Mechanizm uszczelniający i zalety wydajności pierścieniowych uszczelek stawów w warunkach wysokiej temperatury i pod wysokim ciśnieniem

1. Tło zastosowania przemysłowego Pierścieni uszczelki

Pierścieni uszczelki to kluczowe elementy uszczelniające w przemyśle naftowym, platformy wiertnicze i systemy rurociągów pod wysokim ciśnieniem, i są przeznaczone do ekstremalnych warunków pracy. W sprzęcie do produkcji ropy i gazu rurociągi i pojemniki zwykle muszą wytrzymać ciśnienia powyżej 9,8 MPa i temperatury powyżej 700 ℃. Tradycyjne niemetaliczne uszczelki (takie jak guma lub azbest) są podatne na pełzanie, starzenie się lub korozję chemiczną, podczas gdy uszczelki stawowe pierścienia metalowego stały się niezawodnym wyborem w środowiskach wysokiej temperatury i pod wysokim ciśnieniem poprzez unikalne zasady uszczelnienia samozachowawczego i wysokowydajne konstrukcje strukturalne.

2. Mechanizm uszczelnienia uszczelek do stawu pierścieniowego

Odkształcenie z tworzywa sztucznego wypełnia mikro wady kołnierzy

Rdzeń uszczelniający uszczelek do stawu pierścieniowego leży w zdolności deformacji z tworzywa sztucznego materiałów metali. Gdy śruby nakładają siłę zacisków, uszczelka (zwykle wykonana z miękkiego metalu, takiego jak czyste żelazo, miedź lub stal ze srebrem) przepływa plastycznie pod wysokim ciśnieniem i wnika do mikroskopowej nierównomości powierzchni uszczelnienia kołnierza, blokując kanał wycieku. Ta metoda uszczelniania „metal-metal” jest bardziej odporna na wysoką temperaturę i wstrząs ciśnieniowy niż niemetaliczne uszczelki.

Rozwiązanie do przecieku interfejsu: poprzez wysokie obciążenie wstępne (zwykle ponad 70% granicy plastyczności materiału), upewnij się, że powierzchnia styku uszczelki i kołnierza są szczelnie dopasowane, aby zmniejszyć wyciek interfejsu spowodowany deformacją termiczną lub wibracją.

Zapobieganie wyciekom penetracji: uszczelki metalowe mają nieporowatą strukturę, która pozwala uniknąć problemu penetracji średniej spowodowanej przez luźne włókna w materiałach niemetalicznych.

Projekt samozachowawczy zwiększa niezawodność uszczelnienia

Niektóre pierścieniowe uszczelki przyjmują „nieobsługiwaną zasadę obszaru” i wykorzystują ciśnienie wewnętrzne systemu, aby popchnąć uszczelkę do dalszego nacisku powierzchni, aby utworzyć dynamiczny efekt samodzielnie. Ta konstrukcja poprawia wydajność uszczelnienia, gdy wzrasta ciśnienie, szczególnie w przypadku rurociągów olejowych i gazowych o częstych fluktuacjach ciśnienia.

3. Zalety w zakresie wydajności w warunkach wysokiej temperatury i wysokiego ciśnienia

Materiał odporność na ekstremalne środowiska

Stabilność w wysokiej temperaturze: uszczelki wykonane ze stopów niklu (takich jak GH4169) lub stali nierdzewnej (SUS316L) mogą utrzymać wytrzymałość w zakresie od -200 ℃ do 700 ℃, a długoterminowa temperatura pracy może osiągnąć 538 ℃ (odpowiadające standardowi ASME B16.20).

Odporność na korozję chemiczną: poszycie srebra lub niklu może zapobiec korozji z siarkowodoru (H₂S) i pożywki kwaśnej, przedłużając żywotność uszczelki.

Projekt konstrukcyjny i zdolność adaptacji kołnierza

Wymagania dotyczące przetwarzania precyzyjnego: pierścieniowa uszczelka złącza musi być ściśle dopasowana do pierścieniowego rowka kołnierza (takiego jak typ R lub typ Rx), a tolerancję musi być kontrolowana w granicach ± ​​0,05 mm, aby zapewnić początkowy efekt uszczelnienia.

Optymalizacja siły kołnierza: W porównaniu z tradycyjnymi płaskimi uszczelkami uszczelki pierścieniowe wymagają niższego obciążenia wstępnego, co może zmniejszyć ryzyko deformacji kołnierza.

4. Kluczowe rozważania w praktycznych zastosowaniach

• Punkty instalacji i konserwacji

Zarządzanie momentem obrotowym śrubowym: śruby należy dokręcić etapami zgodnie ze standardami, aby uniknąć wycieku spowodowanego nierównomiernym naprężeniem.

Obróbka powierzchni: Chropowatość powierzchni uszczelnienia kołnierza musi być kontrolowana przy 0,8 ~ 1,6 μm (wartość RA). Zbyt wysoki lub zbyt niski wpłynie na uszczelnienie.

• Tryb awarii i rozwiązanie

Wyciek cyklu termicznego: Nagłe zmiany temperatury mogą powodować rozluźnienie śrub i należy je ponownie oderwać po wyłączeniu.

Hartowanie materiału: Metal może stać się krucha w długoterminowej wysokiej temperaturze, dlatego zaleca się regularne wymianę (zwykle co 3-5 lat).

5. Porównanie z tradycyjnymi uszczelkami