راهنمای مهر و موم فلزی راه راه

در پردازش هیدروکربن، تولید برق، و تولید مواد شیمیایی، کوچکترین جزء در یک سیستم خط لوله برخی از بزرگترین عواقب را به همراه دارد - فلنج نشتی در زمان توقف برنامه ریزی نشده، حوادث ایمنی و جریمه های رعایت آلاینده ها بیش از هر حالت شکست منفرد دیگری هزینه می کند. را مهر و موم فلزی راه راه برای از بین بردن این خطر طراحی شده است و آب بندی قابل اعتمادی را تحت شرایطی ارائه می دهد که واشرهای الاستومری و کامپوزیت را از بین می برد: دمای پایدار بالای 500 درجه سانتیگراد، فشار بیش از 400 بار، و رسانه ها به اندازه کافی خورنده برای حمله به فولاد ضد زنگ.

-200 تا 1000 درجه سانتیگراد

محدوده دما

تا 420 بار

رتبه بندی فشار

DN 15–DN 2000

محدوده اندازه

0.01 میلی گرم در ثانیه

نرخ نشت (او)

01 کاربردهای صنعتی مهر و موم فلزی راه راه

A مهر و موم فلزی راه راه در جاهایی که واشرهای الاستومری و کامپوزیت فیبر نتوانند یکپارچگی آب بندی طولانی مدت را ارائه دهند استفاده می شود: فلنج های راکتور پتروشیمی، پوشش های توربین بخار، صفحات لوله مبدل حرارتی، اتصالات خط لوله برودتی، و اتصالات مدار اولیه نیروگاه هسته ای. ساختار تمام فلزی آن آرامش خزش و تخریب شیمیایی را حذف می کند - دو مکانیسمی که مسئول بیشتر نشت فلنج در محیط های فرآیندی سخت هستند.

بخش های کاربردی کلیدی برای مهر و موم فلزی راه راه شامل پالایشگاه نفت و فرآوری گاز، سیستم‌های خط لوله سکوی فراساحلی، نیروگاه‌های حرارتی و هسته‌ای، خطوط فرآیند پاک دارویی و بیوتکنولوژی، و سیستم‌های سیال تست هوافضا که نرخ نشت هلیوم زیر 0.01 میلی‌گرم بر ثانیه به صورت قراردادی مشخص شده است.

تعریف مهندسی

مهر و موم فلزی موجدار یک واشر فلزی با شکل گیری دقیق است که دارای یک سری موج های متحدالمرکز شکل موج است که به عنوان خطوط آب بندی مستقل با فنر عمل می کند و تنش تماس موضعی را در هر تاج راه راه ایجاد می کند که اتصال محکم سیال را در سراسر چرخه حرارتی، شل شدن پیچ و نوسانات فشار عنصر پلاستیکی بدون چسبندگی حفظ می کند.

02 مکانیسم آب بندی در دمای بالا و فشار بالا

عملکرد آب بندی الف مهر و موم فلزی راه راه از پشت فنری الاستیک ناشی می شود - نه نرمی مواد. هنگامی که پیچ‌های فلنج سفت می‌شوند، تاج‌های موج‌دار به‌طور الاستیک منحرف می‌شوند و تنش تماسی بالایی ایجاد می‌کنند (معمولاً 200 تا 600 مگاپاسکال در هر خط تاج) که به‌طور فیزیکی ناهنجاری‌های سطح آب‌بندی را تغییر شکل می‌دهد و یک منطقه تماس هرمتیک فلز به فلز ایجاد می‌کند.

این مکانیسم الاستیک در چرخه حرارتی عملکردی باقی می‌ماند زیرا موج‌ها همچنان به اعمال نیروی فنر با منبسط و انقباض سطوح فلنج ادامه می‌دهند. مطالعات روی مجموعه‌های فلنج پیچ‌دار در سرویس بخار در دمای 540 درجه سانتی‌گراد تأیید می‌کند که واشرهای فلزی موج‌دار یکپارچگی آب‌بندی را در طول 500 چرخه حرارتی بدون افزایش قابل‌اندازه‌گیری در نرخ نشتی حفظ می‌کنند، یک معیار عملکردی که واشرهای الیافی و مارپیچی به بیش از 50 تا 100 چرخه نمی‌رسند.

