Dokręcanie śrub kołnierza a trwałość uszczelki

Dlaczego siła docisku decyduje o szczelności

Uszczelka płaska nie uszczelnia sama z siebie. Szczelność powstaje dopiero wtedy, gdy śruby ściśną ją na tyle mocno, że materiał wypełni nierówności przylgi kołnierza i zamknie drogę dla medium. Ten nacisk musi przy tym zostać zachowany przez cały czas pracy – także wtedy, gdy ciśnienie wewnętrzne próbuje rozsunąć kołnierze, a temperatura zmienia wymiary śrub i samej uszczelki.

Każdy materiał ma więc swój dopuszczalny przedział nacisku. Poniżej dolnej granicy uszczelka nie dopasuje się do powierzchni i będzie przepuszczać. Powyżej górnej zacznie się kruszyć, płynąć na boki albo trwale tracić sprężystość. Zadaniem montera jest trafić w ten przedział i rozłożyć nacisk równo na całym obwodzie. Wiele wycieków wynika nie z wady materiału, lecz właśnie z błędów na tym etapie – szerzej opisujemy je w poradniku Dlaczego uszczelka przecieka?

Za słaby i za mocny docisk – objawy

Oba błędy kończą się wyciekiem, ale zostawiają różne ślady. Warto obejrzeć zdemontowaną uszczelkę, zanim trafi do kosza – często od razu widać, co poszło nie tak.

Pomocne jest też sprawdzenie samych śrub: wydłużone, z uszkodzonym gwintem lub skorodowane nie przeniosą wymaganej siły, nawet jeśli klucz pokaże właściwy moment.

Przygotowanie połączenia przed dokręcaniem

Dobry montaż zaczyna się, zanim klucz dotknie pierwszej nakrętki. Przylgi kołnierzy trzeba oczyścić ze starej uszczelki i osadów, nie rysując ich przy tym promieniowo – rysa biegnąca od środka na zewnątrz to gotowy kanał dla wycieku. Kołnierze powinny być równoległe i współosiowe; jeżeli trzeba je ściągać śrubami, żeby w ogóle się zeszły, problem leży w rurociągu, a nie w uszczelce.

Gwinty śrub i nakrętek oraz powierzchnie oporowe nakrętek warto posmarować środkiem dobranym do temperatury pracy. Bez smarowania duża część momentu idzie na pokonanie tarcia, a rzeczywista siła w śrubie bywa znacznie mniejsza i różna dla każdej śruby. Smar nie może natomiast trafić na uszczelkę ani przylgę – smarów, past i silikonów nie nakłada się na uszczelki płaskie z płyt, bo ułatwiają one wypchnięcie materiału z połączenia.

Uszczelka musi mieć właściwe wymiary i leżeć centrycznie. Pierścień przesunięty w stronę śrub zostawia niedociśnięty pas przy otworze, a wystający do wnętrza rury może zostać rozerwany przez przepływ.

Kolejność krzyżowa i dokręcanie etapami

Śrub kołnierza nie dokręca się po kolei dookoła. Gdyby pierwsza śruba od razu dostała pełny moment, kołnierz przechyliłby się, a uszczelka zostałaby zgnieciona z jednej strony i ledwie dociśnięta z drugiej. Dlatego stosuje się kolejność krzyżową: po pierwszej śrubie dokręca się tę leżącą naprzeciwko, potem parę przesuniętą o ćwierć obwodu i tak dalej, aż obejdzie się wszystkie.

Nacisk zwiększa się stopniowo, w kilku przejściach. Producent płyt KLINGER w instrukcji montażu zaleca następującą sekwencję:

• dokręcenie wszystkich nakrętek ręcznie, w kolejności krzyżowej,
• około 30% wymaganego momentu, w kolejności krzyżowej,
• około 60% wymaganego momentu, w kolejności krzyżowej,
• 100% wymaganego momentu, w kolejności krzyżowej,
• dwa końcowe przejścia pełnym momentem po kolei dookoła, zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Końcowe przejścia po obwodzie są potrzebne, bo dokręcenie jednej śruby lekko odciąża sąsiednie. Przy dużych kołnierzach często okazuje się, że część nakrętek da się jeszcze dociągnąć – wtedy powtarza się obejście, aż żadna nie ruszy.

