Люки судов, люки создают особые проблемы с герметизацией

Существует много типов фланцевых отверстий, которые служат в качестве люков и люков, обеспечивая доступ в резервуары и другие типы закрытых сосудов. Некоторые используют стандартные фланцы типа ASME и крепятся болтами так же, как фланцевые соединения труб. Внутренние люки и люки имеют крышки или пластины, которые подходят внутрь емкости и прижимаются к прокладке и внешнему фланцу.

Эти конструкции создают ряд проблем с уплотнением. Например, поверхности фланцев зачастую не идеальны. Кроме того, круглая крышка не пройдет через круглое отверстие, поскольку для выполнения своей функции она должна быть больше, чем отверстие. Поэтому прокладки для этих фланцев обычно имеют овальную или округлую форму, поэтому крышки можно повернуть вбок, чтобы пройти через отверстия.

Овальные прокладки сохраняют плавную кривизну, обеспечивая достаточную прочность кольца для изготовления и установки. Напротив, круглые прокладки имеют прямое сечение, ограничивающее их радиальную прочность. Эти прокладки, изготовленные в соответствии со спецификациями OEM в широком диапазоне размеров, обычно имеют размер от внутреннего диаметра (ID). Обозначены как большая, так и малая оси, а также ширина фланца прокладки. В прокладках с внутренним кольцом также должна быть указана ширина кольца.

Рис. 1. Единственная шпилька на этой крышке люка будет оказывать низкое неравномерное сжимающее усилие на прокладку, закрывая фланцевый доступ к резервуару.

Крышки внутренних люков, герметизированные этими прокладками, обычно имеют всего один или два шпильки, приваренные к центру крышки (рис. 1). Они устанавливаются через хомут, закрывающий отверстие, поэтому болты могут тянуть крышку назад к прокладке. Это ограничение болтов в сочетании с расстоянием между болтами и прокладкой приводит к низкой и часто неравномерной сжимающей силе.

Поскольку люк находится внутри резервуара или резервуара, внутреннее давление действует на сборку иначе, чем на обычное фланцевое соединение с болтовым соединением. В последнем случае внутреннее давление разделяет фланцы и разгружает прокладку. В случае люка внутреннее давление фактически толкает фланец на место, нагружая прокладку и во многих случаях создавая большее сжимающее усилие, чем болты (рис. 2). Тем не менее, эта динамическая сжимающая нагрузка редко достигает рекомендуемых уровней.

Рис. 2. Внутреннее давление на крышки люков может превышать сжимающую силу болтов, служащих для посадки и нагрузки прокладки.

В сосудах под давлением обычно используются внутренние сиденья, а иногда и распашные двери для доступа внутрь. Такие двери должны быть ориентированы так, чтобы внутреннее давление в системе создавало достаточную нагрузку для установки прокладок люка. По мере увеличения внутреннего давления увеличивается и нагрузка на прокладки, фактор, который необходимо учитывать для оптимального согласования прокладок с расчетным давлением в резервуаре. Для систем с более низким давлением требуются более мягкие, более легко деформируемые прокладки, но они подвержены выбросу на концах, где сжатие низкое. И наоборот, для сосудов с более высоким давлением требуются более жесткие уплотнения с более высокой плотностью, такие как армированные металлом прокладки, которые может быть трудно герметизировать.

Для целей этого обсуждения полезно понимать, что поверхность уплотнения обычно измеряется до внутреннего края прокладки. Таким образом, овальная форма будет выражена как внутренняя ширина x внутренняя длина x ширина поверхности прокладки - например, прокладка, указанная как 12 дюймов x 16 дюймов x 1 дюйм x 1/8 дюйма, имеет внутренние размеры 12 дюймов x 16 дюймов при ширине фланца 1 дюйм и толщине ″.

Прокладки

Существует несколько различных типов прокладок, подходящих для герметизации люков и люков в сосудах высокого давления. Спирально-навитые прокладки доступны как для низкого давления (менее 999 фунтов на квадратный дюйм), так и для более высокого давления (более или равного 1000 фунтов на квадратный дюйм). Хотя их сжимающие нагрузки обычно ниже рекомендуемых уровней, они обычно обеспечивают эффективное уплотнение. Эти прокладки, изготовленные из длинных полос тонкого металла, намотанных и заполненных мягким материалом между обмотками или обертками, бывают двух конфигураций - только обмотки и обмотки с внутренними компрессионными кольцами.

