ГОСТ 19749-84 Соединения неподвижные разъемные пневмогидросистем. Затворы закрытые. Типы и технические требования

ГОСТ 19749-84

Группа Г17

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

СОЕДИНЕНИЯ НЕПОДВИЖНЫЕ РАЗЪЕМНЫЕ ПНЕВМОГИДРОСИСТЕМ.
ЗАТВОРЫ ЗАКРЫТЫЕ

Типы и технические требования

Fixed detachable joints for special-purpose hardware of pneumohydraulic systems.
Closed gates. Types and technical requirements

ОКП 10 6745

Срок действия с 01.07.85
до 01.07.90*
_______________________________
* Ограничение срока действия снято
постановлением Госстандарта России от 27.12.89 N 41
(ИУС N 4, 1990 год). - .

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 мая 1984 г. N 1767 срок действия установлен с 01.07.85 до 01.07.90

ВЗАМЕН ГОСТ 19749-74

ПЕРЕИЗДАНИЕ. Ноябрь 1985 г.

ВНЕСЕНО Изменение N 1, утвержденное и введенное в действие Постановлением Госстандарта СССР от 24.05.88 N 1439 с 01.01.89

Изменение N 1 внесено изготовителем базы данных по тексту ИУС N 8, 1988 год

Настоящий стандарт распространяется на закрытые затворы* разъемных неподвижных соединений с плоской и конической металлическими прокладками пневмогидросистем, не допускающих утечку воздушно-гелиевой смеси через одно соединение более 1,33·10-1,33·10 м·Па/с (1·10-1·10 л·мкм.рт.ст./с) для соединений с внутренним диаметром затвора =2-400 мм соответственно при проверке герметичности их давлением 11,8 МПа (120 кгс/см).

_______________

* Пояснения терминов, применяемых в настоящем сборнике стандартов, приведены в справочном приложении 1.

1. ТИПЫ

1.1. Закрытые затворы должны изготовляться типов:

1 - штуцерных стяжных и фланцевых соединений с плоской металлической прокладкой (черт.1б; 2а и 2б приложения 2), черт.1;

2 - штуцерных ввертных соединений с плоской металлической прокладкой (черт.1а приложения 2), черт.2;

3 - штуцерных стяжных и фланцевых соединений с конической металлической прокладкой (черт.1в и 2в приложения 2), черт.3.

1.2. Соединения с плоскими и коническими прокладками следует применять в соответствии с рекомендациями, указанными в рекомендуемом приложении 3.

1 - концевая часть закрытого затвора по ГОСТ 19753-84; 2 - гнездо закрытого затвора по ГОСТ 19754-84; 3 - уплотнительная металлическая коническая прокладка по ГОСТ 19755-84

Черт.3

2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

2.1. Закрытые затворы неподвижных разъемных соединений должны изготовляться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рабочим чертежам, утвержденным в установленном порядке.

2.2. При наличии указания "Кромка острая" допускается притупление острой кромки радиусом =0,05 мм.

2.3. Допуски радиального биения и торцового биения одной поверхности относительно оси другой допускается не контролировать, если их обработка производится согласно указаниям технологической документации с одного установа и в одном направлении.

2.4. Вместо требований по радиальному биению одной поверхности относительно оси другой допускается задавать требования по отклонению от соосности с зависимым допуском. При этом значение допуска соосности должно быть в два раза меньше допуска радиального биения.

2.3, 2.4 (Измененная редакция, Изм. N 1).

2.5. Закрытые затворы соединений с плоской металлической прокладкой

2.5.1. Материал деталей закрытых затворов должен быть тверже материала прокладки.

2.5.2. Для соединений, работающих при температуре ниже 173 К (минус 100 °С) или выше 423 К (плюс 150 °С), материалы деталей соединения должны иметь коэффициенты линейного расширения, отличающиеся не более чем на 30%. При коэффициентах линейного расширения, отличающихся более чем на 30%, необходимо выполнить:

для штуцерных соединений - расчет на прочность и определение необходимого усилия затяжки , обеспечивающего герметичность в рабочих условиях,

для фланцевых соединений - специальную отработку с учетом температурных усилий.

