(1Cr18ni9Ti石墨纏繞墊價格)
墊片及法蘭的結(jié)構(gòu)分析
所用法蘭的結(jié)構(gòu)有凹凸法蘭和榫槽法蘭 2 種形式 , 與有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)核對后可知法蘭結(jié)構(gòu)無任問題 , 法蘭尺寸、緊固件的結(jié)構(gòu)和尺寸、 緊固件的緊固力矩均符合有關(guān)設(shè)計要求。使用部位為榫槽面或凹凸面法蘭 , 墊片型式全部為基本型。將法蘭、 緊固件和密封件的設(shè)計與相關(guān)的國家和法蘭、 緊固件標(biāo)準(zhǔn)進行比較 , 發(fā)現(xiàn)法蘭厚度、 緊固件的直徑等都比國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的更為保守 , 因此 , 墊片泄漏與法蘭、 緊固件并沒有直接的因果關(guān)系。對墊片使用部位的法蘭密封部位尺寸設(shè)計思想則與我國的標(biāo)準(zhǔn)及標(biāo)準(zhǔn)有較大出入 , 把法蘭的榫槽/凹凸面的凸出高度設(shè)計成當(dāng)墊片被安裝到位時 , 上下兩片法蘭是緊緊貼合的 ;而國內(nèi)則設(shè)計成法蘭間留有一定間隙。 但是這一區(qū)別也不能*解釋法蘭泄漏的原因。
(1Cr18ni9Ti石墨纏繞墊價格)泄漏原因分析
2.1 墊片的內(nèi)徑尺寸過大對基本型墊片的尺寸 , 國內(nèi)所有的標(biāo)準(zhǔn)均按以下原則設(shè)計 :墊片的內(nèi)外徑基本上按榫槽面法蘭的榫內(nèi)外徑尺寸 , 如 PN 系列和 Class 系列的墊片內(nèi)徑是按法蘭的 Z +0.5(Z 為榫槽結(jié)構(gòu)法蘭的凹槽內(nèi)徑)或 W -0 .5(W 為榫槽結(jié)構(gòu)法蘭的榫內(nèi)徑)設(shè)計。 換句話說 , 墊片在榫槽內(nèi)的工作狀態(tài)與帶內(nèi)環(huán)和定位環(huán)型墊片是類似的。
如果榫槽面法蘭用基本型墊片的內(nèi)徑過大 , 墊片內(nèi)徑處便沒有了約束。 當(dāng)墊片被施加預(yù)緊力后墊片會產(chǎn)生變形 , 其中厚度方向上的變形是主要的 , 也是墊片實現(xiàn)密封所必需的 , 因為密封是由法蘭與墊片接觸表面產(chǎn)生的大于介質(zhì)壓力的應(yīng)力來實現(xiàn)的。 對金屬纏繞墊片而言 , 實現(xiàn)這種密封的小預(yù)緊應(yīng)力是工作介質(zhì)壓力的 3 倍(既墊片系數(shù) m =3),
實際安裝時通常按此再予以加倍。 例如表 1中序號 6 墊片的預(yù)緊應(yīng)力就設(shè)計成 180 .1MPa , 是介質(zhì)壓力 24.2 MPa 的 7 .4倍。隨著時間推移 , 墊片的內(nèi)徑處還會產(chǎn)生向內(nèi)方向的徑向變形 ,即 “ 徑向屈曲” 。 這種變形將對正常密封造成破壞。 由于徑向屈曲的存在和持續(xù)發(fā)展 ,造成了墊片的應(yīng)力松弛 , 當(dāng)墊片與法蘭接觸面上的應(yīng)力降到一定程度時便開始了泄漏 ,并隨使用時間的延續(xù)而加劇。 只要金屬纏繞墊片的結(jié)構(gòu)合理 , 發(fā)生密封失效的情況通常不會發(fā)生。
2.2 墊片型式錯誤
為了防止徑向屈曲 , 在 ASME B16 .20 、EN12560 -2 和 EN1514 -2 等國外金屬纏繞墊片標(biāo)準(zhǔn)中都有這樣的規(guī)定 :一 , 推薦所有壓力等級的金屬纏繞墊片帶內(nèi)環(huán) ;第二 , 當(dāng) PN 或CLASS 在一定值(PN6 .3)及以上時規(guī)定應(yīng)帶內(nèi)環(huán) , 新標(biāo)準(zhǔn)是 “ 所有壓力等級的墊片均應(yīng)帶內(nèi)環(huán)。 如 ASME B16 .20 推薦用柔性石墨為填充帶的墊片應(yīng)帶內(nèi)環(huán)、 CLASS1500 和DN300 及以上應(yīng)帶內(nèi)環(huán) ;EN1514 -2 規(guī)定PN63 及以上金屬纏繞墊片應(yīng)帶內(nèi)環(huán) ;EN12560 -2 則規(guī)定 CLASS1500 及以上的所有尺寸應(yīng)帶內(nèi)環(huán)等。由此推斷 , 當(dāng)墊片存在內(nèi)徑空擋時 , 不帶內(nèi)環(huán)是不安全的。
2.3墊片選料不當(dāng)
對金屬纏繞墊片的鋼帶材質(zhì)進行分析后發(fā)現(xiàn) , 使用的材料是 SUS316 。 通常認為在 566 ℃汽溫下選擇 SUS316 材料做墊片的鋼帶并不恰當(dāng)。 因為當(dāng)溫度為 500 ℃以上時 ,這種材料的高無沖擊工作壓力便衰減為常溫時的 61 %, 只比 SUS304 高出約 4 %, 耐高溫特性不如 SUS310 、 INLOLOY 800 等材料。 雖然在選用材料時已經(jīng)考慮到這點 ,使用時不會造成嚴重的后果 , 但從更安全的角度考慮 , 材料的耐高溫性能應(yīng)該再好些 ,
比如采用 SUS310 、 INCOLOY 800 等。
采取的對策
(1)給金屬纏繞墊片加內(nèi)環(huán) 。 考慮到與相同壓力等級和直徑的墊片密封面設(shè)計寬度相比 ,使用部位留給墊片密封面的寬度已經(jīng)不大 ,所以就采取了在內(nèi)徑部位加鋼絲內(nèi)環(huán)的方法 , 鋼絲內(nèi)環(huán)的位置恰好與原設(shè)計所留出的空擋相當(dāng)。 雖然鋼絲內(nèi)環(huán)與通常由鋼板加工而成的內(nèi)環(huán)相比有所區(qū)別(見圖 1)。 但對改善墊片力學(xué)性能的效果還是明顯的。
(2)由于金屬纏繞墊片用于高溫 、 高壓部位 ,且對可靠性要求非常高 , 將墊片的厚度由 4 .5 mm加厚至 5 mm , 也就是將鋼帶 V 型角度由 60°改為 75°, 改善了墊片密封元件的壓縮回彈性能。
(3)改進了金屬纏繞墊片鋼帶的材料 。 選用耐高溫性能更好的材料(耐溫可達 800 ℃)替代SUS316 。 由于對水蒸汽的腐蝕性幾乎可不考慮 , 所以可根據(jù)高溫下的許用應(yīng)力大小來選擇材料。
