ПРОКЛАДКА РИЛСОНА
Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd занимается обеспечением безопасной и надежной работы систем уплотнения жидкостей, предлагая клиентам соответствующие технологические решения для уплотнения.
Установка спирально-навитая прокладка Правильная установка является единственным наиболее важным фактором в обеспечении герметичного фланцевого соединения. Даже самое качественное металлическая прокладка выйдет из строя преждевременно, если посадочная поверхность загрязнена, момент затяжки болтов приложен неравномерно или тип прокладки выбран неподходящим для условий эксплуатации. В этом руководстве представлена пошаговая процедура установки, последовательность затяжки, а также контрольный список проверок перед и после установки, основанный на Прокладка ASME B16.20 стандарты и реальная практика нефтепереработки и нефтехимии.
Спирально навитая прокладка состоит из V-образной металлической полосы (обычно из нержавеющей стали 304/316), намотанной поочередно мягким наполнителем, например гибким. графитовая прокладка материал или Прокладка из ПТФЭ наполнитель. Пружинная коронка металлической полосы обеспечивает исключительную устойчивость при колебаниях давления и температуры, что делает спирально-навитые прокладки предпочтительным решением для герметизации прокладка высокого давления и высокотемпературная прокладка Применение в нефтегазовой, нефтеперерабатывающей, энергетической и химической промышленности.
Независимо от того, являетесь ли вы инженером по техническому обслуживанию, готовящим плановый ремонт, или менеджером по закупкам, пользующимся услугами квалифицированного специалиста. производитель спирально-навитых прокладок Понимание всего процесса установки защищает ваши активы, обеспечивает соответствие нормативным требованиям и продлевает интервал обслуживания каждого фланцевого соединения на вашем предприятии.
Контент
Перед установкой технические специалисты должны понимать, с чем они работают. Стандартная спирально-навитая прокладка имеет до четырех отдельных зон, каждая из которых выполняет определенную уплотнительную или структурную функцию.
Система цветового кодирования, стандартизованная в ASME B16.20, помогает полевым специалистам быстро идентифицировать промышленная прокладка материалы на сайте. Например, желтое наружное кольцо обычно указывает на центрирующее кольцо из углеродистой стали, а красное обычно обозначает нержавеющую сталь. Всегда уточняйте у своего поставщик прокладок документации, а не полагаться только на цвет, поскольку производители, не входящие в стандарт ASME, могут использовать другие соглашения.
Спиральная прокладка для ран Filler Material — Maximum Service Temperature (°C)
Рисунок 1: Максимальные температуры непрерывной эксплуатации для обычных материалов наполнителя спирально-навитых прокладок. Гибкий графит является наиболее широко используемым наполнителем для нефтеперерабатывающих предприятий и нефтегазовой отрасли благодаря балансу термостойкости и химической совместимости. Наполнители из керамического волокна предназначены для применений, работающих при экстремальных температурах, таких как воздуховоды дымовых газов и фланцы печей, где никакой другой наполнительный материал не может обеспечить целостность уплотнения.
Неправильная подготовка поверхности является причиной предполагаемого 40–60% всех утечек фланцевых соединений. на перерабатывающих предприятиях. Тщательная проверка перед установкой займет от 15 до 30 минут, что позволит устранить наиболее распространенные причины выхода из строя прокладок еще до того, как они возникнут.
Перед открытием соединения проверьте соответствие прокладки заказу на поставку и характеристикам фланца. Проверьте следующее:
Тщательно очистите посадочные поверхности фланцев, используя соответствующий растворитель — ацетон или изопропиловый спирт для большинства фланцев из углеродистой и нержавеющей стали. Удалите все следы старого прокладочного материала, ржавчину, окалину и остатки процесса. Используйте проволочную щетку, скребок для фланцев или абразивную подушечку только при наличии точечной коррозии или сильного окисления; всегда завершайте работу безворсовой тканью и салфеткой с растворителем.
