Выбор обжимного инструмента для шлангов высокого давления

Фразу "высокое давление" часто используют вольно. В гидравлических шлангах она имеет конкретное значение, и это значение меняет то, что должен делать обжимной инструмент. Высоконапорный обжимной инструмент для гидравлических шлангов — это не просто версия стандартного цехового станка с большим тоннажем. Это машина, спроектированная для обжима шлангов особой конструкции — многопроволочных спиральных шлангов, таких как EN 856 4SH, 4SP, SAE 100R12, R13 и R15 — и для создания сборок, выдерживающих испытания на разрыв и пульсацию при давлениях, на которые эти шланги рассчитаны.

Честная отправная точка такова. Давление относится к сборке, а не к инструменту. Правильно обжатая сборка соответствует заявленному рабочему давлению шланга; плохо обжатая сборка может выйти из строя при давлении значительно ниже его. Задача инструмента — создать соединение холодной сваркой между муфтой, проволочным усилением и ниппелем фитинга, которое позволяет сборке достичь своего номинального давления. Тоннаж необходим для этого соединения, но одного тоннажа недостаточно — профиль матрицы, соблюдение зачистки и проверенный целевой диаметр обжима важны в равной степени. Таким образом, выбор высоконапорного обжимного инструмента для гидравлических шлангов — это вопрос соответствия машины конструкции шланга, а не просто покупки самого большого тоннажа на площадке.

Высокое давление относится к сборке, а не к инструменту

Номинальное давление относится к шлангу, а не к машине. Правильно обжатая сборка соответствует заявленному рабочему давлению шланга; плохо обжатая сборка может выйти из строя при давлении значительно ниже его. SAE J517 определяет классы давления, и таблица ниже показывает, где находится практическая граница.

Практическая граница "высокого давления" при обжиме шлангов обычно составляет около 4 000 psi рабочего давления — точка, в которой оплеточный шланг уступает место спиральному. Ниже этой границы двухпроволочный оплеточный шланг работает на машине 60–95 тонн. Выше нее конструкция меняется с оплетки на спираль, стенка муфты становится толще, и требование к тоннажу резко возрастает.

Почему 4SH и 4SP сложнее обжимать

Спиральный шланг сложнее обжимать, чем оплеточный, по четырем причинам, и каждая из них отражается в спецификации машины.

Первые две причины определяют тоннаж. Двухпроволочный оплеточный шланг с внутренним диаметром 1 дюйм обжимается примерно при 80–100 тоннах. Четырехпроволочный спиральный шланг с тем же внутренним диаметром обжимается при 100–137 тоннах, потому что оператор деформирует четыре слоя высокопрочной проволоки плюс более толстую стенку муфты за один ход. Вот почему 95-тонная машина достигает предела на 1-дюймовом спиральном шланге, а 137-тонная машина является цеховым стандартом для спиральных шлангов от 1 до 1-1/2 дюйма.

Третья причина определяет оснастку. Зачистка удаляет наружное резиновое покрытие, чтобы муфта захватывала проволоку напрямую. Комплект матриц, согласованный с системой зачистки, должен сжимать голую проволоку, а не проволоку, покрытую резиной, и инструкция по обжиму для этих двух систем различается.

Входные параметры машины для высоконапорных шлангов

Таблица тоннажа ниже сопоставляет диапазон высоконапорных шлангов с моделями TRC. Цифры представляют собой типичные требования для правильно зачищенных, правильно подобранных сборок.

Для непрерывного производства мы рекомендуем выбирать станок на класс выше минимального. Сборка 1" 4SH находится на пределе возможностей 100-тонного станка; в производстве этот предел приводит к дрейфу времени цикла и износу матриц. 137-тонный станок выполняет ту же сборку в середине своего диапазона, с запасом на толстостенную муфту и на износ матриц со временем.

Вопрос снятия наружного слоя

Необходимость снятия наружного слоя определяется системой фитингов, а не классом давления. Цельный фитинг без снятия слоя не требует зачистки даже при высоком давлении. Двухкомпонентный зажимной фитинг почти всегда требует снятия слоя, поскольку муфта должна захватывать проволоку напрямую, чтобы образовать холодносварное соединение.

