Неправильная установка является причиной примерно 30% отказов кольцевых прокладок. в трубопроводных системах высокого давления, и большинство этих сбоев происходят из-за всего лишь нескольких повторяемых и предотвратимых ошибок. В нефтегазовой, нефтехимической и энергетической сферах неудачный кольцевая прокладка Это не просто неудобство: это событие безопасности, незапланированное отключение и значительные затраты на техническое обслуживание в одном лице.

В этом руководстве представлен полный пошаговый протокол установки, а также наиболее распространенные причины неисправностей, рекомендации по выбору материалов и процедуры проверки размеров, чтобы каждое собранное вами фланцевое соединение RTJ достигло номинального срока службы с момента первого давления.

Что делает Кольцевые прокладки Отличие от других типов прокладок

В отличие от прокладок с мягкой поверхностью, которые герметизируют путем сжатия податливого материала между двумя плоскими поверхностями, кольцевая прокладкаs уплотнение посредством контактного механизма металл-металл. Прокладка — цельное металлическое кольцо, обработанное с высокой точностью — устанавливается в канавку на поверхности фланца. Когда соединение закручивается болтами, кольцо пластически деформируется на своих посадочных поверхностях, приспосабливаясь к профилю канавки и создавая уплотнение под действием давления, которое фактически затягивается под внутренним давлением.

Этот механизм обеспечивает выдающуюся производительность в экстремальных условиях: давление до 20 000 фунтов на квадратный дюйм и температура от криогенной до 650°C. . Но это также означает, что качество установки — особенно состояние канавок, твердость прокладки и нагрузка на болты — напрямую определяет, будет ли уплотнение работать или выйдет из строя. Допуск на ошибку гораздо меньше, чем при использовании сжимаемых прокладок.

Типы прокладок RTJ: овальные или восьмиугольные — какие использовать

В полевых условиях преобладают два профиля колец, и выбор неправильного профиля для конкретной канавки является одним из наиболее непосредственных источников неудач при установке.

Прокладки овального кольца

Овальное кольцо имеет круглое поперечное сечение, которое контактирует с канавкой двумя узкими дугами. Поскольку площадь контакта мала, концентрация посадочных напряжений высока, что означает, что достигается эффективное уплотнение при относительно низких нагрузках на болты. Овальные кольца совместимы как с новыми, так и с изношенными канавками. Они являются рекомендуемым выбором, когда невозможно гарантировать идеальное состояние канавок, что делает их стандартными при обслуживании в полевых условиях.

Восьмиугольные кольцевые прокладки

Восьмиугольное кольцо имеет плоские контактные поверхности, которые входят в канавку на большей посадочной площади. Это обеспечивает более равномерное распределение нагрузки и более высокую эффективность уплотнения при повышенном давлении, что делает восьмиугольные кольца предпочтительными для эксплуатации в классе 900 и выше. Однако для них требуются канавки правильного восьмиугольного профиля и в хорошем состоянии. Восьмиугольное кольцо в изношенной или овальной канавке не будет герметично закрываться. и представляет собой одну из наиболее распространенных ошибок несоответствия в сборках RTJ.

Основное правило: овальные кольца подходят как к овальным, так и к восьмиугольным пазам. Восьмиугольные кольца подходят только к восьмиугольным канавкам. Если сомневаетесь, используйте овал.

Тип кольца Совместная прокладка Выбор материала — все правильно перед установкой

Материал кольцевой прокладки Выбор является наиболее важным решением, принимаемым до начала установки. Основное правило: материал прокладки всегда должен быть мягче материала фланца. Если прокладка тверже фланца, вместо прокладки деформируется канавка фланца, что приводит к повреждению канавки, немедленному выходу из строя уплотнения и дорогостоящей замене фланца.

Всегда запрашивайте сертификат твердости у поставщика прокладок и сравнивайте его с твердостью фланца, указанной в отчете об испытаниях материала фланца. Твердость прокладки не менее 30–40 BHN ниже фланца является общепринятым стандартом надежной пластической деформации во время посадки.

Проверка размеров прокладки RTJ перед сборкой

Несоответствие размеров прокладки и канавки является причиной значительной доли отказов соединений RTJ. Слишком большое кольцо не сядет полностью в канавку; тот, который слишком мал, будет садиться эксцентрично или качаться, создавая неравномерное распределение напряжения и путь утечки.

