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Wichtige Unterschiede bei Verschraubungen mit geringem Durchmesser nenBeim Einsatz von Verschraubungen für kleinere

Worauf es bei der Auswahl von Verschraubungen mit geringem Durchmesser wirklich ankommt

Ziad Bedran, Product Manager, Swagelok

In Fluidsystemen sollte bei der Auslegung und Konstruktion von Verschraubungen stets auf höchste Zuverlässigkeit gesetzt werden – und das beste Beispiel hierfür sind die Verschraubungen von Swagelok. Diese kommen an wichtigen Verbindungspunkten zum Einsatz und sorgen für einen leckagefreien Betrieb, sodass Sie in Ihrer Anlage eine hohe Sicherheit und betriebliche Effizienz erreichen.

Da es jedoch eine Vielzahl unterschiedlicher Verschraubungen gibt, ist es bei der Anpassung bestehender oder der Auslegung neuer Systeme mitunter nicht immer sofort klar, welche Verschraubungen für den jeweiligen Anwendungsbereich am besten geeignet sind.

Wie finden Sie die passende Verschraubung für Ihre Anforderungen? Im Folgenden werden wir uns einige gängige Arten von Verschraubungen, ihre Eigenschaften und Vorteile etwas genauer ansehen:

Gewindefittings

Gewindefittings stellen eine Verbindung her, indem ein Bauteil mit Außengewinde und ein Bauteil mit Innengewinde miteinander verschraubt werden. Bauteile mit Außengewinde werden dabei in Bauteile mit Innengewinde eingeschraubt.

Es gibt zwei unterschiedliche Arten, nämlich Gewindefittings mit zylindrischen oder parallelen Gewinden und solche mit konischen Gewinden. Zylindrische Gewinde sind darauf ausgelegt, eine Mutter auf dem Körper einer Rohrverschraubung zu befestigen. Für eine leckagefreie Verbindung sind Zusatzkomponenten wie Dichtungen und O-Ringe oder ein Metall-auf-Metall-Kontakt erforderlich. Daher werden zylindrische Gewinde meist in Systemen mit einem Maximaldruck von 5.000 psi (345 bar) eingesetzt.

Rohrverschraubung mit konischem GewindeKonische Gewinde stellen hingegen eine dichte Verbindung her, indem Innen- und Außengewinde gegeneinander gezogen werden. Die Gewinde verlaufen in diesem Fall in einem gewissen Winkel zur Mittellinie, während sie bei geraden Gewinden parallel zur Mittellinie verlaufen. Damit an der Verbindungsstelle keine Medien austreten, muss mit Dichtmitteln oder Abdichtband gearbeitet werden. Ein gutes Dichtmittel trägt auch dazu bei, das sogenannte Fressen zu vermeiden, bei dem sich zwei in Kontakt befindliche Oberflächen durch Kaltverschweißen ineinander verklemmen. Konische Gewinde eigenen sich besonders bei Systemdrücken von bis zu 15.000 psi (1035 bar).


Zylindrische Gewinde kommen in der Regel bei Systemdrücken bis maximal 5.000 psi (345 bar) zum Einsatz. Konische Gewinde eignen sich für Systemdrücke von bis zu 15.000 psi (1035 bar).




Erfahren Sie mehr über Gewindegrößen und -steigung

Neben den erwähnten Druckbegrenzungen kommen bei der Entscheidung für zylindrische oder konische Gewindeverbindungen oft auch persönliche Vorlieben zum Tragen. Bei marktüblichen Gewindeverschraubungen sind die gängigen Standards in der Regel erfüllt, allen voran British Standard Pipe (BSP) und National Pipe Thread (NPT). Um mögliche Verwechslungen und Anwendungsfehler zu vermeiden, kann es jedoch von Vorteil sein, die standardisierte Verwendung eines Typs in der gesamten Anlage vorzuschreiben.

Klemmringverschraubungen

Im Gegensatz zu Gewindeverschraubungen werden bei Klemmringverschraubungen typischerweise Klemmringe eingesetzt, um eine leckagefreie Verbindung herzustellen. Bei Festziehen der Mutter wird der Klemmring zwischen der Mutter und der Verschraubung zusammengedrückt. Infolgedessen zieht sich der Klemmring um die Leitung zusammen und sorgt so für einen festen Halt und eine dichte Verbindung. Die Zuverlässigkeit einer solchen Verbindung hängt davon ab, wie gut der Klemmring seine Funktion erfüllt. Klemmringverschraubungen bieten außerdem den Vorteil, dass sie einfach zu montieren und zu demontieren sind.