Измерьте шероховатость поверхности (Ra) фланцев с выступом. Для спиральнонавитых прокладок рекомендуемая обработка поверхности 125–250 мкм Ra (3,2–6,3 мкм Ra) — зубчатая фонографическая отделка, полученная путем резки инструмента под углом 45°/90° на контролируемой глубине. Поверхность более гладкая, чем 125 мкдюйм, может привести к тому, что обмотка соскользнет, а не застрянет; обработка толщиной более 500 микродюймов может привести к проколу наполнителя и возникновению путей утечки.
Проверьте наличие радиальных царапин, выбоин и короблений, используя линейку по диаметру поверхности фланца. Любой радиальный дефект глубиной более 0,3 мм, проходящий непрерывно от отверстия до наружного диаметра, является основанием для повторной обработки фланца перед повторной прокладкой.
Шпильки и тяжелые шестигранные гайки необходимо очистить, проверить на наличие повреждений резьбы и смазать. Смазка болтов имеет решающее значение: несмазанная резьба может поглотить до 50 % приложенного крутящего момента в виде трения, оставляя только 50 % для создания напряжения на посадке прокладки. Используйте пасту из дисульфида молибдена (MoS₂) или противозадирный состав, рассчитанный на соответствующий диапазон рабочих температур. Нанесите смазку на всю длину резьбы шпильки и на обе опорные поверхности гайки.
| Тип прокладки | Финиш (мкин Ра) | Отделка (мкм Ra) | Тип отделки |
|---|---|---|---|
| Спиральная прокладка для ран | 125–250 | 3,2–6,3 | Зубчатый фонографический |
| Кольцевая прокладка | 63 макс. | 1,6 макс. | Гладкая земля |
| Кампрофильная прокладка | 125–250 | 3,2–6,3 | Зубчатый или гладкий |
| Безасбестовая плоская прокладка | 250–500 | 6,3–12,5 | Зубчатый или запас |
| Гофрированная металлическая прокладка | 125–250 | 3,2–6,3 | Зубчатый фонографический |
Выполните эту процедуру для каждого фланцевого соединения. Пропуск шагов — даже, казалось бы, незначительных — может поставить под угрозу целостность проекта. прокладка высокого давления совместная работа при повышенной температуре или с опасными средами.
Поместите спирально-навитую прокладку по центру нижней поверхности фланца. Наружное центрирующее кольцо должно контактировать с отверстиями для болтов фланца или отверстием трубы, в зависимости от типа фланца (выступ, плоская поверхность или соединение кольцевого типа). Никогда не используйте клей для прокладок, герметик или клей для спирально навитых прокладок — эти вещества сжимаются неравномерно, мешают правильной посадке обмотки и могут привести к преждевременному выходу из строя. Ни при каких обстоятельствах не используйте повторно ранее установленную спирально-навитую прокладку.
Установите ответный фланец на место, не перетаскивая его по поверхности прокладки. Несоосность фланцев является основной причиной неравномерной нагрузки на прокладку. Зазор между поверхностями фланцев должен быть параллельным в пределах 1,5 мм любого диаметра перед установкой болта. Используйте установочные штифты фланца в двух противоположных отверстиях для болтов, чтобы удерживать положение, пока остальные болты вставлены. Никогда не используйте болты для стягивания несоосных фланцев — это может привести к разрушению соединительных трубопроводов и катастрофическому разрушению соединения.
Вставьте все шпильки и гайки и равномерно затяните вручную. На этом этапе каждая гайка должна быть плотно затянута, но не затянута. Убедитесь, что прокладка не сместилась — визуально проверьте центровку с обеих сторон соединения. Снимите установочные штифты, как только все болты будут на месте и затянуты вручную.
Крутящий момент прикладывается за несколько проходов по схеме креста (звезды), а не последовательно по часовой стрелке. Последовательная схема обеспечивает полную нагрузку на одну сторону перед противоположной, наклоняя прокладку и создавая пути утечки. Рекомендуемая процедура:
Для фланцев большого диаметра (NPS 12 и выше) рассмотрите возможность использования гидравлических натяжителей болтов, а не динамометрических ключей. Натяжители прикладывают нагрузку в осевом направлении, а не за счет скручивания, обеспечивая более равномерное удлинение болта и уменьшая разброс достигаемой зажимной нагрузки. Типичный разброс при использовании калиброванного динамометрического ключа составляет ±25–30 %; гидронатяжители уменьшают разброс до ±5–10%.
