卡套管接头有哪些类型?
适配您应用场景的小口径卡套管接头选型指南
可靠的小口径流体系统需采用高品质组件进行设计和建造,而其中非常关键的部件之一便是小口径卡套管接头。在关键连接点上使用具有防泄漏性能的接头,可帮助您维护工厂的安全和运营效率。
市面上接头类型繁多,在维护现有系统或新建系统时,往往难以确定理想选择。
如何选择适合您需求的接头?下面我们分析几种常见的接头类型,及其具体特性与优势:
什么是螺纹接头?
螺纹接头通过两段螺纹部件配合实现连接,核心区别为外螺纹接头与内螺纹接头。外螺纹(螺纹凸起于接头外侧)需旋入内螺纹(螺纹位于接头内侧)完成连接。
螺纹接头主要分为两类:直螺纹 或平行螺纹接头与锥螺纹接头。直螺纹用于将螺母固定在卡套管接头本体上,并依赖垫片、O 型圈或金属与金属接触等,形成无泄漏密封。因此,直螺纹通常用于系统压力不超过 5000 psi 的应用。
锥形螺纹是通过外螺纹和内螺纹的挤压实现密封。锥形螺纹相对于中心线成一定角度,而直螺纹与中心线平行。锥形螺纹需要使用螺纹密封剂或生料带,来填充齿顶与齿根之间的间隙,以防止系统中的流体在连接处泄漏。优质的密封剂还有助于防止安装过程出现粘扣(一种因冷压而导致的两个接触面粘住的现象)。锥螺纹适用于系统压力高达 15,000 psi 的场合。
直螺纹通常用于系统压力不超过 5000 psi 的场合。锥螺纹适用于系统压力高达 15,000 psi 的场合。
除了上文提到的系统压力限制外,直螺纹或锥形螺纹连接的选择,通常由用户的偏好决定。一般来说,可选择的螺纹接头都遵守通用标准;British Standard Pipe (BSP) 和National Pipe Thread (NPT) 是常见的两种。不过,在整个设施中,对接头类型的使用进行标准化,可减少潜在的混乱或误用。
什么是压缩式卡套管接头?
与螺纹接头不同,压缩式卡套管接头(包含卡套接头类别)通常通过卡套实现无泄漏密封。当接头的螺母被拧紧时,卡套环被挤压在螺母和受挤压接头之间。在压缩作用下,卡套可牢固、有效地抓紧卡套管,形成严密密封。卡套管抓紧是否可靠,与卡套环是否被压紧有关。压缩式卡套接头还具备装拆便捷的优势。
采用双卡套设计的接头可以提高抓紧强度和密封性能。
压缩式接头有哪些不同类型?
目前市面上常见的压缩卡套管接头,在结构设计上存在关键差异。咬合式卡套,如图中所示的单卡套和双卡套设计,在装配时都会拱起。这种拱起动作会促使咬合式卡套的前缘进入卡套管,抓紧或压入卡套管表面。这些咬合式卡套通过前端进行咬合,实现对卡套管的适当抓紧。如果存在振动、脉动、热冲击,或对接头施加侧向负荷,则抓紧卡套最低限度的接触在咬合后几乎无法提供支撑。这意味着在一个动态系统中,卡套管会损坏或是脱落。
采用双卡套设计的接头可以提高抓紧强度和密封性能。在此,前卡套和卡套管外径之间,以及和接头本体密封面之间形成气体密封。后卡套还充当了把卡套管固定在接头内的主要部件。在安装过程中,后卡套沿轴向向前推前卡套,并沿径向施加有效的卡套管抓紧力。
双卡套、机械式抓紧接头在保持适当抓紧和载荷的同时,也提供了高抗振性。
双卡套机械抓紧设计(如世伟洛克® 卡套管接头),通过铰链夹箍式抱紧作用,可实现更牢固的抓紧与密封效果。铰链和夹箍作用可使后卡套与卡套管紧密接触,抓得更紧。后卡套为卡套管的抓紧提供直接和轴向支撑。此外,这种设计减少了接头在振动应用中松脱的可能性,并允许接头小范围的移动,同时保持适当的抓紧和载荷。这种移动被称为 回弹,可以提供强大的抗振能力。此外,通过在卡套和卡套管之间形成长线的密封接触,这种机械设计产生了高度可靠的气体密封。在防泄漏性能要求高的应用场合中,它们是很好的选择。
什么是机械抓紧式接头?
中压机械抓紧式接头是双卡套压缩接头的升级产品,兼具优异性能与更高的安装效率。世伟洛克® FK 系列中压接头是机械抓紧式技术区别于传统压缩式接头的典型案例。FK 系列沿用世伟洛克标准双卡套接头的铰链夹箍结构,区别在于其采用内螺纹接头本体、外螺纹螺母及预装卡套设计。这种设计创造了一种独特的动态楔入。动态楔入允许通过扭矩进行可复装的安装,并在卡套管接头的初次装配和复装时提供可检测性。双卡套结构可更牢固抓紧卡套管,首次安装及每次重装均能实现气体无泄漏密封。
FK 系列接头还配有一个预装套,用于放置两个卡套和螺母。这有助于确保正确的卡套方向和安装。凭借这些特点,FK 系列接头可以减少安装时间,降低装配和维护成本,同时提供更可靠的连接,从而延长各种应用中的正常运行时间。
什么是锥面和螺纹接头?
最后, 锥面和螺纹接头 有多种合金材料可供选择,并具有一些设计特点,使其适用于中压到高压的应用。它们的可靠性能使它们多年来成为各种苛刻应用中的标准高压接头选择。
使用锥面和螺纹接头时,通常需要锥形和螺纹专用卡套管,其特点是管壁更厚,额定压力更高。高性能的锥面和螺纹接头包含一个接管、一个套环、一个内螺纹孔口和一个让您能够检测泄漏和验证安装是否正确的渗出孔。
在准备和安装锥面和螺纹接头时,必须特别小心。为了进行连接需要专用的锥面成型和螺纹加工工具,同时还需要润滑剂来减少切割过程中的摩擦。必须先对卡套管进行适当的锥面螺纹制作,然后再与接头连接。加工过程中必须确保接头无毛刺、凿槽或划痕,这一点至关重要。卡套管准备完成后,将套环拧到卡套管上,并将接管螺母插入接头主体中以进行紧固。对于经常受到震动或振动的系统,还建议使用抗振组件来帮助延长卡套管连接的寿命。如果装配得当,锥面和螺纹接头可以在一些运动剧烈的流体系统应用中提供可靠的长期性能。
查看锥面和螺纹接头与机械抓紧式(FK 系列)接头的安装对比。
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持续拓展接头知识
在了解当今各类接头技术的核心差异后,您将更有能力为流体系统应用做出正确选择。不过,本文仅介绍了小口径卡套管接头的基础知识,卡套管接头的选型与安装还涉及诸多复杂要点。
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