Комплексное решение герметичности фланцевых соединений

Если утечка повторяется после замены уплотнения на идентичный тип, причина почти наверняка лежит в другом месте. Чаще всего это неподходящий материал уплотнения для данной рабочей температуры, неверный или отсутствующий расчет момента затяжки, неправильная процедура монтажа или поврежденные уплотнительные поверхности фланцев.

Ключевое. Разные смазки имеют разные коэффициенты трения, которые также зависят от используемой методики измерения. Если момент затяжки в чертежной документации не указывает смазку, для которой он был рассчитан, и вы используете другую, результирующая сила сжатия может быть в три раза выше или ниже необходимой. Это напрямую влияет на удельное давление на уплотнение и надежность соединения.

У фланцев в низких классов давления, а именно до PN 40, долговечная герметичность сложнее, чем кажется. На уплотнении, соответствующем размерной норме EN 1514-1, нельзя вывести достаточное удельное давление для этих фланцев. Решением является оптимизация размеров уплотнения на основе расчета по EN 1591-1, а не простая замена продукта.

Сертификат герметичности является результатом расчета в соответствии с EN 1591-1, который проверяет, обеспечит ли выбранное уплотнение и болты достаточное давление в любых рабочих условиях соединения - при монтаже, рабочем давлении и температуре. Он необходим для критических соединений, при изменении рабочих параметров, при переходе на другой тип уплотнения и везде, где отказ соединения представляет собой риск для безопасности или эксплуатации.

Температурная стойкость волокнистых резинок ограничена эластомерными связующими, а не графитовыми или арамидными волокнами. Верхний предел составляет примерно 150 °C. При более высоких температурах происходит затвердевание связующих, потеря объема и упругости, снижение предварительного натяжения болтов и, как следствие, протечка. Аргумент о том, что эти материалы можно кратковременно использовать и при 350 °C, нельзя надежно подтвердить, так как понятие "кратковременно" в этом контексте не определено.

Тефлоновые уплотнения имеют заявленный температурный предел до 260 °C, но с точки зрения обеспечения герметичности их практическая граница составляет примерно 180 °C. С повышением температуры увеличивается и нежелательное течь уплотнительного материала, освобождение предварительного натяжения болтов и постепенная негерметичность соединения.

Ключевым параметром является степень окисления графита, которая зависит от чистоты месторождения, из которого был добыт графит, а также от последующего производственного процесса. Чем больше графит содержит хлоридов, фторидов или серы, тем выше окисление. При высоких температурах в присутствии кислорода происходит потеря материала уплотнения, снижение удельного давления и возникновение утечек. Качество графита можно объективно проверить с помощью анализа TGA, при котором измеряется потеря массы образца при высокой температуре за единицу времени.

Значения, указанные в диаграммах pT, являются ориентировочными и основаны на идеальных условиях. Они не учитывают конкретные размеры фланцевого соединения, состояние уплотняющих поверхностей, используемый крепежный материал или процесс монтажа. Надежный выбор материала уплотнения должен основываться на измеренных уплотнительных кривых и расчете с подтверждением герметичности для конкретного применения.

Контролируемое затягивание — это процесс, при котором болты затягиваются с точно установленным моментом или осевой силой, крест-накрест в несколько этапов, с использованием откалиброванных инструментов. В отличие от затягивания на глаз, это обеспечивает равномерное распределение давления на уплотнение и повторяемый результат. Для критических соединений используются гидравлические затяжки, которые позволяют одновременно затягивать два или четыре болта.

Протокол о затяжке документирует достигнутые значения крутящего момента или осевой силы на каждом болте, использованный инструмент, смазку и процесс монтажа. Он является доказательством правильно выполненного монтажа, основой для возможного анализа в случае будущей утечки, а в некоторых отраслях также требованием для эксплуатационного или безопасностного аудита.

До 50 % утечек в фланцевых соединениях вызвано неправильной сборкой. Монтажники в большинстве случаев не имеют заданного момента затяжки и затягивают на глаз. Обучение по стандарту EN 1591-4 предоставляет как теоретические, так и практические знания о монтажных процедурах, выборе уплотнений, смазке и влиянии момента затяжки на герметичность. Сертифицированные монтажники способны проверить свою работу после завершения.