Последовательность затяжки болтов с перекрестной схемой (пример фланца с 8 болтами)
Рисунок 2: Последовательность затяжки болтов с перекрестной схемой для фланца с 8 болтами. Числа указывают порядок затяжки болтов при каждом проходе. Крестообразное расположение обеспечивает равномерное распределение нагрузки на посадку прокладки по всей посадочной поверхности, предотвращая наклон обмотки и поддерживая равномерный контакт между металлической полосой и зубцами фланца. Установка болтов последовательно по часовой стрелке (распространенная ошибка) может привести к прорыву прокладки или утечке со стороны, затягиваемой первой, когда затягивается противоположная сторона.
Правильный крутящий момент не является единым значением — он зависит от размеров прокладки, класса фланца, диаметра и марки болта, используемой смазки и требуемого минимального напряжения посадки прокладки (значения m и y в соответствии с разделом VIII ASME). Использование слишком малого крутящего момента приводит к недостаточному напряжению на посадке и утечкам; слишком большой крутящий момент разрушает обмотку и разрушает упругость, которая делает спирально навитые прокладки эффективными при термоциклировании.
Спирально-навитая прокладка для фланцевая прокладка применение обычно требует минимального напряжения посадки (y) 10 000–15 000 фунтов на квадратный дюйм (69–103 МПа) и a maintenance factor (m) of 3.0–6.5 depending on filler material and pressure class. These values should be obtained from the gasket manufacturer's technical data sheet rather than generic published tables, since dimensions and winding density vary by manufacturer.
Общая формула крутящего момента, включающая коэффициент трения (K), диаметр болта (d) и нагрузку на болт (F): Т = К × d × F . Для шпилек, смазанных MoS₂, K обычно составляет 0,14–0,16. Для сухих, несмазанных шпилек K может достигать 0,20–0,22, что означает, что тот же крутящий момент создает значительно меньшую нагрузку на болт, что является важной причиной обязательной смазки болтов во всех случаях. уплотнительная прокладка процедуры.
Типичный момент затяжки шпилек в зависимости от класса фланца — NPS 4, ASTM A193 B7 (Нм)
Рис. 3. Типичные значения крутящего момента шпилек для фланцев NPS 4 для всех классов давления ASME с использованием шпилек ASTM A193 B7 и смазки MoS₂. Требования к крутящему моменту резко зависят от класса давления: для соединений класса 1500 требуется примерно в 6,5 раз больший момент затяжки болтов, чем для соединений класса 150, для труб того же размера. Всегда проверяйте фактические целевые значения крутящего момента в технических характеристиках производителя прокладки, поскольку плотность намотки и размеры внутреннего/наружного диаметра прокладки напрямую влияют на расчет требуемой нагрузки на седло.
Установка не заканчивается после завершения последнего прохода болта. Два действия после установки имеют решающее значение для долгосрочной целостности соединения: первоначальная проверка на герметичность и повторная затяжка болтов под напряжением.
Новые прокладки должны быть подвергнуты гидростатическим или пневматическим испытаниям перед возвратом в эксплуатацию с технологической жидкостью. Гидростатические испытания при 1,5-кратном расчетном давлении являются стандартными для большинства трубопроводных систем согласно ASME B31.3. Во время проверки визуально осмотрите соединение на предмет просачивания или запотевания. Не затягивайте болты повторно, пока соединение находится под испытательным давлением — это представляет угрозу безопасности и может привести к внезапному разрушению болта.
Когда фланцевая система впервые достигает рабочей температуры, тепловое расширение вызывает удлинение болта и релаксацию присадочного материала (особенно с графитовыми наполнителями), снижая эффективную нагрузку на болт за счет 10–25% . Горячая дозатяжка, выполняемая при рабочей температуре в течение 2–4 часов после первоначального нагрева, восстанавливает целевую нагрузку на болт и компенсирует эти эффекты. Горячая повторная затяжка должна выполняться в той же последовательности, что и процедура первоначальной затяжки.
