A gama de temperatura é geralmente de - 200 ° C a 800 ° C, a gama de pressão é de 2,0 MPa a 42 MPa, adequada para vedação de flange de tubo de alta temperatura e alta pressão, como flange de tubo de alta temperatura e alta pressão de vapor, gás, solvente, torre, recipiente de pressão, superfície de junção de alta velocidade, válvula de alta temperatura e alta pressão, tampa, etc., também tem ampla aplicação na indústria de petróleo e gás na abertura do poço e na árvore de extração de petróleo.
Alta temperatura e alta pressão 304 válvula de tubo de almofada de anel metálico elíptico
A instalação correta das juntas octangulares é fundamental para garantir uma vedação confiável em condições de alta temperatura e alta pressão, e exige que as especificações operacionais sejam rigorosamente seguidas, desde a preparação pré-instalação até o controle final de fixação. Aqui estão os passos de instalação detalhados e os pontos importantes:
Preparação antes da instalação
Verificação de concordância de juntas e flanges
Verifique que o material, as especificações (comprimento de borda, espessura, forma de seção) da junta octangular coincidem com a ranura flange. Por exemplo, o diâmetro nominal da junta deve ser consistente com a flange e o tamanho da seção deve atender aos requisitos de projeto de profundidade e largura da ranura (geralmente de acordo com padrões como ASME B16.20).
Verifique o ângulo da ranura flange (comum 23 ° ou 30 °), a rugosidade da superfície (geralmente requer Ra3,2 ~ 6,3 μm), certifique-se de que não há recessões, protuberâncias, rachaduras e outros defeitos, e a ranura não deve ter arranhões permeáveis (caso contrário, pode se tornar um canal de vazamento).
Limpeza e inspeção da vedação
Limpe as impurezas da superfície da flanja e da junta, incluindo óleo, ferrugem, resíduos de solda, poeira, etc. (pode ser limpado com álcool ou detergente especial). A presença de partículas rígidas pode causar uma força local desigual ou até mesmo esmagar a junta.
Verifique a qualidade da superfície da junta: certifique-se de que não haja deformações, arranhões, rachaduras, corrosão ou rachaduras e que as bordas não estejam enroladas, caso contrário, uma nova junta deve ser substituída (a junta reutilizada deve confirmar que a planicidade da superfície não foi danificada).
Preparação de ferramentas e materiais auxiliares
Prepare chaves de torque (selecione o intervalo de acordo com as especificações do parafuso para garantir a precisão), lubrificantes para parafusos (por exemplo, anti-mordidas a altas temperaturas para evitar que o parafuso fique preso ou mordido), canetas de marcação (marcar a ordem em que o parafuso é apertado) e muito mais.
II. Posicionamento e posicionamento da guarnição
Coloque corretamente a junta
Coloque a junta octangular suavemente dentro da ranura flange para garantir que a junta se encaixe totalmente no fundo da ranura e no lado da ranura, sem distorção ou deslocamento. Se a junta estiver colocada incorretamente, a área de contato local será reduzida e a compressão excessiva de um lado e a pressão de vedação do outro lado serão insuficientes.
Para flanges horizontais, a junta pode ser ligeiramente girada para confirmar que ela pode deslizar livremente dentro da ranura (sem bloqueio), indicando a colocação no lugar; Para flanges verticais, é necessária uma guarnição temporária (por exemplo, com ferramentas específicas) para evitar o deslizamento durante a instalação.
Evitar danos humanos
É proibido mover ou bater na junta com objetos rígidos durante a instalação, para evitar deformações da junta ou arranhões na superfície; É proibido tocar diretamente a superfície da vedação com as mãos (gordura na mão, suor podem contaminar a superfície, afetar a vedação), é recomendado usar luvas limpas para operar.
