Принцип уплотнения и характеристики плоского приварного фланца

Введение

Фланцы являются важными компонентами трубопровода, используемыми для соединения секций труб, обеспечивая при этом легкую разборку.. Приварной фланец с плоской поверхностью — один из наиболее часто используемых стилей., находит частое применение в отраслях, перекачивающих жидкости по трубопроводным сетям.. В качестве основного граничного элемента давления, фланцы должны обладать надежными уплотнительными свойствами для обеспечения герметичности соединений даже в сложных условиях эксплуатации.. Целью данной статьи является предоставление подробного обзора принципа уплотнения и ключевых характеристик, определяющих работу плоских приварных фланцев.. Понимая механику, лежащую в основе уплотнения, стиль фланца может быть правильно выбран и установлен для обеспечения долгосрочной структурной целостности.

Принцип уплотнения

Достижение эффективного уплотнения внутри узла фланцевая труба зависит от комбинированного действия сжимающей нагрузки., интимный поверхностный контакт, и пластическая деформация. При соединении пары фланцев болтами, затяжка болтов создает радиальные силы, направленные наружу, которые плотно прижимают плоские поверхности друг к другу.. Затем соединенные грани подвергаются ограниченной упругой и пластической деформации в зависимости от свойств материала и приложенных нагрузок.. однако, остаются микроскопические дефекты поверхности, и если их оставить без изменений, это приведет к утечке.

Важнейшим уплотнительным элементом является «прокладка»., обычно кольцо или шайба, вырезанная из гибкого, но сжимаемого материала, такого как эластомеры., графит, или металлы. Устанавливается между торцами фланцев, затягивание приводит к сдавливанию прокладки и ее затеканию в пустоты или щели вдоль уплотняющих поверхностей.. Важно, он пластически деформируется и упрочняется, а не просто упруго сжимается.. Этот «уплотняющий поток» физически блокирует проходы жидкости через любые неровности, плотно вклиниваясь в каждую микроскопическую впадину.. При загрузке удаляется, Остаточные усилия зажима плюс затвердевший наполнитель обеспечивают целостность уплотнения при изменении давления и температуры..

выбор материала

Материалы фланцевых компонентов напрямую влияют на надежность и срок службы конкретной конструкции уплотнения.. Общие материалы:

• Корпус фланца: Углеродистая сталь (ASTM A105), низколегированная сталь, дуплекс/супердуплекс из нержавеющей стали для устойчивости к коррозии. Ключом является достаточная прочность в течение всего срока службы..

• Болтовые соединения: Стандартных болтов из углеродистой стали достаточно для многих некоррозионных работ.. Для оффшорных/кислых услуг, болты из сплава с прочностью/коррозионной стойкостью, такие как A193 B7, ASTM A490 используются.

-Прокладка: Мягкая резина с тканевой вставкой для низких давлений. 300 пси, спирально намотанное асбестовое волокно для более высокого давления до 1500 фунтов на квадратный дюйм, гибкие листы графита или ПТФЭ для >= 1500 фунтов на квадратный дюйм, включая высокотемпературные применения.

Комбинации материалов должны избегать таких несовместимостей, как гальваническая коррозия, и учитывать сжимаемость прокладок под давлением.. Соответствующие спецификации обеспечивают структурную целостность и герметичность на протяжении десятилетий эксплуатации..

Отделка торцевых поверхностей фланцев

Обработка поверхности напрямую влияет на площадь контакта уплотнения и характеристики текучести прокладки.:

• Обработанное лицо (МФ): Стандарт 125-250 Микродюймовая поверхность Ra с острыми краями для лучшего уплотнения металл-металл.. однако, трудно обрабатывать большие фланцы.

• Сварная поверхность (ВФ): Поверхность после сварки имеет более высокую шероховатость. 80-160 Ra микродюймовый, но закругленные края облегчают установку прокладки.. Несколько более низкий потенциал уплотнения, чем у MF..

• Слепое готовое лицо (лучший друг): Специальная обработка делает усиление сварного шва полым, оставляя поверхность, подобную MF.. Обеспечивает лучшие преимущества уплотнения MF и упрощенную установку WF.. Более дорогая, чем другие варианты отделки..

Более высокая шероховатость поверхности увеличивает площадь контакта металла для герметизации, но она должна быть однородной и контролируемой.. Острота кромок также влияет на первоначальное сжатие прокладки и уязвимость к порезам во время циклов сборки/разборки.. Правильный выбор отделки обеспечивает баланс производительности и экономичности..

Стили и конфигурации фланцев

Вместе с готовыми лицами, морфология внешнего фланца влияет на гибкость трубопровода, совместный доступ, и долгосрочное распределение стресса:

• СВАРНАЯ ШЕЯ (WN): Цельная трубчатая шейка, приваренная к трубе, обеспечивает прочное соединение.. однако, меньше места для установки внутри фланца по сравнению с надеваемыми типами.

• Скольжения (ТАК): Крепится непосредственно к концу трубы.. Больше места внутри, но маленькая горловина создает локальные источники напряжения.. Часто используется с сопутствующими кольцами для обеспечения гибкости трубопровода..

• Соединение внахлестку (LJ): Крепится болтами к двум соприкасающимся концам трубы.. По размерам аналогичен насадке, но в месте пересечения трубы и фланца возникают более высокие напряжения..

• раструбный сварной шов (ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ): Встроенная внутренняя муфта, приваренная к концу трубы, для крепления плоской торцевой крышки болтами.. Обеспечивает наибольший внутренний зазор и наименьшую прочность соединения..

Правильный выбор фланца учитывает напряжения в соединениях., требуемая доступность, нагрузки на трубопровод, ограничения при изготовлении/установке, и целостность всей жизни. Стандартизированные диаметры отверстий облегчают инвентаризацию.

Установка и целостность фланца

Правильные процедуры установки и сборки имеют решающее значение для надежной и долгосрочной работы фланцевого уплотнения.:

• Очистите поверхности фланцев и нанесите противозадирный состав на поверхности скользящих болтов, чтобы предотвратить истирание..

• Отцентрируйте и правильно сожмите прокладку между поверхностями, не перекручивая и не перекатывая ее, при необходимости используя смазку..

• Затяните болты вручную в перекрестном порядке, затем поэтапно несколько раз затяните болты в соответствии со спецификацией, проверяя при этом равномерность сжатия.. Избегайте чрезмерной/недостаточной затяжки.

• Выполните окончательную проверку соединения на герметичность перед нанесением внешней отделки и покрытий.. Периодически проверяйте во время работы.

• Рассмотрите сильфонные вставки, протекторы или ограничители для вибрационных или сейсмических условий, смягчающие напряжения при посадке/спуске с места.

• Регулярно проверяйте фланцы в рамках профилактического обслуживания., замена прокладок, болты или фланцы со следами повреждений, коррозия или износ.

Заключение

Понимание принципов уплотнения и характеристик плоских приварных фланцев позволяет надежно использовать их для передачи жидкостей по трубопроводным сетям.. выбор материала, Чистота поверхности, конфигурация фланцев и процедуры установки напрямую влияют на долгосрочную целостность соединения.. При правильном указании, изготовлено и поддерживается, фланцы обеспечивают надежное уплотнение под давлением даже в тяжелых условиях эксплуатации, поддерживая жизненно важные отрасли промышленности. Достижения в металлургии, неразрушающий контроль и контроль также гарантируют работоспособность фланцев в будущем..