Tesniace plochy prírub sú kritickými komponentmi v priemyselných potrubných systémoch, zabezpečujúcich spoľahlivé a bezpečné spojenia. Výber správneho typu tesniacej plochy je kľúčový pre prevádzkovú integritu a dlhodobú funkčnosť systému, ovplyvňujúc faktory ako tlak, médium a montážne požiadavky.
Typy tesniacich plôch prírub
Existuje niekoľko bežne používaných typov tesniacich plôch prírub, pričom každá má špecifické vlastnosti a je vhodná pre rôzne aplikácie. Presná geometria, rozmery, podstata a kvalita povrchu čela príruby sú špecifikované normami pre potrubia.
Zvýšená tvár (Raised Face - RF)
Povrch zvýšenej tváre (RF) je hladká rovina a môže mať aj zúbkované drážky. Tesniaca plocha má jednoduchú štruktúru, ľahko sa vyrába a je vhodná na antikorózne obloženie. RF tesniaca plocha je najbežnejšie používaná. Medzinárodné normy, európske normy a domáce normy prijímajú pevnú výšku.
Pri amerických štandardných prírubách je však potrebné poznamenať, že výška vysokého tlaku zvýši výšku tesniacej plochy. Tento typ tesniacej plochy má však veľkú kontaktnú plochu tesnenia, čo ju robí náchylnou na extrúziu tesnenia počas predbežného uťahovania, čo sťažuje dosiahnutie správneho stlačenia.
Tesnenia použiteľné pre príruby s vyvýšeným čelom zahŕňajú rôzne nekovové ploché tesnenia a obalené tesnenia, kovové tesnenia a špirálovo vinuté tesnenia (vrátane vonkajšieho alebo vnútorného krúžku).
Plochá tvár (Full Face - FF)
Tesniaci povrch typu FF je úplne plochý. Celoplošné tesnenie je vhodné pre aplikácie s nízkym tlakom (PN ≤ 1,6 MPa) a netoxickým médiom.
Samec-samica (Male-Female - M&F)
Tesniaca plocha samec-samica (MFM) sa skladá z konvexnej a konkávnej plochy, ktoré do seba zapadajú. Na konkávnu plochu je umiestnené tesnenie, ktoré zabraňuje jeho vytláčaniu. Preto je vhodné pre aplikácie s vysokým tlakom. MF a FF sú párom typov tesniacich plôch, ktoré sa musia použiť spoločne, aby sa uľahčilo zarovnanie počas inštalácie a zabránilo sa vytlačeniu tesnenia.
Tesniace tesnenia použiteľné na konkávny konvexný tesniaci povrch sú rôzne nekovové ploché tesnenia a obkladové tesnenia, kovové tesnenia, alebo základný typ špirálovo vinutého tesnenia s vnútorným krúžkom.
Pero a drážka (Tongue & Groove - T&G)
Tesniaca plocha typu pero a drážka (TG) sa skladá z pera a drážky, pričom tesnenie je umiestnené v drážke. To zabraňuje posunutiu tesnenia. Možno použiť menšie tesnenia, čo vedie k nižším silám potrebným na stlačenie skrutiek. Táto konštrukcia je účinná na dosiahnutie dobrého tesnenia, a to aj vo vysokotlakových podmienkach.
TF a GF sú podobné konkávnym a konvexným povrchom a sú tiež typom párových tesniacich povrchov jedného samca a jednej samice, ktoré sa tiež používajú v pároch. Tesnenie je umiestnené v prstencovej drážke, ohraničenej kovovými stenami na oboch stranách, čo môže zabrániť vtlačeniu tesnenia do potrubia v dôsledku deformácie stlačením.
Pretože tesnenie nie je v priamom kontakte s tekutým médiom v potrubí a je menej vystavené erózii alebo korózii tekutého média, môže byť použité vo vysokotlakových, horľavých a výbušných, toxických médiách a na iných miestach s prísnymi tesniacimi požiadavkami. Tento druh tesnenia tesniacej plochy je vhodný pre neutrálnu inštaláciu, ale je ťažké spracovať tesniacu plochu.
Nevýhodou však je, že konštrukcia a výrobný proces sú relatívne zložité a výmena tesnenia v drážke môže byť náročná. Okrem toho je pero náchylné na poškodenie, preto je potrebné pri montáži, demontáži alebo preprave postupovať opatrne. Tesniaca plocha sa pri výmene tesnenia ľahko poškodí a príruba musí byť pri montáži a demontáži axiálne oddelená. Preto by sa pri návrhu potrubia mala zvážiť možnosť axiálneho oddelenia príruby. Aj pri väčšom priemere dokážu stále poskytnúť účinné tesnenie, keď tlak nie je príliš vysoký.
Prstencový spoj (Ring Joint - RJ alebo RTJ)
Krúžkové spojovacie plochy (RJ) sa používajú predovšetkým pre príruby s hrdlovým zvarením a integrálne príruby, vhodné pre tlakové rozsahy 6,3 MPa až 25,0 MPa. Príruba utesnená prstencovým spojovacím povrchom RJF je tiež úzka čelná príruba a na vyvýšenom čele príruby je vyrezaná kruhová lichobežníková drážka ako tesniaca plocha príruby.
