• Złącza hydrauliczne – podstawowe zadania i cechy
• Złącza hydrauliczne – popularne rodzaje
• Szybkozłącza jako odpowiedź na potrzebę szybkiego łączenia i rozłączania elastycznych przewodów
• Oferta rynkowa w obszarze złączy hydraulicznych

W odniesieniu do złącz hydraulicznych nadal obowiązuje wiele wspólnych zasad. Połączenia przewodów i innych elementów wykorzystywanych w różnego rodzaju układach hydraulicznych przede wszystkim muszą być szczelne, wykonane z materiałów neutralnych w stosunku do przepływającego medium i zapewniać pracę przy założonych ciśnieniach. Złącza nie mogą ograniczać swobodnego przepływu medium. Jedną z podstawowych cech połączeń stanowi oferowana opcja ich rozłączania – tym lepsza, im wygodniejszy (najlepiej bez użycia narzędzi) jest proces łączenia i rozłączania przewodów. Dlatego też obecnie z dużym zainteresowaniem rynku spotykają się różnego rodzaju tzw. szybkozłączki. W zależności od średnicy rur, rodzaju i ciśnienia cieczy stosowane są połączenia wykorzystujące gwinty, kielichy lub kołnierze.

Złącza gwintowane

Tego typu złącza hydrauliczne wykorzystuje się w niektórych systemach zasilanych cieczą o niskim ciśnieniu. Zazwyczaj wykonywane są ze stali, miedzi lub mosiądzu, a standardowe gwinty rur są lekko zwężane, aby zapewnić szczelne połączenia. Najczęściej stosuje się gwinty stożkowe i cylindryczne. Gwinty stożkowe projektowane są dziś tak, aby zapewnić dobre uszczelnienie. Coraz częściej bowiem poszukiwane są połączenia niewymagające dodatkowych szczeliw, bo w niektórych zastosowaniach mogą one stanowić źródło zanieczyszczenia lub korozji.

Obecnie, poza używanymi od dziesięcioleci uszczelnieniami z pakuł konopnych i lnianych, stosuje się taśmy i nici wykonane z teflonu, poliamidu lub nylonu oraz żywice beztlenowe. Zaletą uszczelnień wykonanych z taśm teflonowych jest brak jakichkolwiek reakcji z wieloma substancjami, w tym wodą, oraz zachowanie parametrów fizycznych w szerokim zakresie temperatur – od –260 do +260°C. Zasadniczo ciśnienie medium w instalacji nie powinno przekraczać 15 barów, ale dostępne są taśmy, które mogą pracować nawet przy ciśnieniach rzędu 100 barów. Do instalacji gazowych stosuje się taśmy o wysokiej gęstości, oznaczone jako HD (high density). Norma PN-EN-751-3:2005 określa wymagania i badania dotyczące niespiekanych taśm PTFE stosowanych do metalowych połączeń gwintowych będących w kontakcie z gazami palnymi 1.,2. i 3. rodziny oraz gorącą wodą instalacji grzewczych.

Nici uszczelniające z kolei mogą być wykonane z teflonu (PTFE), poliamidu (PA) lub nylonu. Poliamidowe są odporne na temperatury do +130°C, ale cechują się większą wytrzymałością na zerwanie. Obecnie do uszczelniania połączeń gwintowych stosuje się też żywice beztlenowe – pasty anaerobowe, które przy braku dostępu powietrza i kontakcie z jonami metalu z rur i łączników ulegają polimeryzacji, uszczelniając połączenie. Nie nadają się one do uszczelniania gwintów wykonanych z tworzyw sztucznych.

Poszczególne rodzaje uszczelnień wymagają zachowania odpowiednich zasad ich stosowania i doboru do konkretnej instalacji. Na przykład pakuły stosuje się razem z pastami uszczelniającymi o różnym składzie, które zabezpieczają je przed wpływem wilgoci. Gwintowanym łącznikom rurowym z żeliwa ciągliwego poświęcona jest norma PN-EN 10242:1999, określająca wymagania konstrukcyjne, wymagania co do materiałów, wymiarów i odchyłek, gwintów oraz pokryć, a także właściwości eksploatacyjne łączników rurowych.

Połączenia kielichowe i kołnierzowe

Kolejnym rodzajem połączeń są połączenia kielichowe, z których korzysta się przy niskich ciśnieniach. Zasada ich działania polega na włożeniu końca jednej rury (czopa) do drugiej rury (kielicha). Do uszczelnienia wykorzystuje się tu najczęściej gumową uszczelkę. Połączenia takie nie mogą przenosić obciążeń wzdłużnych. Zaletą tego typu łączenia jest prostota montażu, choć trudność może sprawić formowanie końcówki rury w kształt kielicha.

Z kolei przy wysokich ciśnieniach wykorzystuje się połączenia kołnierzowe. Kołnierze mogą być stałe lub luźne, nakładane na występ wylotu rury, a materiałem uszczelniającym złącza – w zależności od transportowanego medium – mogą być guma, tektura, tkaniny, tworzywa sztuczne lub miękkie metale. Złącza kołnierzowe są najczęściej stosowane w przemyśle przy łączeniu rurociągów i węży elastycznych. W normie PN-EN 1092-1:2018-08 określono: wymagania względem okrągłych kołnierzy stalowych z oznaczeniem PN od PN 2,5 do PN 400, o wielkościach nominalnych od DN 10 do DN 4000, typy kołnierzy i ich powierzchnie uszczelniające, wymiary, tolerancje, gwinty, wielkości śrub, wykończenie powierzchni uszczelniających kołnierzy, znakowanie, materiały, dopuszczalne wartości ciśnienia/temperatury i przybliżone masy kołnierzy. Norma obejmuje też końcówki wywijane i pierścienie, nie dotyczy jednak bezuszczelkowych połączeń rur.