3. Preaperto e fixação do parafuso
Preaperto inicial do parafuso
Ao instalar o parafuso de conexão da flange, aplique primeiro o lubrificante na rosca do parafuso e na superfície de contato da porca (para evitar mordidas a altas temperaturas) e, em seguida, aparafaste todos os parafusos no orifício do parafuso com a mão para garantir que a porca se encaixe na flange e que o parafuso mostre o comprimento da porca de forma consistente (geralmente 2 a 3 dentes roscados).
Objetivo de pré-aperto inicial: fazer o contacto inicial da junta com a ranura da flanja para eliminar o espaço, neste momento, a força de pré-aperto de cada parafuso deve ser uniforme (pode ser parafusada à mão até que não possa ser girada).
Parafusos de fixação simétricos e passo a passo
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Sequência de aperto: o princípio de "cruzamento simétrico" deve ser adotado, isto é, o aperto simétrico do centro da flanja para ambos os lados para evitar que a força unilateral cause deformação da flanja. Por exemplo, para flanges de 4 parafusos, na ordem “1→3→2→4”; Para flanges de parafusos múltiplos, salte 1 a 2 parafusos passo a passo na direção das agulhas do relógio ou contra as agulhas do relógio (veja o gráfico abaixo: numerar o parafuso como 1, 2, 3...n, na ordem de 1→n/2+1→2→n/2+2...
Carga passo a passo: aumentar gradualmente o torque para o valor projetado 3 a 4 vezes por minuto, em vez de apertar de uma só vez. Por exemplo, aplique 50% do torque projetado pela primeira vez, 80% pela segunda vez e 100% pela terceira vez e verifique se a junta permanece no meio após cada fixação.
Controle do valor do torque: Fixação estritamente de acordo com o valor do torque exigido pelo projeto da flange (referência ao material do parafuso, a tabela de torque correspondente às especificações) para evitar excesso de aperto (causando deformação plástica excessiva da junta, flange ou parafuso) ou excesso de soltura (a junta não é comprimida o suficiente para formar uma fita de vedação eficaz).
Confirmação do estado de ajuste após a fixação
Inspeção e precauções após a instalação
Verificação inicial do selo
Antes do aumento da pressão do sistema, pode ser realizado um teste de hermeticidade ao ar (por exemplo, a entrada em gás inerte, a detecção de espuma na interface da flange com água de sabão) para confirmar que não há vazamento.
Se o sistema o permitir, pode ser feito primeiro a fixação em estado frio (a temperatura normal novamente em ordem de aperto do parafuso), para evitar que o enflamento térmico do parafuso em condições de alta temperatura conduza à queda da tensão pré.
Monitoramento em operação
Após a inicialização do sistema, observe de perto as mudanças de temperatura e pressão e, se houver flutuações, verifique novamente a força pré-tensão do parafuso após a estabilização (especialmente em condições de alta temperatura, o parafuso pode causar perda de torque devido à deslização).
É proibido desmontar ou reforçar os parafusos sob pressão do sistema para evitar que a junta falhe devido a choques de pressão.
Precauções para reutilização
Para reutilizar a guarnição, é necessário limpar e verificar a planeira da superfície para confirmar que não há deformação plástica (a superfície pode ser ajustada com uma barra reta, com fendas que não excedam 0,1 mm); Verifique também se a ranura da flanja está desgastada devido à instalação anterior e conserte a flanja, se necessário.
Resumo dos princípios-chave
"Limpo, meio e uniforme": a superfície de vedação deve ser limpa, a junta deve ser posicionada com precisão e a força de fixação do parafuso deve ser distribuída uniformemente para evitar sobrepressão ou baixa pressão local.
Prioridade de coincidência: o tamanho, o material e a adaptabilidade das juntas e flanges devem ser estritamente combinados, e não devem ser misturadas com juntas de especificações ou materiais diferentes.
As etapas acima minimizam o risco de vazamento devido a uma instalação inadequada e garantem a confiabilidade de vedação a longo prazo das juntas octangulares em ambientes de alta temperatura e alta pressão.
