, w tym średnicy przylgi, średnicy wewnętrznej, średnicy podziałowej otworów pod śruby, średnicy samych otworów oraz liczby śrub.

Dodatkowe uszczelnienie
Immanentną cechą mechanicznych łączników do tworzenia połączeń rurowych jest konieczność dodatkowego uszczelnienia miejsca styku. Wyjątkiem są połączenia gwintowe, gdzie dodatkowe uszczelki nie są wymagane. Jednak w praktyce również i tu powszechnie stosuje się materiały uszczelniające, w tym głównie pakuły konopne, taśmy teflonowe lub nici uszczelniające. Te pierwsze należy nawinąć na gwint, pozostawiając odsłonięty pierwszy zwój, tak aby szczeliwo nie dostało się do wnętrza rurociągu. Ponieważ pod wpływem kontaktu z wodą pakuły szybko gniją, należy je zaimpregnować na etapie montażu przy użyciu pasty uszczelniającej lub pokostu lnianego. Uszczelniacz nakłada się dwukrotnie: na czysty gwint przed nawinięciem włókna oraz na same pakuły. Coraz częściej pakuły i taśmę teflonową zastępuje się nicią uszczelniającą wykonaną z teflonu, poliamidu lub nylonu. Jej zaletą jest łatwość montażu, duża wytrzymałość temperaturowa (od -20°C do 240°C) i odporność na zerwanie, możliwość dokonywania korekt położenia bez utraty właściwości uszczelniających, a także uniwersalność zastosowań: nicią można uszczelniać zarówno rury metalowe, jak i z tworzyw sztucznych w instalacjach wodnych, gazowych i sprężonego powietrza. W przypadku pozostałych typów połączeń (kielichowych i kołnierzowych) stosuje się najczęściej uszczelki gumowe lub taśmy teflonowe. Ich dobór zależy m.in. od rodzaju przepływającej cieczy oraz jej temperatury i ciśnienia roboczego. W obu przypadkach szczeliwo pełni funkcję głównego komponentu zapewniającego odpowiednią szczelność połączenia oraz dodatkowej izolacji przed korozją, dlatego jego zastosowanie jest konieczne – niezależnie od typu kołnierza czy szerokości kielicha.

Materiały zwiększające bezpieczeństwo
Ze względu na wpływ na zdrowie człowieka, instalacje sanitarne wymagają nie tylko stosowania odpowiednich typów połączeń i uszczelnień, ale także właściwych materiałów, które nie wpływają negatywnie na czystość przepływającej cieczy. Jest to o tyle istotne, że to właśnie korozja elementów sieci wodociągowych, armatury z mosiądzu i domowych systemów instalacji stanowi – obok wymywania gruntu i stosowania niewłaściwych powłok zbiorników wodnych – jedno z głównych źródeł związków ołowiu w wodzie pitnej. Rozwiązaniem ułatwiającym redukcję procesów korozyjnych jest zastąpienie złączek z mosiądzu łącznikami z polifenylosulfonu (PPSU) o podwyższonej odporności chemicznej i mechanicznej bądź z brązu, który nie tylko cechuje się wysokim bezpieczeństwem eksploatacyjnym, ale też zwiększa odporność korozyjną przez wytworzenie dodatkowej warstwy ochronnej na wewnętrznej powierzchni przewodu.

Proces poszukiwania alternatywnych materiałów łącznikowych wciąż trwa. Mimo że w porównaniu z ubiegłym stuleciem możliwości w zakresie doboru optymalnych materiałów i połączeń rurowych znacznie się zwiększyły, wciąż jeszcze brak na rynku materiału na tyle uniwersalnego, aby mógł znaleźć zastosowanie w każdej tego typu aplikacji. Stąd też nadal trzeba każdorazowo poszukiwać najbardziej optymalnej opcji, która sprawdzi się w danym zastosowaniu, gwarantując bezpieczeństwo połączenia i komfort użytkowania instalacji.

 Źródło: MM Magazyn Przemysłowy