چندین خط آب بندی مستقل (4 تا 12 در هر واشر) افزونگی ایجاد می کند - یک تاج آسیب دیده اتصال را به خطر نمی اندازد.
نیروی تماسی فنری خود به خود برای شل شدن بار پیچ ناشی از خزش فلنج و دیفرانسیل های انبساط حرارتی جبران می کند.
عدم وجود مواد چسبنده یا پرکننده آلی به معنی عدم خروج گاز، زغال‌زدگی صفر و عدم جریان سرد در دمای بالا پایدار است.
گزینه های پوشش سطح (نقره، PTFE، گرافیت) راه راه فلز پایه را با شرایط خاص پوشش سطحی و سطح فلنج تطبیق می دهند.

03 مواد مورد استفاده در مهر و موم های فلزی راه راه برای محیط های صنعتی

انتخاب مواد برای a مهر و موم فلزی راه راه توسط سه پارامتر کنترل می شود: سقف دمای عملیاتی، سازگاری شیمیایی رسانه، و رابطه سختی بین واشر و صفحه فلنج. واشر باید نرم‌تر از مواد فلنج باشد تا بتوان بدون ضربه‌گیری در آن جاسازی کرد، اما در عین حال به اندازه‌ای سخت باشد که در برابر انفجار در حداکثر فشار کاری مقاومت کند.

مواد	حد دما	مقاومت کلید	برنامه معمولی
آهن نرم (فولاد کم کربن)	450 درجه سانتیگراد	بخار، آب خنثی	خط لوله عمومی، بخار آب و برق
فولاد ضد زنگ 304 / 316L	600 درجه سانتیگراد	اسیدهای اکسید کننده، کلریدها (316 لیتر)	کارخانه شیمیایی، داروسازی
اینکونل 625 / 718	980 C	اکسیداسیون در دمای بالا، H2S	توربین گاز، راکتور پالایشگاهی
هاستلوی C-276	760 درجه سانتیگراد	اسیدهای کاهنده، کلر مرطوب	کلر قلیایی، گوگرد زدایی از گازهای دودکش
تیتانیوم درجه 2	315 C	آب دریا، محیط کلرید اکسید کننده	فراساحل، نمک زدایی
مونل 400	480 C	اسید هیدروفلوئوریک، محیط های دریایی	واحدهای آلکیلاسیون HF، سیستم های دریایی

04 آیا می توان از مهر و موم های فلزی راه راه در کاربردهای فلنج استفاده مجدد کرد

قابلیت استفاده مجدد بستگی به این دارد که آیا تاج های موجدار در طول نصب اولیه از حد انحراف الاستیک خود فراتر رفته اند یا خیر. الف مهر و موم فلزی راه راه که به درستی به بار پیچ و مهره تعیین شده سازنده گشتاور شده است - فشرده سازی موج‌دارها تا بیش از 25 تا 40 درصد ارتفاع آزادشان - پس از برداشتن به مدت یک چرخه سرویس اضافی، فنر کافی را حفظ می‌کند، مشروط بر اینکه پوشش سطح نشیمنگاه دست نخورده باشد و هیچ سوراخ یا خوردگی روی خطوط تاج وجود نداشته باشد.

