Princip činnosti ozubeného těsnění: Jak dosáhnout vysoce pevného těsnění?

1. Základní struktura a návrh jádra

The ozubené těsnění je kovové nebo kovové kompozitní těsnění se soustřednými vroubkovanými drážkami na svém povrchu. Mezi hlavní konstrukční vlastnosti patří:

Vroubkovaná struktura: Ostré špičky zubů zabírají s povrchem příruby a vytvářejí několik prstencových těsnicích linií.

Výběr materiálu: Běžně používaná nerezová ocel 304/316, uhlíková ocel, slitiny na bázi niklu atd., jsou odolné vůči vysokému tlaku a vysoké teplotě.

Tvar průřezu: rozdělen na plochý typ zubu (základní typ) a typ vlnitého zubu (lepší elasticita).

2. Analýza těsnicího mechanismu

(1) Mechanický efekt záběru

Když jsou šrouby příruby utaženy, vroubkování ozubeného těsnění je zapuštěno do konkávností a konvexností na úrovni mikronů na povrchu příruby, čímž se vytvoří mechanické blokování, které účinně blokuje cestu úniku média.

Plastická deformace hrotu zubu vyplňuje mikroskopické defekty příruby a snižuje závislost na povrchové úpravě příruby (Ra≤6,3μm).

(2) Těsnění vedení k povrchu

Když je aplikováno počáteční natlakování, pouze špička zubu se dotýká příruby (linkový kontakt). Se zvyšujícím se tlakem se prohlubeň zubu postupně deformuje a nakonec tvoří souvislou prstencovou těsnící plochu. Typický těsnící tlak může dosáhnout 42 MPa (jako standardní pracovní podmínky ASME B16.20).

(3) Schopnost kompenzace odskoku

Vroubkovaná struktura může kompenzovat posunutí příruby prostřednictvím elastického zotavení za podmínek tepelného cyklování nebo vibrací, aby se zabránilo selhání těsnění (rychlost odskoku ≥ 15 %).

3. Opatření pro použití

Požadavky na montáž: Rovnoběžnost přírub ≤ 0,1 mm, nelze opakovaně používat (nevratná deformace vroubkované konstrukce).

Režim selhání: Nadměrné opotřebení hrotu zubu (v důsledku nesouososti příruby) nebo uvolnění napětí (pracovní podmínky při vysoké teplotě).

Zkušební standard: Detekce netěsností hmotnostní spektrometrií helia podle API 6A, přípustná rychlost úniku ≤ 1×10⁻⁶ atm·cc/s.

4. Často kladené otázky o vroubkovaném těsnění

Jak vroubkovaná těsnění dosahují utěsnění?

Odpověď: Jejich princip těsnění je založen na:

Mechanický záběr: Ozubení se zapustí do povrchu příruby a vytvoří několik těsnicích linií.

Elastická deformace: Prohlubně zubů se deformují pod tlakem a vytvářejí souvislou těsnící plochu.

Kompenzace odskoku: Těsnění zůstává utěsněno navzdory tepelné roztažnosti a kontrakci nebo vibracím.

Lze vroubkovaná těsnění znovu použít?

Odpověď: Opakované použití se nedoporučuje!

Ozubení projde po instalaci plastickou deformací a druhotné použití může vést k poškození těsnění.

Je-li nutné opětovné použití, zkontrolujte integritu profilu zubu a přehodnoťte těsnicí výkon podle standardu ASME PCC-1.

Opatření pro instalaci vroubkovaného těsnění

Správné kroky instalace:

Očistěte povrch příruby (odstraňte olej a rez, Ra ≤ 6,3μm).

Zkontrolujte těsnění (žádné deformace, praskliny a neporušený profil zubu).

Vyrovnejte těsnění, abyste se vyhnuli částečnému zatížení, které by mohlo způsobit místní netěsnosti.

Šrouby utahujte rovnoměrně (křížovým způsobem, cílového krouticího momentu dosáhnete po 2-3 průchodech). Časté chyby:

Použití deformovaných těsnění

Nesouosost příruby způsobuje nesouosost

Nedostatečné nebo nadměrné předpětí šroubu