2.5.3. Необходимое усилие затяжки , Н (кгс), следует определять по формуле

, (1)

где - минимальное усилие на прокладку, обеспечивающее максимальное затекание материала прокладки в микронеровности уплотнительных поверхностей, Н (кгс);

- коэффициент запаса по плотности, =1,25;

- относительная податливость деталей соединения.

Для упрощенных расчетов допускается принимать =0 для штуцерных и фланцевых соединений;

- усилие от давления рабочей среды, Н (кгс). Усилие затяжки для соединений с 150 мм, предназначенных для рабочих давлений среды более 24,43 МПа (250 кгс/см), допускается определять выбором наибольшего значения, подсчитанного по следующим формулам:

; (2)

. (3)

Усилие от давления рабочей среды следует подсчитывать по формуле

, (4)

где - внутренний диаметр прокладки, м (см);

- давление рабочей среды, МПа (кгс/см).

Минимальное усилие на прокладку следует подсчитывать по формулам:

, (5)

, (5*)

где - средний диаметр прокладки, м (см);

- текущая толщина прокладки, м (см);

- коэффициент трения между поверхностями прокладки и закрытого затвора при сжатии прокладки; назначают в соответствии с табл.1;

- предел текучести материала прокладки с учетом упрочнения при сжатии, МПа (кгс/см);

- ширина прокладки, м (см).

_______________

* Здесь и далее формулы, отмеченные *, даны для проведения расчетов по системе МКГСС.

Формула 5. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Таблица 1

Значения коэффициента трения между поверхностями прокладки и закрытого затвора

Текущую толщину прокладки следует подсчитывать по формуле

, (6)

где - толщина прокладки до сжатия, м (см);

- высота микронеровностей уплотнительных поверхностей затвора.

Формула 6. (Измененная редакция, Изм. N 1).

Предел текучести материала прокладки с учетом упрочнения при сжатии следует подсчитывать по формулам:

, (7)

, (7*)

где - предел текучести материала прокладки, МПа (кгс/см); следует назначать в соответствии с табл.2.

- относительная деформация, %.

Таблица 2

Значение предела текучести для отожженных прокладок

Относительную деформацию определяют по формуле

. (8)

2.5.4. Необходимый момент затяжки соединения , Н·м (кгс·м), обеспечивающий герметичность соединения в рабочих условиях, следует подсчитывать согласно пп.2.5.4.1-2.5.4.4.

2.5.4.1. Для штуцерных ввертных и стяжных соединений по формуле

. (9)

2.5.4.2. Для фланцевых соединений по формуле

, (10)

где - необходимое усилие затяжки, Н (кгс);

- число болтов, шпилек, шт.;

- максимальное значение приведенного коэффициента трения резьбовой пары;

- средний диаметр резьбы, мм;

- угол профиля резьбы, рад (град);

- средний радиус трущихся поверхностей, мм;

- шаг резьбы, мм

.

2.5.4.3. Число болтов, шпилек необходимо выбирать из условия обеспечения соотношения (11) и назначать кратным 2.

, (11)

где - расстояние между болтами, шпильками, мм (черт.4);

- наружный диаметр болта, шпильки, мм.

Черт.4

2.5.4.4. Значения приведенного коэффициента трения резьбовой пары следует назначать в соответствии с табл.3 - для штуцерных соединений и табл.4 - для фланцевых соединений.

Таблица 3

Значения приведенного коэффициента трения резьбовой пары для штуцерных соединений

Таблица 4

Значения приведенного коэффициента трения резьбовой пары для фланцевых соединений

Таблицы 3, 4. (Измененная редакция, Изм. N 1).