Размеры прокладки RTJ стандартизированы в соответствии с ASME B16.20 и API 6A. Критические размеры, которые необходимо проверить для каждой прокладки перед установкой:

• Номер звонка (обозначение R, RX или BX): Должно точно соответствовать обозначению канавки, нанесенному на фланце. Кольца типа R используются в стандартных классах давления; Кольца RX представляют собой варианты с питанием под давлением и с той же канавкой; Кольца BX используются исключительно во фланцах высокого давления API 6BX.
• Внешний диаметр (НД): Проверьте штангенциркулем с точностью до ±0,1 мм от указанного размера для соответствующего номера кольца.
• Высота/диаметр сечения: Для овальных колец диаметр поперечного сечения определяет геометрию контакта канавки. Для восьмиугольных колец проверьте ширину и высоту контактной поверхности.
• Диаметр шага: Делительный диаметр должен совпадать с делительным диаметром канавки, чтобы кольцо опиралось на посадочные поверхности канавки, а не на нижний или верхний край канавки.

Не полагайтесь только на визуальный осмотр. Перед установкой измерьте каждую прокладку калиброванными приборами, особенно если прокладки хранились в течение длительного времени или были получены из вторичных каналов снабжения.

Пошаговая процедура установки для предотвращения 30% риска отказа

Соблюдение четкой последовательности установки исключает большинство предотвратимых сбоев RTJ. Каждый приведенный ниже шаг относится к конкретному виду отказа, выявленному в ходе расследования инцидентов на местах.

Шаг 1. Осмотрите и очистите канавки фланцев.

Прежде чем прикасаться к прокладке, осмотрите канавки обоих ответных фланцев при достаточном освещении. Обращайте внимание на: радиальные царапины, пересекающие посадочную поверхность (любая царапина глубиной более 0,1 мм, идущая в радиальном направлении, является критерием браковки), точечная коррозия, старый материал прокладки, застрявший в канавке, а также любые механические повреждения от предыдущей сборки.

Очистите канавки безворсовой тканью и подходящим растворителем. Не используйте проволочные щетки на посадочных поверхностях — следы проволочной щетки создают радиальные пути утечки. При обнаружении повреждений канавок измерьте глубину и качество поверхности профилометром; канавки со значениями Ra выше 1,6 мкм на посадочной поверхности Перед повторной сборкой следует оценить возможность повторной механической обработки.

Шаг 2 — Осмотрите прокладку

Осмотрите посадочные поверхности кольцевой прокладки под увеличением. Отбраковывайте любые прокладки, на которых имеются: следы на поверхности, пересекающие посадочную ленту, некруглость, видимая глазу, коррозия или изменение цвета на посадочных поверхностях, а также любые признаки предыдущего использования. Кольцевые прокладки являются одноразовыми компонентами. . Никогда не устанавливайте повторно использованное кольцо RTJ, даже если оно выглядит неповрежденным — пластическая деформация при первой сборке означает, что оно не может создать необходимое напряжение при повторной установке.

Шаг 3 — Наносите смазку правильно

Нанесите тонкий и равномерный слой соответствующей смазки для резьбы и прокладок на резьбу болтов, опорные поверхности гаек и посадочные поверхности прокладок. Не наносите смазку на посадочную поверхность канавки фланца — смазка в канавке может гидравлически помешать полной посадке прокладки.

Используйте смазочные материалы, указанные для рабочей температуры. Стандартные соединения дисульфида молибдена (молибдена) пригодны примерно до 400°C. Для работы при более высоких температурах или в кислородных системах используйте смазочные материалы, предназначенные для этих условий — молибденовые соединения несовместимы с работой с кислородом.

Шаг 4. Установите прокладку и выровняйте фланцы.

Осторожно опустите прокладку в канавку нижнего фланца. Кольцо должно сидеть по центру канавки, не касаясь дна канавки. Визуально убедитесь, что кольцо контактирует с посадочными поверхностями канавки и не перекрывает канавку. Установите верхний фланец на место — не перетаскивайте его по прокладке и не позволяйте ему упасть на кольцо. Несоосность на этом этапе может привести к появлению царапин как на прокладке, так и на канавке.

Шаг 5 — Установите болты и примените первоначальный момент затяжки.

Сначала затяните все болты вручную, чтобы выровнять фланцы параллельно. Затем примените плотный крутящий момент — обычно 20–30 % от конечного заданного крутящего момента — по схеме звезды (креста). Звездообразный рисунок обеспечивает равномерную посадку прокладки без смещения в сторону. Прежде чем продолжить, убедитесь, что зазор фланца равномерен по всей окружности при плотном моменте затяжки.

Шаг 6. Примените окончательный момент затяжки болта за несколько проходов.

Окончательный крутящий момент должен быть приложен как минимум за три прохода по звездообразной схеме: 50 % от заданного → 75 % от заданного → 100 % от заданного. После третьего прохода выполните заключительную круговую проверку по часовой стрелке при целевом крутящем моменте 100 %, чтобы убедиться, что ни один болт не ослабился при затяжке соседних болтов. Для ответственных рабочих швов рекомендуется четвертый проход на 100%. Не используйте ударные ключи для окончательной затяжки — используйте калиброванные динамометрические ключи или гидравлические натяжители болтов.