MOŻE ZAINTERESUJE CIĘ TAKŻE

Rynek

Trendy i wyzwania na rynku elementów złącznych

Prognozy World Steel Association przewidują wzrost popytu na stal o około 50% w najbliższych trzech dekad. To optymistyczna wizja nie tylko dla rynku stali, ale i ściśle powiązanego z nim rynkiem elementów złącznych. Najbliższa przyszłość stawia jednak przed producentami szereg wyzwań. Szansę na utrzymanie się na rynku będą mieć firmy potrafiące adaptować się do zmiennych warunków oraz wdrażające najnowsze trendy rynkowe do swojej działalności.

Rozdzielanie i łączenie

Złącza do wymagających zastosowań

Standard Buccaneer to seria złączy dostarczona przez firmę Bulgin, działającą w branży w produkcji złączy i specjalizującą się w produktach do zastosowań w wymagających warunkach. Wysoki stopień ochrony przed wilgocią i kurzem, pewność połączenia oraz łatwy montaż sprawiają, że ofertą Standard Buccaneer powinni zainteresować się odbiorcy, którzy chcą uzyskać niezawodną transmisję energii, bez kompromisów co do funkcjonalności.

Szybkozłącza

Dużym i szybko rozwijającym się rynkiem połączeń są dziś szybkozłącza. Są one odpowiedzią na potrzebę szybkiego łączenia i rozłączania przewodów elastycznych. Połączenia takie można wykonać ręcznie, bez użycia narzędzi. Zablokowanie następuje automatycznie za pomocą np. mechanizmu sprężynowego.

Na rynku dostępnych jest wiele różnych rozwiązań, modeli i wykonań: szybkozłącza z gwintami wewnętrznymi i zewnętrznymi, z mosiądzu, mosiądzu niklowanego, stali cynkowanej i nierdzewnej, a także z tworzyw sztucznych. Najczęściej szybkozłącza składają się z dwu podstawowych elementów, czyli z szybkozłączki (tzw. część damska) oraz wtyku – króćca (tzw. część męska). Określa się je też jako „push-to-connect”. Przy wypięciu wtyku szybkozłącza w części „damskiej” w niektórych systemach następuje automatyczne odcięcie (jak w zaworze odcinającym), co blokuje wypływ medium.

W ofercie rynku znaleźć można szybkozłącza ze swobodnym przelotem, jednostronnie odcinające, dwustronnie odcinające oraz suchoodcinające, czyli bezwyciekowe. Normy określają dla nich wymiary dotyczące wtyków i gniazd oraz wymagania wytrzymałościowe (ciśnienia, przepływy, siłę łączenia, wielkość wycieku itp.). Na popularności zyskują szybkozłącza typu „one hand operation”, w których w celu połączenia wystarczy docisnąć wtyk do gniazda, a w celu rozłączenia – odciągnąć tuleję blokującą.

Złącza hydrauliczne: oferta rynkowa

Firma analityczna Research and Markets w raporcie dotyczącym ogólnoświatowego rynku węży i armatury hydraulicznej ocenia, że w latach 2017–2021 będzie on rósł każdego roku średnio o 4,76%. Wraz z postępem w obszarze narzędzi i technologii nowoczesne systemy hydrauliczne muszą działać precyzyjnie i bezpiecznie. Każda awaria oznacza bowiem wyższe koszty operacyjne, spadek wydajności i stratę czasu. Kluczowi światowi dostawcy wskazywani w raporcie to firmy Eaton, Parker Hannifin, Gates, Manuli Hydraulics i The Yokohama Rubber. Inteligentne rozwiązania wbudowane w nowoczesną hydraulikę pozwalają stosować ją również w aplikacjach zgodnych z koncepcją Przemysłu 4.0. Dużą dokładność napędów hydraulicznych przy zachowaniu odpowiedniej efektywności energetycznej można dziś zapewnić dzięki oprogramowaniom uwzględniającym charakterystyki systemów elektrycznych i hydraulicznych.

Na naszym rynku działa wielu dostawców elementów wyposażenia dla systemów hydraulicznych, w tym złącz. Przykładem szwajcarska firma Stäubli – dostawca rozwiązań mechatronicznych. W jej ofercie znajdziemy m.in. gamę standardowych złączy i szybkozłączek do różnych typów obwodów i aplikacji. Przykładem choćby zaprojektowane do szybkiego łączenia obwodów hydraulicznych szybkozłączki MPX o wysokiej wydajności. Ich konstrukcja zapobiega wydostaniu się medium i jest zgodna z normą ISO 16028 przy maksymalnym dopuszczalnym ciśnieniu 315 barów. Firma ma też ofertę modułową RBE, w skład której wchodzi wiele komponentów i uszczelnień. Można je również stosować przy mediach korozyjnych.

Firma Hydro z kolei informowała np. o wprowadzeniu mechanicznego multizłącza GR-DP firmy Stucchi, które można wykorzystać do jednoczesnego podłączenia kilku linii hydraulicznych i elektrycznych. Całą serię multizłącz marki Faster oferuje też firma Rectus Polska. Specjaliści zwracają uwagę, że złącza z elastycznym uszczelnieniem (wykonanym z różnych elastomerów) są nowoczesnym rozwiązaniem w połączeniach hydraulicznych przeznaczonym do rozwiązywania problemów pojawiających się w starszych konstrukcjach, w tym wycieków i skutków wibracji. Są projektowane do pracy w systemach o znacznie wyższym ciśnieniu.