Протоколы безопасности при горячей затяжке должны учитывать риск воздействия на персонал горячих поверхностей (с температурой выше 60°C) и систем, находящихся под давлением. Используйте калиброванные динамометрические ключи с удлиненными рукоятками, чтобы держать оператора подальше от горячего соединения. Для систем, содержащих опасные жидкости, горячая перезатяжка требует официального разрешения на работу. Некоторые операторы не выполняют горячую затяжку прокладок, наполненных ПТФЭ, из-за более высокой чувствительности ПТФЭ к ползучести при повышенных температурах — проконсультируйтесь с вашим поставщик прокладок техническое руководство для конкретных наполнителей.
Релаксация нагрузки на болт прокладки в зависимости от рабочей температуры (графитовый наполнитель)
Рис. 4. Удержание нагрузки болта в процентах от первоначальной нагрузки при сборке в зависимости от рабочей температуры для спирально навитой прокладки с графитовым наполнением. Данные показывают, почему горячая дозатяжка имеет решающее значение: к тому времени, когда соединение достигает 200°C, оно обычно теряет 15 % от первоначальной нагрузки на болт из-за теплового расширения, релаксации наполнителя и внедрения. При температуре 450°C (в пределах рабочего диапазона графитового наполнителя) суммарная релаксация может достигать 32 %, что делает периодическую затяжку и интервалы проверки необходимыми для поддержания безопасных характеристик уплотнения в высокотемпературных применениях с прокладками.
Правильный выбор материала неотделим от правильного монтажа. Идеально установленная прокладка, изготовленная из неправильного материала, выйдет из строя так же наверняка, как и неправильно установленная прокладка из правильного материала. Приведенная ниже матрица выбора охватывает наиболее важные переменные.
Металл обмотки должен противостоять коррозии как от технологической жидкости, так и от внешней среды. Для большинства нефтяных и химических применений стандартным выбором является нержавеющая сталь 316. Для эксплуатации с содержанием хлоридов при температуре выше 60°C обмотки из сплава 825 или Хастеллой C-276 обеспечивают превосходную стойкость к коррозионному растрескиванию под напряжением. Для потоков сырой нефти с высоким содержанием серы и нефтеперерабатывающих газов обычно выбирают нержавеющую сталь 317L или дуплексные марки.
Радар свойств наполнителей: графит, ПТФЭ и слюда
Рисунок 5: Сравнение свойств трех распространенных материалов наполнителя спирально-навитых прокладок. Графит предлагает наиболее сбалансированный профиль производительности — отличный температурный диапазон, хорошую химическую стойкость и способность выдерживать высокое давление — что делает его выбором по умолчанию для нефтеперерабатывающих заводов и нефтегазовой отрасли. ПТФЭ обладает превосходной химической стойкостью, но имеет низкую устойчивость к ползучести и ограниченное номинальное давление. Слюда обеспечивает непревзойденные характеристики при высоких температурах, но меньшую прилегаемость, а это означает, что для достижения эффективного уплотнения требуется почти идеальная обработка поверхности фланца и более высокие нагрузки на болты.
| Процесс Сервис | Обмоточный металл | Материал наполнителя | Примечания |
|---|---|---|---|
| Пар (насыщенный/перегретый) | 316 СС | Гибкий графит | Необходима горячая перезатяжка |
| Сырая нефть/НПЗ | 316 СС or 317L | Гибкий графит | Требуется внутреннее кольцо ≥ класса 900 |
| Концентрированная кислота (HCl, HF) | Hastelloy C-276 | ПТФЭ | Предельная нагрузка на болт — ползучесть ПТФЭ |
| Дымовые газы/печи | Нержавеющая сталь 310 или Инконель | Слюда or Ceramic | При температуре выше 450°C графит окисляется. |
| Фармацевтическая / Пищевая промышленность | Нержавеющая сталь 316L (полированная) | Девственный ПТФЭ | Требуется наполнитель, соответствующий требованиям FDA |
| Морская вода/шельф | Сплав 825 или 625 | Гибкий графит | Может потребоваться катодная защита |
Опыт эксплуатации программ технического обслуживания нефтехимических предприятий постоянно выявляет одни и те же ошибки при установке на разных площадках и у разных операторов. Понимание этих режимов отказа так же важно, как и знание правильной процедуры.
