У бригады технического обслуживания было четыре часа, чтобы закрыть протекающий паропровод DN100 класса 150. Со склада прислали полнолицевую прокладку, отверстия под болты совпали идеально, а соединение выдержало испытание в холодной воде. Через два часа после прогрева он снова плакал при давлении примерно 8 бар. Материал был правильным, а динамометрический ключ был откалиброван тем утром. Прокладка просто была уложена на выступ толщиной 1,6 мм, для перекрытия которого она никогда не предназначалась, поэтому болты нагружали внешний край фланца, а не уплотняющую поверхность.

Правило, предотвращающее это, короткое: выбирайте прокладку по торцу фланца, а не по размеру трубы или классу давления. Полнолицевые прокладки изготавливаются для плоских фланцев. Кольцевые прокладки изготавливаются для фланцев с выступом и пазом. Момент затяжки болтов, толщина прокладки, материал и цена — все это вытекает из этого первого решения.

Приведенное ниже сравнение охватывает моменты, которые фактически определяют заказ на поставку: площадь контакта, нагрузка на болты, совместимость облицовки, подверженность коррозии и виды отказов, которые чаще всего появляются в запросах на уплотнения от нефтеперерабатывающих заводов, химических заводов и электростанций.

Полнолицевая и кольцевая прокладки: важное сравнение

Если у вас осталось всего тридцать секунд до крайнего срока предложения, эта таблица — краткий ответ. Все, что после него, объясняет последствия каждой строки.

Сначала проясним названия: плоское кольцо, кольцевое соединение и «кольцевая прокладка».

Половина путаницы в электронном письме о покупке связана с лингвистикой. «Кольцевая прокладка» может означать два совершенно разных продукта:

• Плоская кольцевая прокладка - вырезанные из листа, спирально навитого или каммпрофиля, без отверстий для болтов и с наружным диаметром, меньшим окружности болта. Это повседневный спутник фланцев с выступом.
• Кольцевая прокладка (RTJ) — цельное металлическое овальное или восьмиугольное кольцо, которое устанавливается в обработанную канавку на поверхности фланца. Он герметизирует за счет линейного контакта и заклинивания «металл-металл», а не за счет широкой области сжатия.

Это различие имеет значение, поскольку они не являются взаимозаменяемыми и редко имеют одну и ту же ценовую категорию. Выше класса 900 или везде, где листовой материал может расползаться под воздействием термоциклирования, разговор смещается от плоских колец к кольцевым прокладкам, количеству канавок и пределам твердости.

Кольцевые прокладки для фланцевых соединений высокого давления Металлические прокладки RTJ для фланцев высокого давления и высоких температур, изготовленные в соответствии с API 6A, API 17D и ASME B16.20 в исполнениях R, RX, BX и других типах. Просмотреть продукт →

Место фактического соприкосновения прокладки с фланцем

Полнолицевая прокладка имеет форму самого фланца: тот же внешний диаметр, отверстие посередине, сквозные отверстия для болтов. Поскольку болты проходят через прокладку, зажимное усилие передается по всей поверхности, внутри и снаружи окружности болта.

Кольцевая прокладка останавливается на окружности болта. Болты никогда не касаются его, и единственная нагрузка, которую он воспринимает, — это нагрузка, которая достигает выступающей поверхности или паза.

Почему полнолицевая прокладка требует примерно в три раза большей нагрузки на болты

Установочное напряжение представляет собой нагрузку на болт, деленную на площадь контакта. Удвойте площадь при том же крутящем моменте, и вы вдвое уменьшите нагрузку на уплотнительный материал. Эта единственная связь объясняет большую часть практической разницы между двумя стилями.

Выполните это на стандартном фланце NPS 4 (DN100) класса 150: наружный диаметр 229 мм, диаметр выступа 157 мм, отверстие 102 мм на трубе Schedule 40, восемь болтов. Полнолицевая прокладка для этого фланца имеет чистую площадь контакта около 31 100 мм² после удаления восьми отверстий для болтов. Плоская кольцевая прокладка на том же фланце имеет площадь около 11 200 мм². Анфас-версия примерно в 2,8 раза больше.

Сохраняйте нагрузку на болты одинаковой, и полнолицевая прокладка воспринимает только около трети напряжения посадки, которое испытывает кольцевая прокладка. Чтобы достичь того же напряжения, вам потребуется нагрузка на болт, почти в 2,8 раза превышающая нагрузку, которую могут обеспечить класс фланца, размер болта или имеющийся ключ.