В случае применения материалов резьбовой пары других марок, не указанных в табл.3, 4, следует при проведении:

оценочных расчетов моментов затяжки использовать указанные значения для всей группы подобных материалов;

уточненных расчетов моментов затяжки использовать значения , определенных опытным путем для конкретных применяемых материалов.

2.5.4.5. Средний радиус трущихся поверхностей следует определять:

для штуцерных ввертных соединений как средний радиус прокладки (черт.5а) по формуле

; (12)

для штуцерных стяжных соединений, как средний радиус опорной поверхности стяжной гайки (черт.5б), по формуле

; (13)

для фланцевых соединений, как средний радиус опорной поверхности гайки, болта относительно шайбы (черт.3в) по формуле (13).

СРЕДНИЙ РАДИУС ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ СОЕДИНЕНИЙ С ПЛОСКОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПРОКЛАДКОЙ

в) Фланцевое соединение

Черт.5

2.5.5. Необходимый угол затяжки штуцерных стяжных соединений для упрощенных расчетов допускается определять по формуле

, (14)

, (14*)

где - относительная деформация прокладки с учетом податливости деталей соединения; =0,3;

- толщина прокладки до сжатия, мм;

- шаг резьбы, мм;

- дополнительный угол поворота гайки относительно штуцера, ниппеля за счет микронеровностей уплотнительных поверхностей и допускаемого значения отклонения по толщине в одной прокладке;

=0,35 рад=20°.

2.6. Закрытые затворы соединения с конической металлической прокладкой

2.6.1. Твердость материала деталей затвора должна соответствовать твердости материала прокладки или быть выше ее.

2.6.2. Для соединений, работающих при температуре ниже 73 К (минус 200°С) или выше 773 К (плюс 500°С) материалы деталей соединения должны иметь коэффициенты линейного расширения, отличающиеся не более чем на 30%. При коэффициентах линейного расширения, отличающихся более чем на 30%, необходимо выполнять:

для штуцерных соединений - расчет на прочность и определение необходимого усилия затяжки ;

для фланцевых соединений - специальную отработку с учетом температурных усилий.

2.6.3. Необходимое усилие затяжки , Н (кгс), обеспечивающее герметичность соединения в рабочих условиях, следует подсчитывать по формуле

, (15)

где - удельное необходимое погонное усилие затяжки соединения, Н/м (кгс/см);

- наружный диаметр прокладки, м (см);

, - следует определять в соответствии с требованиями п.2.5.3.

2.6.4. Удельное необходимое погонное усилие затяжки соединения при выбранной геометрии прокладки (ГОСТ 19755-84) и затвора (ГОСТ 19753-84, ГОСТ 19754-84) следует назначать в соответствии с табл.5.

Таблица 5

Значения удельного необходимого погонного усилия затяжки соединения

В случае необходимости применения прокладок из материалов, не указанных в табл.5, другой геометрии прокладок и затвора для определения необходимо провести определение:

упругих характеристик прокладки;

нижнего и верхнего пределов герметичности, обеспечиваемых прокладкой.

Испытания следует проводить в приспособлениях, имитирующих затворы соединения.

Определение упругих характеристик прокладок следует производить путем определения значений деформаций прокладок под действием сжимающих усилий , а также при разгрузке их, т.е. находя зависимость значений деформации прокладки от сжимающего усилия .

При выбранном значении деформации прокладки следует проводить испытания по определению нижнего и верхнего пределов герметичности, обеспечиваемых прокладкой.

Определение пределов герметичности должно проводиться подачей среды в приспособление в соответствии с табл.6.

Таблица 6

2.6.5. Необходимый момент затяжки соединения , обеспечивающий герметичность соединения в рабочих условиях, следует определять:

для штуцерных стяжных соединений - по формуле (9);

для фланцевых соединений - по формуле (10).

Число болтов, шпилек , значения приведенного коэффициента трения резьбовой пары следует назначать в соответствии с пп.2.5.4.3, 2.5.4.4.