ایمن برای استفاده مجدد وقتی

کاهش ارتفاع تاج کمتر از 30 درصد اصلی است
بدون شکاف، حفره یا خوردگی قابل مشاهده بر روی سطوح آب بندی
پوشش سطح (نقره، PTFE) بیش از 70٪ دست نخورده است
سرویس زیر 60 درصد حداکثر دمای نامی بود
مفصل در معرض آتش سوزی یا فشار بیش از حد اضطراری قرار نگرفت

بلافاصله پس از تعویض

تاج های راه راه، مجموعه پلاستیکی یا مناطق مسطح را نشان می دهند
دمای عملیاتی از حداکثر نامی تجاوز کرد
رسانه بسیار خورنده یا دارای رتبه خدمات هیدروژنی بود
Joint یک رویداد نشت یا انفجار را تجربه کرد
ذخیره سازی بیش از 2 سال یا پوشش تخریب شده است

05 نحوه انتخاب مهر و موم فلزی راه راه مناسب برای سیستم های خط لوله و فلنج

مشخصات صحیح الف مهر و موم فلزی راه راه نیاز به تطبیق شش پارامتر مهندسی با شرایط عملیاتی و مکانیکی سیستم فلنج دارد. کوچک کردن اندازه هر یک از پارامترها بدون در نظر گرفتن کیفیت نصب، شرایط را برای شکست زودرس آب بندی ایجاد می کند.

اندازه اسمی لوله و استاندارد فلنج: استانداردهای ابعادی ASME B16.20، EN 1514-6 یا JIS B 2404 بر OD، ID، و الگوی سوراخ پیچ و مهره حاکم است. همیشه با استاندارد مشخص کنید، نه فقط قطر.
کلاس فشار: کلاس ASME 150 تا 2500 حداقل تنش نشستن مورد نیاز را تعیین می کند. کلاس‌های فشار بالاتر به گام راه راه ریزتر و مواد پایه سخت‌تر نیاز دارند.
دمای طراحی: فلز پایه را با سقف دمایی حداقل 50 درجه سانتیگراد بالاتر از حداکثر دمای فرآیند انتخاب کنید تا حاشیه ایمنی در شرایط ناراحت کننده حفظ شود.
شیمی رسانه: رسانه های مرجع متقابل در برابر ماتریس سازگاری مواد برای فلز پایه و پوشش سطح. محیط های حاوی کلرید به جای فولاد زنگ نزن آستنیتی استاندارد به هاستلوی یا تیتانیوم نیاز دارند.
پرداخت سطح فلنج: فلنج های صاف (Ra 0.8-3.2 um) با مهر و موم های موجدار فلزی با روکش نقره یا لخت جفت می شوند. فلنج های با صفحه برجسته یا RTJ به هندسه منطبق نیاز دارند - واشرهای سطح صاف را در فلنج های صفحه برجسته جایگزین نکنید.
بار پیچ موجود: تنش واقعی پیچ و مهره قابل دستیابی را در گشتاور هدف محاسبه کنید. اگر بار پیچ برای دستیابی به حداقل تنش نشیمنگاه کافی نیست، یک ماده پایه نرم‌تر یا گام موج‌دار گسترده‌تر برای کاهش بار مونتاژ مورد نیاز تعیین کنید.

06 مهر و موم فلزی راه راه در مقابل واشر زخم مارپیچی: تفاوت های کلیدی

را مهر و موم فلزی راه راه و واشر مارپیچی هر دو محلول های آب بندی فلزی برای اتصالات فلنجی با فشار بالا هستند، اما اساساً از نظر ساختار، مکانیسم آب بندی و محدوده کاربرد بهینه تفاوت دارند.

مهر و موم فلزی راه راه

ساختار فلزی یک تکه جامد یا ژاکتی
مهر و موم توسط نیروی فنر الاستیک در تاج راه راه
بدون مواد پرکننده - خطر انفجار در دمای بالا صفر است
قابل استفاده مجدد در شرایط کنترل شده
در سرویس برودتی تا 200- درجه سانتیگراد کار می کند
برای خدمات رسانه ای هیدروژن، هلیوم و سمی ترجیح داده می شود
ناحیه تماس با فلنج باریک، نیاز بار پیچ را به حداقل می رساند