Skąd wziąć wartość momentu dokręcania

Nie ma jednego momentu „dla uszczelki DN100”. Wymagana wartość zależy od średnicy i gatunku śrub, ich liczby, rodzaju smaru, wymiarów przylgi, materiału i grubości uszczelki oraz ciśnienia i temperatury pracy. Dlatego nie podajemy tu gotowej tabeli – przepisana z innej instalacji mogłaby prowadzić zarówno do wycieku, jak i do zgniecenia uszczelki.

Właściwe źródła to dokumentacja projektowa instalacji lub urządzenia, obliczenia połączenia kołnierzowego wg norm z serii EN 1591 oraz zalecenia producenta płyty. W karcie technicznej materiału znajdziesz parametry potrzebne do takich obliczeń i dopuszczalne warunki pracy – jak je czytać, wyjaśniamy w poradniku Jak czytać kartę techniczną płyty uszczelkarskiej. W połączeniach krytycznych, np. w energetyce i chemii, montaż powinien wykonywać personel przeszkolony w tym zakresie; wymagania kompetencyjne opisuje norma EN 1591-4.

Klucz dynamometryczny powinien być sprawny i okresowo sprawdzany. Dokręcanie „na wyczucie” albo przedłużką na zwykłym kluczu to najprostsza droga do nierównego docisku.

Grubość i rodzaj uszczelki a dokręcanie

To, jak uszczelka znosi docisk, zależy od materiału. Płyty z włóknami i spoiwem elastomerowym są stosunkowo sztywne i wymagają większego nacisku, żeby się dopasować. Guma i silikon odkształcają się łatwo, więc przy zbyt mocnym dokręcaniu są wyciskane z połączenia. PTFE ma skłonność do płynięcia pod obciążeniem, co oznacza powolny spadek docisku w czasie. Grafit ekspandowany dobrze wypełnia nierówności, ale jest delikatny mechanicznie.

Duże znaczenie ma też grubość. Cieńsza uszczelka z płyty zwykle lepiej trzyma nacisk i mniej się relaksuje, grubsza lepiej kompensuje nierówne lub zniszczone przylgi, ale łatwiej ją wypchnąć. Ogólna zasada brzmi: tak cienko, jak pozwala stan kołnierzy. Więcej na ten temat w poradniku Jaką grubość uszczelki z płyty wybrać?

Dociąganie po uruchomieniu i ponowne użycie

Po montażu naprężenie w śrubach spada – uszczelka osiada, a pierwsze nagrzanie instalacji przyspiesza ten proces. Kusi, by w takiej sytuacji dociągnąć nakrętki na pracującej instalacji. W przypadku uszczelek z płyt włóknistych producent KLINGER wyraźnie przed tym ostrzega: jeśli dociąganie jest potrzebne, wykonuje się je w temperaturze otoczenia, przed pierwszym uruchomieniem lub w jego trakcie. Uszczelki z płyty włóknistej, która pracowała już dłużej w podwyższonej temperaturze, nie należy dociągać, bo utwardzony materiał nie odkształci się, tylko pęknie.

Z tego samego powodu uszczelki nie używa się ponownie. Raz ściśnięta i nagrzana straciła część sprężystości, a jej powierzchnia odwzorowała przylgę w konkretnym położeniu. Po rozkręceniu połączenia zawsze zakłada się nową uszczelkę – jej koszt jest pomijalny w porównaniu z ponownym rozszczelnieniem i postojem.

Nowe uszczelki do kołnierzy na wymiar

Najlepiej mieć zapas uszczelek przed planowanym przeglądem, żeby po rozkręceniu połączenia nie wracać do starej. W PLASTCAR wycinamy uszczelki kołnierzowe w wymiarach normowych i nietypowych – według rysunku, pliku DXF albo starej uszczelki jako wzoru. Tniemy nożem oscylacyjnym CNC, od jednej sztuki do wielotysięcznych serii, z ponad 50 rodzajów płyt w magazynie: płyt uszczelkarskich, płyt Klinger, gumy, silikonu i PTFE.

Podaj wymiary, medium, temperaturę i ciśnienie pracy – pomożemy dobrać materiał i grubość oraz przygotujemy wycenę. Szczegóły usługi znajdziesz na stronie wycinanie uszczelek, a wymiary możesz wpisać w konfiguratorze uszczelek online.