Именно поэтому полнолицевые прокладки обычно используются на плоских фланцах с низким давлением, где расчетная нагрузка на болты велика по сравнению с тем, что требуется прокладке, и почему в этих соединениях обычно используется более толстый мягкий лист (3 мм, а не 1,5 мм): более мягкий и толстый лист достигает полезного напряжения посадки при умеренном крутящем моменте.

Когда полнолицевая прокладка — правильный выбор

• Плоские фланцы. Чугунные клапаны, насосы, водяные камеры и люки классов 125 и 150 имеют плоскую конструкцию, и предполагаемым партнером является полнолицевая прокладка.
• Корпуса из чугуна и бронзы. Они трескаются, когда узкое кольцо концентрирует нагрузку возле канала ствола. Распределение зажима по всему лицу — это механическая необходимость, а не предпочтение.
• Трубы с футеровкой из стеклопластика, стеклопластика, ПВХ и ПТФЭ. Широкая площадь контакта снижает нагрузку на мягкую или хрупкую поверхность фланца и защищает кромку вкладыша.
• Агрессивные СМИ. Полнолицевая прокладка полностью закрывает поверхность фланца, не оставляя открытого кольцевого пространства между наружным диаметром прокладки и болтами, где может начаться щелевая коррозия.
• Комплекты изолирующих прокладок. Соединения с катодной защитой используют полнолицевую геометрию с болтовыми втулками и шайбами ​​для разрыва электрической непрерывности между фланцевой парой.
• Коммунальная пошлина. Охлаждающая вода, приборный воздух, пар низкого давления и аналогичные средства, где нагрузка на болты не является ограничивающим фактором.

Выбор материала обычно решает все остальное. Если среда является открытым вопросом, этот обзор применение неметаллических прокладок в промышленном обслуживании является практическим продолжением.

Неметаллические прокладки для промышленного фланцевого уплотнения Охватывает прокладки из графита, ПТФЭ, резины, пробки и слюды в соответствии со стандартами ASME, JIS, BS и DIN для обеспечения химической стойкости и высокотемпературного фланцевого уплотнения. Просмотреть продукт →

Когда кольцевая прокладка — правильный выбор

• Стальные фланцы с выступом. Фланцы ASME B16.5 имеют выступ на 1,6 мм до класса 300 и около 6,4 мм от класса 400 и выше. Эта выступающая полоса является уплотнительной поверхностью, и на ней сидит только кольцевая прокладка.
• Накладки «шип-паз» и «пазовая и мужская». Канавка ограничивает кольцо; лист во всю поверхность будет зажат между гранями и неравномерно сдавлен.
• Более высокое давление и температура. Узкая, контролируемая ширина контакта обеспечивает высокое напряжение посадки при фактически доступной нагрузке на болт.
• Конструкция спирально-навитая и кампрофильная. Это семейство колец с внутренними и внешними кольцами используется в критических технологических процессах, где листовая прокладка может расслаиваться.

Наденьте полнолицевую прокладку на фланец с выступающей поверхностью, и она перекроет выступающую полосу. При затягивании фланец изгибается, повреждается облицовка, а уплотнительный элемент остается под нагрузкой — именно такая неисправность описана в начале этой статьи.

Спиральные прокладки и варианты Включает исполнения W, RW, RWI, WI, RH и RS в соответствии с ASME B16.20 и EN 1514-2, с использованием металлических обмоток и мягких наполнителей для различных условий уплотнения. Просмотреть продукт →

Четыре ошибки, которые встречаются практически в каждом втором обзоре

1. Смешение стиля и облицовки. Полнолицевая прокладка на выступающей поверхности или жесткая кольцевая прокладка на чугунном фланце с плоской поверхностью приводит к изгибу, растрескиванию или утечке, которую не устраняет никакая дополнительная затяжка.
2. Копирование значений крутящего момента между стилями. Таблица крутящих моментов, написанная для кольцевой прокладки, предполагает небольшую площадь контакта. При нанесении на полнолицевую прокладку он недожимает соединение, и утечка появляется только при рабочей температуре.
3. Проверка неправильного диаметра. Важно то, чтобы отверстие прокладки соответствовало отверстию трубы, а не наружному диаметру фланца. Прокладка, выступающая в поток, создает завихрения, эрозию и ложную репутацию материала.
4. Заказ "кольцевой прокладки" без детализации. Плоское кольцо или кольцевое соединение? Мягкое железо, низкоуглеродистая сталь, 316L или сплав 825? Какой номер паза? Позиция, состоящая из двух слов, является наиболее распространенной причиной неправильного показа.

Дисциплина установки замыкает цикл: очистите и осмотрите облицовку, смажьте болты, затяните звездочкой или крестом за три прохода и завершите работу с указанным крутящим моментом, а не с «достаточно затянутым».

Часто задаваемые вопросы