واشر زخم مارپیچی

ساخت و ساز نوار فلزی متناوب و پرکننده (گرافیت یا PTFE).
آب بندی با فشرده سازی مواد پرکننده بین بادهای فلزی
پرکننده می تواند به طور مداوم در دمای بالای 450 درجه سانتیگراد زغال، خزش یا منفجر شود
یکبار مصرف - فشرده سازی فیلر برگشت پذیر نیست
محدوده دمای قابل استفاده گسترده تر برای سرویس استاندارد (تا 850 درجه سانتیگراد با پرکننده میکا)
برای سطوح فلنجی نامنظم یا آسیب دیده مناسب تر است
هزینه کمتر برای هر واحد در کلاس های فشار استاندارد

سوالات متداول در مورد مهر و موم فلزی راه راه

چه گشتاور پیچ برای نصب مهر و موم فلزی موجدار مورد نیاز است؟

گشتاور پیچ مورد نیاز بسته به اندازه واشر، سختی مواد و کلاس فلنج متفاوت است. به عنوان یک راهنمای کلی، یک DN 50 Class 300 مهر و موم فلزی راه راه در فولاد ضد زنگ 316 تقریباً 80 تا 120 نیوتن متر در هر پیچ با استفاده از پیچ های میخ روغن کاری شده M16 برای دستیابی به تنش نشیمن هدف 200 تا 350 مگاپاسکال در تاج های راه راه نیاز دارد. جداول گشتاور تولید کننده کالیبره شده با هندسه واشر خاص و درجه پیچ همیشه باید استفاده شود - نمودارهای گشتاور فلنج عمومی برای کاربردهای واشر فلزی کافی نیستند.

آیا مهر و موم های فلزی راه راه برای سرویس هیدروژنی مناسب هستند؟

بله. ساخت و ساز تمام فلزی از مهر و موم فلزی راه راه آن را به یکی از انواع واشر ترجیحی برای خدمات هیدروژن فشار بالا تبدیل می کند (همانطور که در ASME PCC-1 و API 660 مشخص شده است). عدم وجود پرکننده های آلی نفوذ هیدروژن را از طریق مواد پرکننده حذف می کند - یک حالت شکست شناخته شده واشرهای مارپیچی در هیدروژن بالای 200 بار. مواد پایه فولاد ضد زنگ Inconel 718 یا 316L برای مقاومت در برابر شکنندگی هیدروژن در خدمات فشار بالا پایدار مشخص شده است.

آیا می توان از مهر و موم های فلزی موجدار روی فلنج های برجسته (RF) استفاده کرد؟

بله. را مهر و موم فلزی راه راه به گونه‌ای طراحی شده است که روی ناحیه تماس صورت برجسته فلنج‌های ASME B16.5 و B16.47 قرار گیرد، با واشر OD مطابق با قطر صورت برجسته. پوشش نقره ای یا آهنی نرم روی تاج های راه راه، پوشش سطحی 3.2 تا 6.3 میکرونی معمولی فلنج های استاندارد RF را در خود جای می دهد. انواع فلنج با سطح مسطح و اتصال حلقه ای (RTJ) به مشخصات هندسی واشر جداگانه نیاز دارند و نباید با طرح های RF جایگزین شوند.

زمان تولید مهر و موم های فلزی موجدار با قطر سفارشی چقدر است؟

اندازه های استاندارد از DN 15 تا DN 600 در مواد معمولی معمولاً از انبار یا با زمان تولید 5 تا 10 روز کاری در دسترس هستند. سوراخ بزرگ سفارشی مهر و موم فلزی راه راه ابعاد بالاتر از DN 600، آلیاژهای غیر استاندارد مانند Hastelloy C-22 یا تیتانیوم گرید 5 یا پوشش‌های ویژه به 3 تا 6 هفته برای تولید نیاز دارند. برنامه‌های ساخت اضطراری می‌توانند با اطلاع قبلی، این را به 10 تا 15 روز برای برنامه‌های مهم تعطیلی کارخانه فشرده کنند.