Средний радиус трущихся поверхностей следует определять:

для штуцерных стяжных соединений, как средний радиус опорной поверхности стяжной гайки (черт.6а), по формуле (13);

для фланцевых соединений, как средний радиус опорной поверхности гайки, болта относительно шайбы (черт.6б), по формуле (13).

СРЕДНИЙ РАДИУС ТРУЩИХСЯ ПОВЕРХНОСТЕЙ СОЕДИНЕНИЙ С КОНИЧЕСКОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПРОКЛАДКОЙ

а) штуцерное стяжное соединение

б) фланцевое соединение

Черт.6

2.7. Требования к сборке соединений

2.7.1. Сборку соединений необходимо производить, соблюдая технические требования соответствующих чертежей и технических условий. При этом конические прокладки устанавливать в упор во внутренние углы деталей затвора.

2.7.2. Затяжку фланцевых соединений следует производить плавно, без рывков, равномерной подтяжкой каждой гайки, болта соединения в диаметрально-противоположных местах с последующим трех-четырехразовым круговым выравниванием момента затяжки до расчетного значения.

В труднодоступных местах затяжку штуцерных и фланцевых соединений допускается производить по углу поворота, значение которого определяется по формуле (14) для соединений с плоской прокладкой и экспериментально для соединений с конической прокладкой.

2.7.3. Перед проверкой на герметичность газовыми методами после гидроиспытаний, проливок, моек, обезжиривания необходимо производить термовакуумную сушку.

2.7.4. Повторное использование прокладок при монтаже соединения не допускается.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Справочное

ПОЯСНЕНИЯ ТЕРМИНОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ В НАСТОЯЩЕМ СТАНДАРТЕ

Детали соединения

Уплотнение, упругое уплотнение, уплотнение неподвижных соединений - пояснения по нормативно-технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Штуцер - деталь трубопроводов, сборочных единиц, изделий, имеющая соединительную резьбу и уплотнительную поверхность.

Штуцерное соединение - соединение трубопроводов, сборочных единиц и изделий с применением штуцеров.

Штуцерное стяжное соединение - штуцерное соединение, при монтаже которого сопрягаемые уплотнительные поверхности стягиваются без взаимного поворота уплотнительных поверхностей.

Штуцерное ввертное соединение - штуцерное соединение, при монтаже которого сопрягаемые уплотнительные поверхности стягиваются с взаимным поворотом уплотнительных поверхностей.

Фланец - соединительная часть трубопроводов, сборочных единиц, представляющая собой обычно плоское кольцо или диск с равномерно расположенными отверстиями для крепежных деталей.

Фланцевое соединение - соединение разъемных частей трубопроводов, сборочных единиц с применением фланцев.

Закрытый затвор - совокупность элементов соединения, образующих непосредственно замкнутое пространство, в котором размещена плоская или коническая прокладка.

Расчетные величины

Необходимое усилие затяжки соединения , Н (кгс) - усилие, обеспечивающее герметичность соединения в рабочих условиях.

Минимальное усилие на прокладку , Н (кгс) - усилие, обеспечивающее максимальное затекание материала прокладки в микронеровности уплотнительных поверхностей.

Усилие от давления рабочей среды , Н (кгс) - усилие от давления рабочей среды, действующее на площадь, ограниченную внутренней окружностью уплотнительных поверхностей.

Удельное необходимое усилие затяжки соединения , МПа (кгс/см) - необходимое усилие затяжки соединения, отнесенное к площади уплотнительных поверхностей уплотнения.

Удельное необходимое погонное усилие затяжки соединения , Н/м (кгс/см) - необходимое усилие затяжки соединения, отнесенное к периметру уплотнительной поверхности уплотнения по наружному диаметру.

Коэффициент запаса по плотности - коэффициент, учитывающий конструктивно-технологические и эксплуатационные особенности соединения, свойства среды, влияние релаксации и др.

