1

ZAPTIVANJE

- Statički, nepokretni zaptivni spojevi

- nemetalni (zaptivke)

- metalni

- Dinamički, pokretni zaptivni spojevi sa dodirom

- Bezkontaktni zaptivni spojevi

ZAPTIVANJE NEPOKRETNIH POVRŠINA

Nepokretne površine međusobno su pritegnute najčešće zavrtanjskom vezom.

Dodirne površine nisu idealno ravne, sa određenim stepenom hrapavosti, nisu idealno paralelne.

Postavljaju se zaptivači, koji se deformišu pod dejstvom sile pritezanja.

Deformacije su delom elastične a delom plastične.

2

Pri pritezanju deformacija se povećava najpre linearno (elastična), a zatim nastaje plastično deformisanje (nelinearno).

Pri rasterećenju (opet linearno) ostaje trajna deformacija ∆.

Tokom rada sila na zaptivaču varira između FDV i FDB, a ovu promenu prati promena elastične deformacije zaptivača ∆λ'.

FDV je sila pri kojoj zapreminske plastične deformacije ne dovode do sleganja zaptivača.

FDB je sila koja treba da obezbedi dovoljne površinske plastične deformacije za zaptivanje.

Odgovarajuće sile u zavrtanjskoj vezi trebalo bi da su

Fz ≤ FDV /z i Fb ≥ FDB /z,

Fb < Fp< Fz ,

- gde je: z - broj zavrtnjeva po obimu prirubnice

Fb - sila na dodiru sa zaptivnom površinom

Fz - sila u zavrtnju

Radna sila Fr se deli proporcionalno krutostima, na Fz i Fb .

Deformacije se ostvaruju i na dodirnim površinama i u zapremini zaptivača.

Elastične deformacije obezbeđuju stalnu reakciju i pritisak na dodirne površine.

Nedovoljno pritezanje ne obezbeđuje dovoljne plastične deformacije za zaptivanje, a preveliko pritezanje stvara velike plastične deformacije i gubitak elastičnih svojstava i samim tim zaptivnih svojstava zaptivača.

3

- NEMETALNI ZAPTIVAČI

Male su čvrstoće, pružaju mali otpor pri deformisanju što se kompenzuje povećanom dodirnom površinom. Koriste se kod sudova sa manjim radnim pritiscima.

Zaptivači su najčešće od klingerita (pritisci fluida i do 100 bar-a, temperature do 4000C, za zaptivanje sistema gde se nalazi nafta itd.), teflona, a mogu biti još i obloženi tankim metalnim limom od Cu, mesinga, Pb, Al, Ni, čelika. Oblaganjem se povećava čvrstoća, te se mogu više puta rasklapati i ponovo upotrebljavati.

Čvrstoća zaptivača može da se poveća i umetanjem talasastog ili spiralnog lima. Ove dve vrste zaptivača spadaju u tzv. meke, za razliku od prvo navedenih koji su tvrdi.

Meki zaptivači se odlikuju svojstvom da se sila na dodiru sa zaptivnom površinom (Fb) vrlo malo smanjuje (rasterećenje) sa povećanjem sile od radnog fluida (Fr).

Kod tvrdih se ova sila intenzivno smanjuje.

4

Guma je takođe materijal koji se može primeniti za izradu mekih zaptivača. Koristi s za zaptivanje radnih pritisaka do 6 bar-a i temperature do 1000C, za zaptivanje uljnih sistema, gasova i derivata nafte. Načelno im je manja nosivost, tj. lako se prekorači granica dozvoljenih deformacija.

Zbog toga se konstrukcijski ograničava veličina sile, prema slici.

Oblici gumenih zaptivača:

5

Tablica Nemetalni i obloženi zaptivači prema ISO 7483

Oblici i karakteristike zaptivača

Područje primene

6

Sila na zaptivaču bi trebalo da bude u granicama između FDV i FDB . Ove granice se određuju na osnovu karakteristika zaptivača, i računaju se kao:

FDV = UD · k0 ·KD ; FDB = UD · k1 · SD · pr; - srednji obim konture zaptivača, UD = dD · π - računska širina zaptivača, k0 i k1 - napon u materijalu pri kome nastaju plastične deformacije, KD - stepen sigurnosti zaptivanja, SD - radni pritisak fluida, pr Sila pritezanja zavrtnja Fp , može da se odredi na osnovu stepena sigurnosti protiv razdvajanja veze Sr. Za statičko opterećenje Sr = 1,2, a za dinamičko su dosta veće vrednosti zbog izvesnije mogućnosti labavljenja veze (kod kraćih (= krućih) zavrtnjeva ova vrednost može da bude i 3,5 pa i 5).

bz

brrp cc

cFSF+

⋅⋅=

- Fr - radna sila po zavrtnju, - cb - krutost prirubnice, tj. spojnih elemenata, - cz - krutost zavrtnja.

- METALNI ZAPTIVAČI

Pljosnati metalni zaptivači.

Izrađuju se od Cu, Al, Pb, ili čelika i ugrađuju se isto kao i nemetalni, od kojih se razlikuju većom krutosti. Usled velike krutosti pad sile Fb je dosta izraženiji sa porastom radne sile Fr . Kod ovih zaptivača, s tim u vezi, potrebno je i veće pritezanje zavrtanja, kako bi se ostvarila potrebna deformacija. Ovi zaptivači se koriste za više temperature i više radne pritiske i koriste se gotovo za sve vrste fluida.

Zaptivanje bez zaptivača.

Na ovaj način se zaptivaju vrlo pravilne, ravne i glatke površine

7

Profilisani metalni zaptivači.

Koriste se za izrazito nepovoljne radne uslove, kada je potrebno ostvariti velike sile pritezanje. Izrađuju se od čelika, i mogu biti različitih profila.

8

a, grebenasti (utiskuju se u telo prirubnica)

b, klinasti (uklinjavanjem se povećava sila na kontaktu Fn, u odnosu na silu pritezanja F)

c, ovalni (izraženo povećanje lokalnog pritiska p)

a - Konusni, b - Sočivasti, c – Elastični

a, konusni (''mekši'' u odnosu na klinasti, tj. ima veću zapreminsku elastičnost)

b, sočivasti (''mekši'' u odnosu na ovalni, tj. ima veću zapreminsku elastičnost)

c, elastični (kao ikod gumenih, konstrukcijski treba da se ograniči sila pitezanja)

9

Zavrtanjske veze statički zaptivnih spojeva Broj zavrtnjeva z ?

- mali broj dovodi do povećanja oscilacija po obimu zaptivača - veliki broj stvara konstrukcijske probleme

Slika Oscilacije pritiska po obimu zaptivnog prstena

- prečnik stabla zavrtnja: 5Re4 cFSzd z

s +⋅⋅⋅⋅

=ϕπ

- c5 obuhvata razliku u prečniku noseće površine navoja i stabla zavrtnja - ϕ obuhvata uticaj savijanja zavrtnja ako navrtka ili glava naležu n azakošene

površine. Za obostrano obrađene površine faktor je 1, a za neobrađene i do 0.75. - S predstavljka stepen sigurnosti (isto kao iz asudove pod pritiskom, odgov.

tablica)

- Re - proračunska čvrstoća materijala zavrtnja Krutost zavrtnja i prirubnice .....

ZAPTIVANJE POKRETNIH POVRŠINA (npr. vreteno mešalice i sl.) .............................

10