Gumené hadice a koncovky pre paru
Hadice na vodnú paru – všeobecné informácie
Hoci éra pary definitívne skončila pred mnohými rokmi spolu s parníkmi a parnými lokomotívami, vodná para stále predstavuje jedno z najdôležitejších médií v priemysle a energetike, slúžiac na výrobu elektrickej energie v elektrárňach, na vykurovanie (energetická para – teplárenské siete, vykurovanie priemyselných zariadení napr. sušenie dreva, vulkanizácia gumených výrobkov), ako nosič tepla v priemyselných procesoch (technologická para – farbenie tkanín, práčovne, formovanie výrobkov z plastov), na spracovanie potravín v potravinárskom priemysle (čistá para), na sterilizáciu, zvlhčovanie vzduchu v čistých priestoroch, na čistenie priemyselných zariadení a vybavenia v mnohých odvetviach priemyslu.
V parových inštaláciách para preteká tuhými vedeniami – parovými potrubiami. V prípade potreby použitia flexibilných spojení sa používajú flexibilné hadice na paru.
Pre vodnú paru je možné použiť:
- špeciálne gumové hadice na vodnú paru;
- ocelové hadice;
- teflónové hadice;
Oceľové a teflónové hadice sa používajú najmä v zariadeniach a strojoch, kde sú oba konce flexibilného vedenia namontované v stroji (možný je predvídateľný pohyb vedenia vynútený prácou stroja). Gumové hadice na vodnú paru sa najčastejšie používajú ako dlhšie viacmetrové vedenia určené na ručnú obsluhu. Vyplýva to z vyššej odolnosti gumových hadíc voči vonkajším pracovným podmienkam a ekonomickej efektívnosti (drahé špeciálne okovanie pre gumové hadice na paru, lacnejšia gumová hadica, drahá oceľová alebo teflónová hadica, lacnejšie okovanie pre tieto hadice).
Gumové hadice na vodnú paru sú navrhnuté na prenos nasýtenej pary, pre ktorú sú teplota a tlak úzko spojené. Nasýtená para môže byť úplne v plynnom stave (suchá nasýtená para) alebo obsahovať kvapôčky vody (vlhká nasýtená para). Pre životnosť gumových hadíc na paru je dôležité udržiavanie pracovných podmienok (tlak a teplota) zodpovedajúcich parametrom nasýtenej pary.
| TEPLOTA (T) NASÝTENEJ VODNEJ PARY V ZÁVISLOSTI OD NADTLAKU (P) V INŠTALÁCII | ||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| P[bar] | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
| T[ºC] | 100 | 120 | 134 | 144 | 152 | 159 | 165 | 171 | 175 | 180 | 184 | 188 | 192 | 195 | 198 | 201 | 204 | 207 | 210 | 213 | 215 | |
Z dôvodu odolnosti voči teplote je základným materiálom vnútornej vrstvy gumových hadíc na paru guma EPDM alebo butylová guma (IIR). Pre hadice na nízkotlakovú paru (do niekoľkých bar) alebo hadice určené na krátkodobé použitie s nízkotlakovou parou sa používajú zmesi SBR/EPDM alebo guma NBR. Posilnenie hadíc tvorí mäkký kord alebo textilné opletenie (nízkotlaková para do cca 6 bar) alebo posilnenie z oceľových drôtov (hadice na vysokotlakovú paru do 18 bar). Oceľové drôty posilnenia by mali byť pokryté mosadzou pre odolnosť voči korózii. Vonkajšia vrstva je štandardne vyrobená z gumy EPDM alebo – za účelom dosiahnutia primeranej odolnosti voči vonkajšiemu prostrediu napr. olej, tuky – z gumy NBR, CR alebo príslušných zmesí. Vonkajšia vrstva by mala byť mikroperforovaná, aby sa predišlo tvorbe bublín.
Základnou technickou normou týkajúcou sa gumových hadíc na paru je EN ISO 6134. Norma rozlišuje hadice:
- Typ 1: nízkotlakové (maximálne pracovné tlak 6 bar, pracovná teplota +164ºC);
- Typ 2: vysokotlakové (maximálne pracovné tlak 18 bar, pracovná teplota +210ºC). Oba typy môžu byť v dvoch variantoch:
- Trieda A: vonkajšia vrstva neodolná voči oleju;
- Trieda B: vonkajšia vrstva odolná voči oleju; a v dvoch verziách elektrických vlastností:
- elektricky spojité (s mediánom), označené „M“;
- elektricky vodivé (vodivá guma), označené „Ω“.