Необходимый момент затяжки соединения Н·м (кгс·м) - момент затяжки, обеспечивающий герметичность соединения в рабочих условиях.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2
Справочное

ТИПЫ СОЕДИНЕНИЙ

Черт.1

ФЛАНЦЕВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ С УПЛОТНИТЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛИЧЕСКИМИ ПРОКЛАДКАМИ И ЗАКРЫТЫМ ЗАТВОРОМ

Черт.2

ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Рекомендуемое

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

1. Соединения с плоской металлической прокладкой

1.1. Соединения с плоской металлической прокладкой рекомендуются для применения:

по допустимому давлению рабочей среды и внутреннему диаметру закрытого затвора соединения для штуцерных соединений из условия обеспечения герметичности - в соответствии с черт.1 (графики на чертеже получены путем сравнения необходимых моментов затяжки соединения, обеспечивающих герметичность соединения, и моментов, фактически обеспечиваемых рабочими при сборке стандартными моментными ключами);

Рекомендуемые диапазоны применения штуцерных соединений по допустимому рабочему давлению
и внутреннему диаметру закрытого затвора соединения

1 - штуцерное ввертное соединение, алюминиевая прокладка, стальные детали; 2 - штуцерное стяжное соединение, алюминиевая прокладка, стальные детали; 3 - штуцерное ввертное соединение, алюминиевая прокладка, детали из алюминиевых сплавов; 4 - штуцерное стяжное соединение, алюминиевая прокладка, детали из алюминиевых сплавов

Черт.1

по допустимому давлению и температуре рабочей среды для штуцерных соединений из условия прочности;

по допустимому давлению и температуре рабочей среды для фланцевых соединений - по опыту предприятия и в зависимости от физико-механических характеристик материалов деталей соединения и уплотнительных прокладок.

1.2. Соединения с плоской металлической прокладкой не рекомендуется применять при температуре рабочей среды ниже 73 К (минус 200°С).

2. Соединения с конической металлической прокладкой

2.1. Соединения с конической металлической прокладкой рекомендуются для применения при наиболее тяжелых режимах эксплуатации, в условиях ограничения массы конструкции соединений.

2.1.1. При температурах от 17 К (минус 256°С) до 1273 К (плюс 1000°C) в зависимости от выбранного материала прокладки.

2.1.2. При давлениях жидких рабочих сред - до 147 МПа (1500 кгс/см) в зависимости от внутреннего диаметра закрытого затвора соединения .

2.1.3. При резких колебаниях температуры рабочей и окружающей среды.

2.1.4. При необходимости обеспечения разделения полостей с различными рабочими средами по давлению и температуре.

2.1.5. При значительных вибрационных и ударных нагрузках.

2.1.6. При давлениях газообразных рабочих сред до 98 МПа (1000 кгс/см) в зависимости от внутреннего диаметра закрытого затвора соединения в соответствии с черт.2.

Черт.2

2.2. Для обеспечения герметичности соединений, работающих при температуре 773...1273 К (500...1000°С), необходимо выбирать материал прокладки, не имеющий резкого падения механических свойств при рабочей температуре.

2.3. Для обеспечения герметичности соединений магистралей жидких и газообразных сред при давлениях более высоких, чем указано в п.2.1. рекомендуется идти по пути:

изменения угла наклона прокладки в пределах 55...45° вместо =60°;

создания дополнительного слоя на уплотнительных поверхностях прокладки за счет нанесения пластичных материалов (медь, серебро, алюминий) или их сочетания с общей толщиной до 100 мкм.

2.3.1. Прокладки с углом наклона =55°, толщиной 0,8 мм и медным покрытием толщиной 30-50 мкм устанавливать в затвор, размеры которого выполнены по ГОСТ 19753-84, ГОСТ 19754-84.