Загвоздка в том, что зачистка добавляет технологический этап и вид отказа. Недозачищенный шланг оставляет резину между обжимной муфтой и проволокой, и соединение холодной сваркой разрушается при импульсной нагрузке. Перезачищенный шланг повреждает проволоку, и сборка разрушается при разрыве. Глубина и длина зачистки указываются производителем фитинга, и их необходимо измерять, а не угадывать.

Линейка зачистных станков TRC: TRC SH50 (ручной, недорогой) и TRC S50 (электрический, для мастерской).

Валидация: почему важны испытания на разрыв и импульс

Сборка высокого давления, которая выглядит правильно на верстаке, все равно может быть неверной. Валидация — это то, что отличает обжим, который держит, от обжима, который разрушается на первом же импульсном цикле.

Для работы в условиях высокого давления эти испытания не являются опциональными. SAE J343 определяет процедуру импульсных испытаний: сборка циклически нагружается от нуля до примерно 133% рабочего давления при контролируемой температуре масла в течение заданного числа циклов. Правильно обжатая сборка 4SH выдерживает 200 000 циклов; плохо обжатая выходит из строя в первые несколько тысяч. Вид отказа почти всегда — вырыв или подтекание у обжимной муфты, а не разрыв шланга.

Честный ответ о валидации. Мастерской, обжимающей шланги высокого давления для коммерческих заказчиков, как минимум необходим стенд для испытаний пробным давлением, а также возможность импульсных испытаний, если того требует спецификация заказчика. Визуальный и размерный контроль выявляет грубые ошибки. Он не выявляет разрушения холодной сварки, которые обнаруживаются при импульсных испытаниях.

Смотрите категория тяжелых условий эксплуатации для всего ассортимента TRC.

Часто задаваемые вопросы

Пресс какого тоннажа мне нужен для шлангов высокого давления?

Это зависит от размера и конструкции. Для сборки 4SH диаметром 1 дюйм обычно требуется 100–137 тонн. Для 4SH диаметром 1-1/2 дюйма может потребоваться 200 тонн. Для R13 диаметром 2 дюйма требуется 200–245 тонн. Для горнодобывающего R13 диаметром 4 дюйма может потребоваться 500 тонн и более. Если сомневаетесь, выбирайте на класс выше минимального для непрерывного производства.

В чем разница между шлангами 4SH и 4SP?

Оба являются четырехпроволочными спиральными шлангами по EN 856. 4SP рассчитан на более высокое давление при меньших размерах; 4SH — это более тяжелая конструкция, рассчитанная на аналогичные давления при больших размерах. На практике 4SH имеет более толстую стенку и более тяжелую обжимную муфту, поэтому требования к тоннажу выше при том же диаметре.

Требуется ли зачистка для шлангов высокого давления?

Это зависит от системы фитинга, а не от класса давления. Цельные фитинги без зачистки не требуют зачистки. Двухкомпонентные замковые фитинги на спиральных шлангах почти всегда требуют наружной зачистки, а также могут потребовать внутренней зачистки. Технический паспорт обжима от производителя фитинга указывает глубину и длину зачистки.

Вопрос покупателя: как мне валидировать сборку шланга высокого давления?

С помощью испытаний пробным, разрывным давлением и импульсных испытаний согласно ISO 1402 и SAE J343. Визуальный и размерный контроль необходимы, но недостаточны. Испытание пробным давлением при удвоенном рабочем давлении выявляет утечки. Импульсное испытание при 133% рабочего давления в течение заданного числа циклов выявляет разрушения холодной сварки, которые визуальный контроль пропускает.

Ссылки и технические границы

• SAE J517 — Гидравлические шланги. Справочник по спецификациям и классам давления для рукавов SAE 100R.
• SAE J343 — Процедуры испытаний для шланговых сборок серии SAE 100R. Определяет испытания на подтверждение прочности, разрыв и импульс.
• ISO/TS 17165-2:2018 — Гидравлические рукавные сборки, практики. Поддерживает принцип контролируемой системы.
• Википедия — Crimp (соединение)). Справочник по механике холодной сварки и критериям газоплотной обжимки.