Klemmringverschraubungen mit zwei Klemmringen sorgen für einen noch besseren Halt und eine zuverlässigere Abdichtung.



Bei den verschiedenen, heutzutage üblichen Klemmverschraubungen gibt es eine Reihe wichtiger Auslegungsunterschiede. Die hier dargestellte Schneidringverschraubung mit einem und zwei Ringen verkeilt sich bei der Montage. Hierbei wird die Vorderkante des Schneidrings fest in die Oberfläche der Rohrleitung gedrückt und stellt eine feste Verbindung her. Die Vorderkante solche Schneidringverbindungen ist für einen festen Halt auf der Rohroberfläche ausgelegt. Bei Vibrationen, Stößen, Thermoschocks oder seitlichen Belastungen an der Verschraubung bietet eine solche Verbindung aufgrund des minimalen Kontakts jedoch nur begrenzten Halt. In einem dynamischen System kann es daher passieren, dass es zu einer Beschädigung der Rohrleitung kommt oder diese aus der Verbindung herausgerissen wird.

Klemmringverschraubungen mit zwei Klemmringen sorgen für einen noch besseren Halt und eine zuverlässigere Abdichtung. In diesem Fall wird eine gasdichte Verbindung zwischen dem vorderen Klemmring und dem Außendurchmesser der Rohrleitung sowie zwischen der Dichtungsfläche des Körpers erzeugt. Der hintere Klemmring hat die Hauptaufgabe, die Rohrleitung fest in der Verschraubung zu halten. Während der Installation schiebt der hintere Klemmring den vorderen in axialer Richtung vor und sorgt in radialer Richtung für einen stabilen Halt um die Rohrleitung.

Mechanische Klemmringverschraubung für mittleren DruckEine mechanische Klemmringverschraubung mit zwei Klemmringen und Scharnier-Spann-Effekt kann eine noch bessere Haltefestigkeit und Abdichtung erzielen. Durch den Scharnier-Spann-Effekt ist eine größere Fläche des hinteren Klemmrings in Kontakt mit der Rohrleitung. Dieses Material sorgt für eine direkte und axiale Verstärkung der Haltefunktion. Durch dieses Design ist außerdem die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sich die Verschraubung in Anwendungen mit Vibrationsbelastung von der Rohrleitung löst. Die Verschraubung hat einen minimalen Bewegungsspielraum, ohne dabei an Klemmfestigkeit und Haltekraft einzubüßen. Diese Bewegung wird auch als “Rückfederung” bezeichnet und sorgt für eine hohe Vibrationsfestigkeit. Durch die langen Dichtungskontakte zwischen den Klemmringen und der Rohrleitung erzeugt diese mechanische Dichtung zudem eine sehr zuverlässige Gasdichtigkeit. Diese Art der Verschraubung eignet sich gut für Anwendungen, in denen leckagefreie Verbindungen von höchster Priorität sind.



Mechanische Klemmringverschraubungen mit zwei Klemmringen sorgen für eine hohe Vibrationsfestigkeit bei gleichzeitig zuverlässiger Klemmfestigkeit und Haltekraft.



 

Rohrverschraubungen für mittleren Druck

Mechanische Rohrverschraubungen für mittleren Druck sind eine weiterentwickelte Form der Klemmringverschraubung mit zwei Klemmringen und zeichnen sich durch eine hohe Leistungsfähigkeit sowie eine effiziente Installation aus.

Die Swagelok-Rohrverschraubungen der ®Serie FK sind ein gutes Beispiel dafür, inwiefern sich mechanische Klemmringverschraubungen und Klemmverschraubungen unterscheiden. Bei der Serie FK ist der Scharnier-Spann-Effekt ähnlich wie bei der hier beschriebenen Swagelok ®Standardverschraubung mit zwei Klemmringen, sie hat aber einen Verschraubungskörper mit Innengewinde, eine Mutter mit Außengewinde, sowie vorkonfektionierte Klemmringe. Durch diese Konstruktion wird eine einzigartige dynamische Keilwirkung erzielt. Dieser dynamische Keil ermöglicht eine Montage und Wiedermontage nach Drehmoment und ist prüflehrenfähig nach der ersten Montage. Durch die Auslegung mit zwei Klemmringen wird ein besserer Halt auf der Rohrleitung sowie eine leckagefreie Gasdichtigkeit erzielt – sowohl bei der ersten als auch bei allen nachfolgenden Installationen.