После того, как спирально-навитая прокладка сжимается между фланцами и разгружается, упругое сопротивление металлической обмотки постоянно снижается. Наполнитель, особенно ПТФЭ, уже затек в неровности поверхности и не может повторно приспособиться к новому шву. Никогда не используйте повторно спирально навитую прокладку. Стоимость замены прокладки незначительна по сравнению со стоимостью открытия второго фланца или технологической утечки.
Герметические составы, нанесенные на поверхность обмотки, создают неоднородный контактный слой, из-за которого прокладка садится эксцентрично. В этом случае нагрузка на болт концентрируется в высоких точках, что приводит к локальному пережатию обмотки и потенциальному прорыву в зонах с низким напряжением. Единственная приемлемая смазка в сборе прокладки находится на резьбе болтов и опорных поверхностях гаек, а не на посадочной поверхности прокладки.
Прокладка класса 300, установленная во фланце класса 600, будет чрезмерно сжата и разрушена — ее наружное кольцо не будет адекватно ограничивать сжатие. И наоборот, прокладка класса 600 в соединении класса 300 будет недостаточно сжата, что приведет к недостаточному посадочному напряжению и утечкам. Перед установкой всегда сверяйте маркировку класса давления на наружном кольце прокладки с номиналом фланца.
Деформация трубы — напряжение, оказываемое на фланцевое соединение из-за несоосности или недостаточной поддержки трубопровода — создает изгибающие моменты, которые неравномерно нагружают одну сторону прокладки. Даже в идеально затянутом соединении может возникнуть утечка, если труба испытывает значительное тепловое движение без надлежащих компенсационных петель или опор. Анализ напряжений труб должен подтвердить, что нагрузки на фланцы остаются в пределах допустимых пределов ASME B16.5 до закрытия соединения.
Основные причины утечек спиральных прокладок на промышленных предприятиях (%)
Рисунок 6: Распределение основных причин утечек спирально-навитых прокладок на основе данных по техническому обслуживанию нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий. Плохая подготовка поверхности фланцев является основной причиной, на которую приходится примерно 35% всех утечек, что подчеркивает важность тщательной проверки перед каждым открытием соединения. Неправильные процедуры затяжки и ошибки в расположении болтов в совокупности являются причиной более четверти неисправностей, которые можно практически устранить путем надлежащего обучения технических специалистов и использования калиброванных динамометрических инструментов.
В случаях, когда стандартные прокладки из каталога не подходят (нестандартные размеры фланцев, экстремальные среды или особые нормативные требования), работайте напрямую с квалифицированным специалистом. производитель спирально-навитых прокладок предложение услуг OEM и ODM дает значительные преимущества.
Компания Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd., основанная в 2007 году и расположенная в Нинбо, провинция Чжэцзян, управляет производственным предприятием площадью 20 000 м², занимающимся разработкой и производством уплотнительных прокладок для нефтяной, химической, энергетической, судостроительной и машиностроительной отраслей. Как профессионал поставщик прокладок и manufacturer, Rilson's product range includes spiral wound gaskets, ring joint gaskets, kammprofile gaskets, corrugated metal gaskets, insulation kit gaskets, and non-asbestos gaskets — covering virtually the complete spectrum of industrial flange sealing requirements.
При включении производитель спирально-навитых прокладок для индивидуальной или OEM-разработки инженеры по закупкам должны запросить:
Вопрос 1. Можно ли повторно использовать спирально-навитую прокладку после открытия фланца для проверки?
Нет. Спирально-навитую прокладку ни в коем случае нельзя использовать повторно. Как только обмотка сжимается под нагрузкой болта и впоследствии освобождается, металлическая полоса теряет часть своей способности пружинить, и материал наполнителя уже соответствует исходной поверхности фланца. Попытка переустановить использованную прокладку приведет к непредсказуемому посадочному напряжению и значительно увеличит риск протечек. Всегда устанавливайте новую прокладку каждый раз при открытии фланца, независимо от того, насколько кратковременным было это открытие.
