Mechanismus těsnění a výhody těsnění prstencových kloubů za podmínek s vysokým teplotou a vysokým tlakem

1. Pozadí průmyslové aplikace těsnění kroužkových kloubů

Těsnění kroužkových kloubů jsou klíčové těsnění v ropném průmyslu, vrtné platformy a vysokotlaké potrubní systémy a jsou navrženy pro extrémní pracovní podmínky. U zařízení pro výrobu ropy a plynu musí potrubí a nádoby obvykle odolat tlakům nad 9,8MPA a teploty nad 700 ℃. Tradiční nekovové těsnění (jako je guma nebo azbest) jsou náchylné k plíživě, stárnutí nebo chemické korozi, zatímco těsnění kloubů kovových prstenců se staly spolehlivou volbou za vysokoteplotního a vysokotlakého prostředí prostřednictvím jedinečných principů těsnění a vysoce přesného strukturálního designu.

2. těsnicí mechanismus těsnění kroužkových kloubů

Plastická deformace vyplňuje mikropochyby příruby

Těsnicí jádro těsnění kroužkových kloubů leží v schopnosti plastické deformace kovových materiálů. Když šrouby nanášejí upínací sílu, těsnění (obvykle vyrobené z měkkého kovu, jako je čistá železa, měď nebo stříbrná ocel), plasticky pod vysokým tlakem a proniká do mikroskopické nerovnoměrnosti těsnicího povrchu příruby, čímž blokuje kanál pro únik. Tato metoda těsnění „kov na kov“ je odolnější vůči šoku s vysokým teplotou a tlakem než nekovové těsnění.

Roztok úniku rozhraní: prostřednictvím předpětí vysokého šroubu (obvykle více než 70% výnosové pevnosti materiálu), zajistěte, aby kontaktní povrch těsnění a příruby byl pevně namontován ke snížení úniku rozhraní způsobeného tepelnou deformací nebo vibracemi.

Prevence úniku penetrace: Kovová těsnění mají neporézní strukturu, která se vyhýbá problému středního pronikání způsobeného volnými vlákny v nekovových materiálech.

Samocénní design zvyšuje spolehlivost těsnění

Některá prstencová těsnění přijímají „nepodporovanou oblast principu“ a pomocí interního tlaku systému zatlačí těsnění k dalšímu stisknutí povrchu a vytvoří dynamický účinek samosprávy. Tento návrh zlepšuje výkon těsnění, když se tlak zvyšuje, zejména u ropných a plynových potrubí s častým kolísáním tlaku.

3. Výhody výkonu za podmínek s vysokou teplotou a vysokým tlakem

Materiární odolnost vůči extrémním prostředí

Stabilita s vysokou teplotou: těsnění vyrobené z slitin na bázi niklu (jako je GH4169) nebo nerezové oceli (SUS316L) mohou udržovat sílu v rozmezí -200 ℃ až 700 ℃ a dlouhodobá pracovní teplota může dosáhnout 538 ℃ (odpovídající standardu ASME B16.20).

Odolnost proti chemické korozi: Silver nebo niklování může zabránit korozi ze sirovodíku (H₂S) a kyselé média, čímž prodlouží životnost těsnění.

Strukturální design a přizpůsobitelnost příruby

Požadavky na vysoce přesné zpracování: Tasket prstencového kloubu musí být přísně spojen s prstencovou drážkou příruby (jako je typ r nebo typ Rx) a tolerance musí být ovládána do ± 0,05 mm, aby se zajistilo počáteční utěsňovací efekt.

Optimalizace pevnosti příruby: Ve srovnání s tradičními plochými těsněními vyžadují prstencové těsnění spodní předpětí šroubu, což může snížit riziko deformace příruby.

4. klíčové úvahy v praktických aplikacích

• Body instalace a údržby

Správa točivého momentu šroubů: Šrouby musí být utaženy ve stádiích podle standardů, aby se zabránilo úniku způsobeným nerovnoměrným napětím.

Ošetření povrchu: Drsnost těsnicího povrchu příruby musí být řízena při 0,8 ~ 1,6 μm (hodnota RA). Příliš vysoká nebo příliš nízká ovlivní utěsnění.

• Režim selhání a řešení

Únik tepelného cyklu: Náhlé změny teploty mohou způsobit uvolnění šroubů a po vypnutí je třeba je znovu provést.

Kalení materiálu: Kov se může stát křehkým při dlouhodobé vysoké teplotě, takže se doporučuje jej pravidelně vyměňovat (obvykle každé 3-5 let).

5. Srovnání s tradičními těsněními