Verschraubungen der Serie FK sind außerdem mit einer vorgefertigten Patrone ausgestattet, die die beiden Klemmringe sowie die Mutter enthält. Mithilfe dieser Patrone wird sichergestellt, dass die Klemmringe korrekt ausgerichtet und installiert werden. Dank dieser Eigenschaften tragen die Rohrverschraubungen der Serie FK dazu bei, Installationszeiten zu verkürzen und Montage- und Wartungskosten zu verringern. Gleichzeitig sorgen sie für eine zuverlässige Verbindung und damit für längere Betriebszeiten in einer Vielzahl von Anwendungen.

Konus-/Gewindeverschraubungen

Die Konus-/Gewindeverschraubungen sind in vielen unterschiedlichen Legierungen und mit unterschiedlichen Eigenschaften erhältlich, die einen Einsatz in Anwendungen mit mittleren bis hohen Drücken ermöglichen. Dank ihrer zuverlässigen Leistung gelten diese Hochdruckverschraubungen seit vielen Jahren als Standard in verschiedenen anspruchsvollen Anwendungen.

Bei der Verwendung von Konus-/Gewindeverschraubungen sind in der Regel besondere Rohrleitungen mit größerer Wandstärke und höherer Druckstufe erforderlich. Eine hochleistungsfähige Konus-/Gewindeverschraubung setzt sich aus einem Stutzen, einer Hülse, einer Verbindung mit Innengewinde zusammen und enthält eine Leckagetestbohrung, anhand derer Leckagen erkannt und eine ordnungsgemäße Installation geprüft werden kann.

Bei der Vorbereitung und Installation von Konus-/Gewindeverschraubungen ist besondere Sorgfalt geboten. Zur Herstellung der Verbindung sind neben speziellen Montagewerkzeugen auch Schmiermittel erforderlich, um die Reibung während des Schneidprozesses zu reduzieren. Das Rohrende muss zunächst mit entsprechenden Konus-/Gewindewerkzeugen vorbereitet werden, bevor die Verbindung hergestellt werden kann. Dabei muss besonders darauf geachtet werden, dass am Rohrende keine Grate, Furchen oder Kratzer zurückbleiben. Nach der Vorbereitung des Rohrs wird eine Hülse auf das Rohr geschraubt und der Verschraubungskörper wird mit einem Stutzen abgedichtet. Bei Systemen, die regelmäßig Stößen oder Vibrationen ausgesetzt sind, sollten darüber hinaus vibrationsdämpfende Komponenten zum Einsatz kommen, um die Haltbarkeit der Rohrverbindung zu verlängern. Bei ordnungsgemäßer Montage bieten Konus-/Gewindeverschraubungen langfristig eine hohe Leistungsfähigkeit – und das selbst in anspruchsvollsten Fluidsystemanwendungen.

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Mit diesem Wissen zu den wichtigsten Unterschieden zwischen den verschiedenen gängigen Arten von Rohrverschraubungen sind Sie nun in der Lage, die richtige Entscheidung für Ihre Fluidsystemanwendung zu treffen. Allerdings sollten Sie beachten, dass dieser Artikel lediglich auf die Grundlagen der Rohrverschraubungen mit kleinem Durchmesser eingeht. Es gibt noch zahlreiche andere komplexe Faktoren, die es bei der Auswahl und Installation von Rohrverschraubungen zu berücksichtigen gilt.Schulungen von Swagelok zur Installation von Rohrverschraubungen

Wenn Sie Ihr Wissen über diese Art der Rohrverschraubungen weiter ausbauen möchten, werfen Sie einen Blick auf die umfassenden Schulungsangebote von Swagelok zu diesem Thema. In unseren Schulungsprogrammen geben wir Ihnen wertvolle und praktische Hilfsmittel an die Hand, mit denen Sie Ihre alltäglichen Aufgaben bei der Auslegung, beim Betrieb und bei der Instandhaltung von Fluidsystemen im Handumdrehen meistern. Die ausführlichen und praxisorientierten Schulungen unserer erfahrenen Experten richten sich sowohl an neue Teammitglieder als auch versierte Veteranen der Branche. Neben weiteren Themen rund um Fluidsysteme erfahren Sie in diesen Kursen alles, was Sie bei der Auswahl, Installation, Prüfung und Fehlerbehebung bei Rohrverschraubungen beachten müssen. Weitere Informationen zu unseren Schulungsangeboten finden Sie unter dem folgenden Link.

Mehr über die Schulungen von Swagelok

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