2.3.2. Прокладки с углом наклона =55...45° устанавливать в затвор, размеры которого должны быть выбраны из условия обеспечения соотношения

, (1)

где - максимальная площадь сечения прокладки (c учетом допусков на размеры прокладки), мм;

- минимальная площадь сечения затвора под прокладку (с учетом допусков на размеры затвора), мм.

2.3.3. Прокладки с углом наклона =55°...45° требуют больших удельных необходимых погонных усилий затяжки .

2.4. В случае необходимости допускается применение закрытого затвора и прокладок с , не указанными в настоящих стандартах. При этом рекомендуется:

размер гнезда закрытого затвора назначать в соответствии с ГОСТ 19754-84 для ближайшего большего значения ;

размеры деталей затвора выбирать из условия обеспечения соотношения (1).

2.4а. В технически обоснованных случаях для затворов с >100 мм допускается увеличение размеров В концевой части по ГОСТ 19753-84 и гнезда по ГОСТ 19754-84.

2.4б. Допускается зазор до 0,8 мм между поверхностями концевой части затвора по ГОСТ 19753-84 и гнезда затвора по ГОСТ 19754-84. При этом зазop должен обеспечиваться за счет изменения номинального размера гнезда затвора по ГОСТ 19754-84.

2.4а, 2.4б (Введены дополнительно, Изм. N 1).

2.5. Прокладки толщиной менее 1 мм, устанавливаемые в затвор, размеры которых выполнены по ГОСТ 19753-84, ГОСТ 19754-84, требуют меньших , но обеспечивают худшую герметичность при испытаниях газообразными средами.

2.6. В целях снижения без ухудшения результатов герметичности по газообразным средам рекомендуется использовать прокладки толщиной менее 1 мм в затворах, размеры которых выполнены из условий обеспечения соотношения (1).

2.7. Необходимое усилие затяжки соединений с прокладками, отличающимися геометрией и степенью их обжатия, определяют по формуле (15) настоящего стандарта, при значениях , определенных экспериментально по методике, указанной в настоящем стандарте.

2.8. Необходимое усилие затяжки , H (кгс), соединений с прокладками, имеющими покрытие, определяют по формуле

,

где - удельное необходимое усилие затяжки соединения назначают в соответствии с таблицей.

- ширина контакта конической прокладки; для прокладки по ГОСТ 19755-84 =0,7;

- наружный диаметр конической прокладки.

3. Дополнительные рекомендации

3.1. Для снижения усилий затяжки и моментов затяжки рекомендуется уплотнительные поверхности прокладок, уплотнительные и резьбовые поверхности деталей соединений с плоской прокладкой, а также резьбовые поверхности деталей соединений с конической прокладкой смазать тонким слоем смазки, стойкой в рабочей среде.

3.2. Для обеспечения необходимых усилий затяжки высоконапряженных соединений, характеризующихся применением высокопрочных сталей с 8,34 МПА (85 кгс/см), отличающихся неудовлетворительной свинчиваемостью в связи с высоким коэффициентом трения в резьбовой паре и склонностью к заеданию сопрягаемых поверхностей, необходимо принимать дополнительные меры по ликвидации заедания резьбовых пар и смятия опорных поверхностей шайб введением на резьбовые и опорные поверхности резьбовых пар твердого смазочного покрытия (ТСП) из суспензий ВНИИНП-213А, ВНИИНП-504.

При определении коэффициент трения резьбовой пары при применении ТСП из суспензий ВНИИНП-213А назначать в соответствии с табл.3, 4, настоящего стандарта, при применении ТСП из суспензии ВНИИНП-504 определять экспериментально.

(Измененная редакция, Изм. N 1).

3.3. При обработке уплотнительных поверхностей деталей затвора точением рекомендуется применять резцы с радиусом при вершине =0,10,2 мм и подачей 0,12-0,17 мм/об.

3.4. В процессе эксплуатации соединений должны быть приняты технологические меры по защите уплотнительных поверхностей от повреждений.

Редакция документа с учетом

изменений и дополнений подготовлена