Norma stanovuje rad požiadaviek pre hadice a kompletné vedenia, vrátane: vnútornej a vonkajšej priemer, konštrukciu, materiály, odolnosť voči pôsobeniu pary, označovanie, testovanie atď. Nízkotlakové hadice majú textilné posilnenie, vysokotlakové hadice posilnenie z oceľových drôtov. Vonkajšia vrstva mikroperforovaná (pinpricked). Bezpečnostný koeficient pre hadice na paru je 10 (t.j. pre maximálne pracovné tlak 18 bar je tlak roztrhnutia minimálne 180 bar, tlak testovania 90 bar). V praxi mnoho typov hadíc na paru dostupných na trhu a používaných spĺňa len čiastočne požiadavky normy EN ISO 6134. Ich správne používanie je bezpečné a zvyčajne ekonomicky odôvodnené – sú lacnejšie. Avšak používanie drahších hadíc zodpovedajúcich plne požiadavkám normy EN ISO 6134 zvyšuje bezpečnosť, spoľahlivosť a životnosť flexibilných parových vedení v inštalácii.
| hlavné formy útoku pary na gumové hadice | príčina |
|---|---|
| lúpanie (popcorning), oddelenie vnútornej vrstvy | penetrácia kondenzátu cez vnútornú vrstvu |
| korózia oceľového posilnenia | penetrácia kondenzátu a plynov cez vnútornú vrstvu a posilnenie |
| termoplastický efekt | účinok horúcej vody pri príliš vysokej teplote |
| prehriatie, oxidácia a praskanie vnútornej vrstvy | prehriata para, suchá para |
Popcorning a oddelenie vnútornej vrstvy – penetrácia kondenzátu
Efekt známy ako popcorning nastáva, keď kondenzát (voda) preniká cez vnútornú stenu hadice. Tento efekt je typický pre prevádzku pri nízkej teplote s vysokým podielom kondenzátnej frakcie v pare (vlhká para) alebo keď para ochladne a hadica nie je odvodnená. Zásadne, výskyt efektu popcorning je hlavne určený spôsobom použitia hadice. Para musí byť z hadice odvádzaná po použití, aby sa zabránilo akumulácii kondenzátu. Kondenzát preniká do elastomerického materiálu, napĺňa jeho mikropóry. Keď para opäť prúdi, v pórach uväznený kondenzát sa zahrieva a mení na paru. Prechod na paru spôsobuje rýchlu expanziu (z jedného objemu kondenzátu vzniká mnohonásobne viac pary), a “explozívne” vystrelenie kondenzátu z materiálu, trhanie vnútornej vrstvy a spôsobenie poškodenia, ktoré vyzerá podobne ako povrch popcornu alebo karfiolu. Podobný mechanizmus nastáva v prípade oddelenia (delaminácie) vnútornej vrstvy, ktorá môže nakoniec viesť k blokádii prietoku cez hadicu.
Kondenzát chladnej pary by nikdy nemal byť ponechaný v gumovej hadici, mal by byť po použití odvádzaný (“ODVÁDZAŤ PO POUŽITÍ” – odporúčanie často dané výrobcami hadíc na paru).
Korózia oceľového posilnenia – penetrácia kondenzátu a plynov
Korózia oceľového drôtového posilnenia môže byť spôsobená exponovaním pletiva cez trhliny v vonkajšej vrstve a penetráciou kondenzátu cez mikropóry vnútornej vrstvy. Okrem toho, plyny z rozpusteného vzduchu vo vode (kyslík a oxid uhličitý), prítomné v pare, tiež vstupujú do materiálu hadice a sú silnými korozívnymi činiteľmi a korózia môže postupovať veľmi rýchlo pri vysokých teplotách. Preto by drôty posilnenia mali byť chránené napríklad mosadzným povlakom. Okrem toho, správna chemická úprava kotlovej vody, z ktorej je para generovaná a jej odplyňovanie (odstránenie vzduchu) sú veľmi dôležité.
Termoplastický efekt – horúca voda vs. nasýtená para
Termoplastický efekt je plastifikácia a strata mechanických vlastností materiálu steny hadice v dôsledku ohrevu spôsobeného tokom tepla z pary alebo horúcej vody do steny hadice. Gumové hadice na paru sú navrhnuté na manipuláciu s nasýtenou parou. Nasýtená para je špecifické médium, v ktorom môžu súčasne koexistovať plyn (para) a kvapalina (kondenzát) pri rovnakej teplote a tlaku. Keď nasýtená para prúdi cez hadicu alebo potrubie, odovzdáva svoje teplo chladnejšej vnútornej ploche steny hadice a kondenzuje ako kvapôčky alebo tenká vrstva kondenzátu, ktorá oddeluje horúcu paru od steny hadice. Okrem toho je vo vode používanej na generovanie pary zvyčajne rozpustený vzduch a počas ohrevu sa tento vzduch uvoľňuje a tvorí veľmi tenkú vrstvu medzi parou a kondenzátom. Tieto dve vrstvy (vzduch a kondenzát) s nízkou tepelnou vodivosťou izolujú horúcu paru od vnútornej plochy steny gumovej hadice (obr. A).