Системы с более низким давлением требуют использования более толстого сорта наполнителя, чтобы сделать прокладку более мягкой, тогда как для сосудов с более высоким давлением требуются прокладки с более тонким слоем наполнителя. Это не только увеличивает количество металлических слоев в прокладке, но также делает ее более плотной и способной выдерживать более высокие сжимающие нагрузки. Системное давление действует на внешний диаметр (OD) прокладки, которая установлена ​​на границе раздела дверцы и емкости. Это делает нарушения герметичности очевидными, если видно, что прокладка выступает в направлении внутреннего диаметра соединения. Там, где наблюдается этот тип отказа и в приложениях с циклическим воздействием высокого давления, для прокладки может быть разработано твердое металлическое внутреннее кольцо.

Первым выбором для люков с внутренним давлением ниже 1000 фунтов на кв. Дюйм изб. Являются гофрированные прокладки с металлическим сердечником с графитовой облицовкой (рис. 3). Эти прокладки состоят из относительно толстого металлического сердечника, гофрированного для образования концентрических или параллельных гребней и облицованного листовым графитовым материалом. Они работают лучше всего, когда ширина фланца прокладки составляет полдюйма или больше. Если ширина фланца составляет менее половины дюйма, следует проконсультироваться с поставщиком прокладки.

Рис. 3. Прокладки с гофрированным металлическим сердечником и графитовой облицовкой рекомендуются для люков с внутренним давлением менее 1000 фунтов на кв. дюйм и шириной фланца полдюйма или больше.

Гибкие графитовые листы могут использоваться для эффективного уплотнения люков и люков котла, если прокладка имеет ширину не менее половины дюйма, а предпочтительно - три четверти дюйма или более. Для соединений, требующих ширины прокладки менее половины дюйма, следует использовать спирально-навитые прокладки, поскольку неравномерная сжимающая нагрузка может отрицательно повлиять на прокладку из графитового листа. Большинство прокладок из графитового листа содержат металлическую вставку, а в некоторых случаях несколько вставок, чтобы облегчить обращение без повреждения прокладки.

Рис. 4. Прокладки Kammprofile герметизируют несовершенные фланцы и выдерживают резкие скачки температуры и давления.

Прокладки Kammprofile (рисунок 4) являются отличной альтернативой для применений, где доступное напряжение посадки слишком низкое для спирально-навитой прокладки, но поперечное сечение прокладки, давление в системе, неровности поверхности и другие условия не способствуют использованию гибкого графита. или неметаллические уплотнительные материалы. Прокладки этого типа состоят из металлического кольца с глубокими канавками и покрыты мягким материалом, таким как расширенный графит, микропористый ПТФЭ или расширенный ПТФЭ.

Прокладки из ПТФЭ с высокой сжимаемостью и низкой ползучестью имеют двухосную ориентацию с микропористой структурой или заполнены микрошариками. Они успешно использовались для герметизации фланцев люков и люков в химических службах, но обычно не рекомендуются для применения в паровых / котельных установках. В приведенной ниже таблице содержится краткий справочник по подбору прокладок к условиям эксплуатации.

Установка

Поскольку прокладки люков и люков устанавливаются внутри резервуара, иногда используются чувствительные к давлению клеи, чтобы прикрепить их к крышкам. Однако эти клеи размягчаются или плавятся при температуре пара и могут разрушиться в химической среде.

Неметаллические прокладки следует устанавливать без клея, но можно использовать несколько небольших пятен аэрозольного клея, чтобы удерживать их на месте. Доступны металлические прокладки с фиксирующими язычками, чтобы удерживать их на месте во время установки.

Герметизация внутренних люков и люков может быть затруднена из-за перепада давления и других условий, которым они подвергаются. Большинство сборок создают низкую сжимающую нагрузку при установке болтов, а некоторые создают высокие сжимающие напряжения при приложении внутреннего давления. Доступны различные типы прокладок для герметизации этих отверстий, но их эффективность будет зависеть от выбора правильного типа прокладки с правильными размерами для конкретного применения.