Правильный признак правильно установленного соединения RTJ: контакт металл-металл (нулевой или околонулевой зазор между фланцами) после приложения полной нагрузки на болт. Если после достижения полного заданного крутящего момента остается значительный зазор, остановитесь — возможно, прокладка взведена, канавка может быть повреждена или установлено кольцо неправильного размера.

Наиболее распространенные ошибки при установке и частота их отказов

Данные анализа отказов на местах, полученные в ходе совместных расследований RTJ, неизменно указывают на одни и те же основные причины. Понимание частоты и последствий каждого из них помогает расставить приоритеты в том, где дисциплина при установке окупается больше всего.

Справочник по моменту затяжки болтов: правильная нагрузка для фланцев RTJ

Для фланцев RTJ требуются значительно более высокие нагрузки на болты, чем для фланцев с выступающей поверхностью и мягкими прокладками, поскольку для создания пластической деформации, необходимой для уплотнения металл-металл, требуется значительно большее усилие зажима. Использование значений крутящего момента для соединения с выступающей торцевой поверхностью на узле RTJ является одной из наиболее опасных возможных ошибок, приводящей к выходу уплотнения недостаточного размера, которое выходит из строя при первом испытании под давлением или в начале срока службы.

Всегда используйте значения крутящего момента, полученные из конкретного стандарта фланца (ASME B16.5, ASME B16.47 или API 6A), материала болта и коэффициента смазки гайки (фактор K). В качестве общей справки, нагрузки на болты RTJ обычно составляют на 15–25% выше чем эквивалентные узлы с выступающей лицевой панелью. В случае сомнений воспользуйтесь расчетом нагрузки на болты согласно ASME PCC-1 или обратитесь к технической документации производителя фланцев и прокладок.

Проверки после установки и требования к испытаниям под давлением

Установка не заканчивается после затяжки последнего болта. Для любого соединения RTJ, возвращающегося в эксплуатацию после технического обслуживания или вновь устанавливаемого в систему, перед подачей давления требуются следующие проверки после сборки:

1. Визуальная проверка зазора: Подтвердите нулевой или почти нулевой зазор по всей окружности фланца. Любой локализованный зазор указывает на неравномерную нагрузку на болт или на проблему с сидящей прокладкой — не повышайте давление.
2. Проверка момента затяжки болтов: Через 30 минут выполните окончательную циклическую проверку крутящего момента при целевом значении 100%. Релаксация напряжений в прокладке и заделке резьбы может привести к снижению нагрузки на болты на 5–10 % в течение первого часа.
3. Испытание гидростатическим давлением: Новые сборки RTJ, находящиеся в критически важных условиях эксплуатации, должны подвергаться гидроиспытаниям при 1,5-кратном номинальном рабочем давлении в соответствии с ASME B31.3 или применимыми нормами. Пневматическое испытание при более низком испытательном давлении приемлемо для некоторых видов работ, но обеспечивает меньшую уверенность в целостности уплотнения.
4. Горячая перезатяжка после первого термического цикла: При эксплуатации при высоких температурах тепловое расширение и сжатие во время первого цикла нагрева приведет к ослаблению нагрузки на болт. Горячая дозатяжка при рабочей температуре — в соответствии с применимыми нормами и требованиями безопасности — восстанавливает эту нагрузку и значительно продлевает срок службы уплотнения.

О производителе: Нинбо Рилсон Уплотнительный Материал Лтд.

Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd. , основанная в 2007 году и расположенная в Нинбо, провинция Чжэцзян, является профессиональным кольцевая прокладкаs производитель, поставщик и завод с более чем 17-летним опытом работы в области решений для уплотнений для промышленных жидкостей. Производственные мощности занимают 20 000 квадратных метров и управляет многочисленными специализированными производственными линиями по производству уплотнительной продукции, обслуживающими нефтяную, химическую, энергетическую, судостроительную и машиностроительную отрасли по всему миру.

Основной ассортимент продукции Rilson включает спирально-навитые прокладки, кольцевые прокладки, кампрофильные прокладки, гофрированные металлические прокладки, прокладки из комплекта изоляции и безасбестовые прокладки. Вся продукция производится под строгой системой управления качеством, при этом компания проводит Сертификация ISO 9001:2015 и сертификация API 6A. — один из самых требовательных стандартов качества в индустрии уплотнений для жидкостей.

Руководствуясь принципами честности, точности, инноваций и взаимного успеха, Rilson стремится стать предпочтительным брендом в области промышленных прокладок, предоставляя не только качественную продукцию, но также техническую поддержку и послепродажное обслуживание, которые позволяют клиентам добиться надежных и долговечных уплотнений в самых требовательных приложениях.

Часто задаваемые вопросы