V prípade horúcej vody tieto izolačné vrstvy chýbajú. Preto teplota gumy na vnútornej ploche steny hadice a po celom priereze steny a na vonkajšej ploche hadice, môže byť oveľa vyššia, aj keď hadica pracuje s horúcou vodou pri nižšej teplote ako pri nasýtenej pare (obr. B). Výsledkom je veľký pokles tlakové odolnosti hadice, ako aj rýchla, výrazná a trvalá deformácia gumy pod svorkami hadicových spojok.
Gumové hadice na paru môžu byť použité pre horúcu vodu s maximálnou teplotou asi 90 ÷ 100ºC, pokiaľ nie je výrobcom uvedené inak.
Prehriatie, oxidácia a praskanie vnútornej vrstvy – suchá para, prehriata para
Oxidácia je starnutie materiálu hadice spôsobené kyslíkom v pare. Tento proces je veľmi rýchly pri vysokých teplotách, čo spôsobuje, že guma vnútornej vrstvy tvrdne a praská. Je to zrejmé pri podmienkach suchej a prehriatej pary, keďže na stene hadice priamo neexistuje tenká vrstva kvapalného kondenzátu znižujúca jej teplotu (obr. C), čím je guma vnútornej vrstvy priamo vystavená suchej, plynnej, horúcej pare, čo ju varí, tvrdne a praská. Niektoré typy hadíc sú schválené na dočasné použitie za podmienok prehriatej pary (do 18 bar, do 232ºC), ale dlhšie používanie za týchto podmienok drasticky skracuje životnosť hadice. Prehriata para alebo suchá para rýchlo ničí hadicu, aj pri teplotách nižších ako maximálna pracovná teplota hadice.
Preto:
- Nepoužívajte štandardné gumové hadice na nasýtenú paru pre prehriatu paru alebo suchú paru. To môže byť dovolené iba dočasne, ak špecifikácia hadice umožňuje túto možnosť.
- Vyhnite sa spontánnemu prechodu z nasýtenej pary na prehriatu paru v systéme prostredníctvom náhlej zmeny, napr. zväčšenia prierezu (priemeru) systému alebo otvorenia ventilu, čo má za následok pokles tlaku.
Kovové hadice alebo hadice z PTFE môžu byť použité pre prehriatu paru – v rámci ich výkonnostných parametrov.
Zoznam produktov:
Potrebujete pomoc pri výbere produktu alebo ste nenašli ten pravý?
FAQ – Gumené hadice a koncovky pre paru
Gumové hadice na paru môžu byť použité na horúcu vodu s maximálnou teplotou približne okolo 90 ÷ 100°C – pokiaľ výrobca neuvádza inak.
V prípade hadíc na vodnú paru je potrebné používať koncovky navrhnuté a určené na vodnú paru. Najpopulárnejším používaným riešením je štandard EN 14423. Pre tento typ koncoviek sú určené špeciálne skorupové objímky na vodnú paru vyrobené podľa tohto istého štandardu. Kategoricky by sa nemali používať pre gumové hadice na paru koncovky trvalo zacvakávané pomocou zaciskových puzdier. Tento spôsob montáže neumožňuje dotiahnutie zacisku počas prevádzky hadice a vzhľadom na postupnú stratu pružných vlastností gumy môže viesť k úniku alebo dokonca katastrofálnemu vyrhnutiu koncovky z hadice. Montáž koncoviek pomocou zaciskových puzdier je povolená v prípade použitia teflónových hadíc. V prípade oceľových hadíc sa používajú zvárané koncovky.
Hadice na vodnú paru môžu byť použité spolu s bubnovými navijakmi za predpokladu dodržania príslušných pravidiel prevádzky. Pred použitím takého súboru musí byť hadica úplne rozvinutá. Je tiež potrebné pamätať na periodickú kontrolu technického stavu hadice a kontrolu sily dotiahnutia skorupových objímok. Počas práce sa bubon môže zahriať na vysoké teploty, preto je potrebné dbať na bezpečnosť operátora.
V olejovom prostredí možno používať len hadice určené na tento účel. V popise produktu musí byť jasne uvedené, že vonkajšia vrstva hadice je odolná voči oleju. Ak je hadica vyrobená podľa štandardu EN ISO 6134, je potrebné zvážiť, či je trieda hadice určená ako „B“. Hadice triedy „A“ nie sú odolné voči olejovému prostrediu.
Gumové hadice na vodnú paru je potrebné po každom použití vyprázdniť. Ponechanie kondenzátu v hadici spôsobuje, že preniká do steny vnútornej vrstvy hadice. Pri opätovnom ohriatí zvyšuje svoju prítomnosť meniac sa na paru a ničí vnútornú vrstvu (jav „popcorningu“). V prípade, keď kondenzát prenikne do oceľového opletenia, môže viesť k jeho korózii a výraznému oslabeniu konštrukcie hadice.