Tesniaca plocha sa používa špeciálne na lícovanie s pevným kovovým tesnením s osemuholníkovým alebo oválnym tvarom spracovaným z kovových materiálov na dosiahnutie tesniaceho spojenia. Rovnako ako čelná príruba pero a drážka, aj táto príruba musí byť počas montáže a demontáže axiálne oddelená. Preto by sa pri návrhu potrubia mala zvážiť možnosť axiálneho oddelenia príruby.
Iné typy tesniacich povrchov
Pre vysokotlakové nádoby a vysokotlakové potrubia sa môžu použiť kužeľové tesniace plochy alebo tesniace plochy s lichobežníkovou drážkou. Sú spárované s guľovými kovovými tesneniami (šošovkové tesnenia) a kovovými tesneniami s eliptickým alebo osemuholníkovým prierezom. Tieto tesniace plochy sú vhodné pre vysokotlakové aplikácie, ale vyžadujú vysokú rozmerovú presnosť a povrchovú úpravu, čo sťažuje ich obrábanie.
Prehľad typov tesniacich plôch prírub
| Typ tesniacej plochy | Charakteristika | Vhodnosť tlaku | Typ tesnenia | Poznámky |
|---|---|---|---|---|
| Zvýšená tvár (RF) | Hladká rovina, môže mať drážky | Stredný až vysoký | Nekovové ploché, obalené, kovové, špirálovo vinuté | Najbežnejšia, jednoduchá výroba, náchylná na extrúziu tesnenia |
| Plochá tvár (FF) | Úplne plochý povrch | Nízky (PN ≤ 1,6 MPa) | Ploché nekovové | Vhodná pre netoxické médiá |
| Samec-samica (M&F) | Konvexná a konkávna plocha | Vysoký | Nekovové ploché, obalené, kovové, špirálovo vinuté s vnútorným krúžkom | Zabraňuje vytlačeniu tesnenia, uľahčuje zarovnanie |
| Pero a drážka (T&G) | Pero a drážka, tesnenie v drážke | Vysoký, horľavé/toxické médiá | Ploché, špirálovo vinuté | Zabraňuje posunutiu tesnenia, menšie sily na skrutky, zložitejšia montáž/demontáž |
| Prstencový spoj (RJ/RTJ) | Kruhová lichobežníková drážka | Vysoký (6,3 MPa ≤ PN ≤ 25,0 MPa) | Pevné kovové tesnenia (osemuholníkové, oválne) | Vyžaduje axiálne oddelenie pri montáži/demontáži, vysokotlakové aplikácie |
| Kužeľové/lichobežníkové drážky | Kužeľové plochy, lichobežníkové drážky | Vysoký | Guľové kovové tesnenia (šošovkové), kovové tesnenia (eliptické, osemuholníkové) | Vyžadujú vysokú presnosť, náročnejšie na obrábanie |
Princíp tesnenia a vlastnosti prírub
Problém s utesnením plochých zváraných prírub bol vždy horúcou otázkou súvisiacou s výrobnými nákladmi alebo ekonomickým prínosom podnikov. Princíp tesnenia týchto prírub sa preto neustále zlepšoval.
Hlavným konštrukčným nedostatkom plochých zváraných prírub je však to, že nedokážu zabrániť úniku. Ide o konštrukčnú chybu: spojenie je dynamické a periodické zaťaženie, ako je tepelná rozťažnosť a kolísavé zaťaženie, môže spôsobiť vzájomný pohyb plôch príruby. To ovplyvňuje funkciu príruby, čím sa narúša jej integrita a v konečnom dôsledku vedie k úniku.
Žiadny výrobok nemôže mať žiadne chyby, ale spoločnosti sa snažia minimalizovať chyby výrobku. Preto pri výrobe plochých zváracích prírub zohrávajú najväčšiu úlohu s cieľom zlepšiť výkon výrobku.
Manufacturing of steel tubes from billets to seamless tubes #machines #process
Charakteristika plochých zváracích prírub
Ploché zváracie príruby nielen šetria miesto, znižujú hmotnosť a zabezpečujú bezútešné spoje s dobrým tesniacim výkonom. Zmenšením tesniaceho priemeru sa zmenší veľkosť kompaktnej príruby a zmenší sa tesniaca časť. Potom vymeňte tesnenie príruby za tesniaci krúžok, aby ste zabezpečili, že tesniaca plocha zodpovedá tesniacej ploche. Týmto spôsobom je na utiahnutie tesniacej plochy potrebný len malý tlak.
Keďže sa požadovaný tlak zníži, veľkosť a počet skrutiek sa zmenšia, takže navrhujeme malý objem a nízku hmotnosť nového produktu, čo môže znížiť hmotnosť tradičnej príruby o 70 % až 80 %. Preto je plochá zváraná príruba vysoko kvalitným prírubovým produktom, znižuje kvalitu a priestor a zohráva dôležitú úlohu v priemyselných aplikáciách.
Princíp tesnenia
Princíp tesnenia plochej zváranej príruby spočíva v tom, že dve tesniace plochy skrutky stláčajú tesnenie príruby, aby vytvorili tesnenie. To však môže tiež spôsobiť poškodenie tesnenia. Aby sa udržalo tesnenie, musíte udržiavať veľkú silu skrutky a na to musíte skrutku zväčšiť. Väčšia skrutka zodpovedá väčšej matici, čo znamená, že na vytvorenie podmienok na utiahnutie matice je potrebný väčší priemer skrutky. Čím je však priemer skrutky väčší, tým je príruba ohnutá, jediný spôsob je zväčšiť hrúbku steny príruby.