В2. В чем разница между спирально навитой прокладкой с внутренним кольцом и без него?
Внутреннее кольцо (также называемое ограничителем сжатия или кольцом с отверстием) представляет собой цельное металлическое кольцо, расположенное со стороны отверстия обмотки. Его основная функция — предотвратить чрезмерное сжатие обмотки внутрь при высоких нагрузках на болты, что приведет к проталкиванию наполнителя в отверстие трубы и ограничению потока — или к разрушению обмотки. Согласно ASME B16.20 внутренние кольца являются обязательными для класса 900 и выше, для всех классов давления в шпунтовых и кольцевых соединениях и рекомендуются для классов 300 и 600 в большинстве случаев применения при высоком давлении или высоких температурах.
Вопрос 3. Как проверить правильность момента затяжки болтов для моей спирально навитой прокладки?
Правильный крутящий момент всегда следует рассчитывать на основе конкретных размеров прокладки, марки и диаметра болта, коэффициента трения смазки (коэффициент К) и минимального напряжения посадки прокладки (значение Y), указанного в технических характеристиках производителя прокладки. Общие таблицы крутящих моментов являются лишь отправной точкой и не учитывают различия в плотности намотки между производителями. Для критически важных соединений (высокое давление, высокая температура или опасные среды) привлеките инженера по управлению фланцами, чтобы рассчитать и задокументировать целевой крутящий момент для каждого класса соединения на вашем предприятии.
Вопрос 4. Какая обработка поверхности фланца требуется для спирально навитых прокладок?
Спирально-навитые прокладки требуют зубчатой фонографической обработки с шероховатостью поверхности от 125 до 250 микродюймов Ra (от 3,2 до 6,3 мкм Ra). Такая отделка обеспечивает контролируемую текстуру поверхности, которую металлическая обмотка может вгрызаться во время сжатия, создавая микроуплотнения вдоль каждой линии контакта обмотки. Слишком гладкая поверхность может привести к проскальзыванию прокладки под давлением; слишком грубая отделка может привести к проколу наполнителя. Если на поверхности фланца имеются радиальные царапины глубиной более 0,3 мм, фланец следует повторно обработать перед установкой новой прокладки.
Вопрос 5. Как выбрать между графитом и наполнителем из ПТФЭ для применения в химической сфере?
Основными критериями выбора являются химическая совместимость и рабочая температура. Наполнитель из ПТФЭ предпочтителен для сильных неорганических кислот (соляной, плавиковой, фосфорной), органических растворителей и для применений, где требуется соответствие требованиям FDA, но ПТФЭ ограничен температурой 260°C и имеет более высокую ползучесть, что означает, что максимальная нагрузка на болт должна быть уменьшена. Графитовый наполнитель пригоден для большинства углеводородов, пара, многих кислот и щелочей при температуре до 450°C, но его следует избегать при использовании сильных окислительных кислот (азотная кислота выше 10%, концентрированная серная кислота) и жидкого кислорода. В случае сомнений обратитесь к таблице химической совместимости производителя прокладок и уточните это у инженера-технолога.
Вопрос 6. Какие стандарты регулируют размеры и материалы спирально-навитых прокладок?
Основным стандартом для спиральнонавитых прокладок, используемых с фланцами ASME B16.5 и B16.47, является ASME B16.20, который определяет размеры, допуски, идентификацию материала (цветовое кодирование) и требования к конструкции для прокладок классов от 150 до 2500. Для европейских рынков эквивалентные требования покрывает стандарт EN 1514-2. Марки материалов намоточной ленты и наполнителя должны соответствовать применимым стандартам материалов ASTM, ASME или EN. Для эксплуатации в кислой среде в нефтегазовой отрасли стандарт NACE MR0175/ISO 15156 предъявляет дополнительные требования к металлическим материалам обмотки для предотвращения сульфидного растрескивания под напряжением.