A incompatibilidade entre o material da junta e o material da flange é uma causa importante de falhas no sistema de vedação, que pode levar a uma redução do desempenho da vedação, danos nos componentes e até mesmo a um acidente de segurança, com as seguintes consequências específicas:
1. selo falha, vazamento
Estresse de exposição insuficiente ou distribuição desigual
A dureza e o módulo elástico de diferentes materiais diferem muito. Por exemplo:
Se o material da junta é demasiado macio (como cobre puro) e o material da flange é demasiado duro (como aço inoxidável), a junta será comprimida demais durante a fixação e incorporará um pequeno buraco na superfície da flange, o que resultará em uma área de contato de vedação eficaz reduzida, e a pressão aumenta facilmente a partir do vazamento;
Se o material da junta é muito duro (como a liga dura) e o material da flange é mais macio (como o aço ao carbono), a junta não pode se encaixar adequadamente na flange, a tensão de contato se concentra no ponto alto local, formando "ponto de contato" em vez de "vedação superficial", o risco de vazamento aumenta drasticamente.
Incompatibilidade do coeficiente de expansão térmica resulta em lacunas
Em condições de alta temperatura, se o coeficiente de expansão térmica da junta e da flange for muito diferente (por exemplo, junta metálica e flange não metálica, combinação de diferentes materiais metálicos), a mudança de temperatura não sincronizará a tensão dos dois, destruirá a pressão de contato de vedação original e formará um novo canal de vazamento. Por exemplo, quando a expansão da junta é maior do que a flange, ela pode ser deformada devido à "extrusão excessiva"; Quando o volume de expansão é menor do que o flange, há um espaço devido ao "relaxamento".
Reações químicas entre materiais, destruindo a superfície de vedação
Corrosão Electroquímica (Galvanic Corrosion)
Quando dois tipos diferentes de eletrodos de potencial em contato com o metal (como a junta de cobre e a flange de aço carbono), em um ambiente de eletrólito úmido e médio (como solução ácida e alcalina), a reação da bateria original será formada: o metal com menor potencial de eletrodo (como aço carbono) é corroído como ánodo, gerando manchas de ferrugem, buracos corrosivos, causando danos à superfície de vedação da flange; Ao mesmo tempo, os produtos corrosivos, como a ferrugem de ferro, podem estar ligados à superfície da junta, danificando sua uniformidade e agravando ainda mais o vazamento.
Problemas de compatibilidade química
Se os materiais da junta e da flange reagirem com o meio, ou se houver uma reação química entre os dois, a peça de vedação será danificada diretamente. Por exemplo:
Quando a junta de alumínio entra em contato com a flange de latão, pode ocorrer uma reação de compostos intermetais, gerando substâncias frágeis que levam à descolagem da superfície da junta ou da flange;
Em meios que contêm enxofre, a flanja de aço inoxidável entra em contato com a junta de aço carbono, o que pode causar uma rachadura na superfície de ambos devido à reação de "enxofre".
Danos mecânicos, redução da vida útil dos componentes
Deformações plásticas de juntas ou flanges
Quando a dureza do material não coincide, o fenômeno de "perda suave" pode ocorrer durante o processo de fixação:
A junta rígida (como a liga de alto cromo) pode arranhar a superfície de vedação da flange macia (como a liga de alumínio), formando um canal de vazamento de arranhões;
As juntas macias (como o chumbo) podem ser "esmagadas" por deformações plásticas excessivas sob a pressão de flanges rígidas, perdendo sua capacidade de rebote e não compensando as mudanças na superfície de vedação causadas pela pressão do sistema ou flutuações de temperatura.
Fadiga falha
Em condições de pressão ou temperatura alternadas, a resistência do material e a desigualdade da elasticidade podem levar à fadiga das juntas ou flanges devido a forças repetidas. Por exemplo, uma flange rígida (como o ferro fundido) combinada com uma junta de baixa elasticidade (como a borracha de amianto) não pode absorver pequenas deformações da flange e pode ocorrer rachadura ou ruptura sob tensão alternada a longo prazo.
Riscos de segurança e perdas econômicas
Acidente causado por vazamento de mídia: se o transporte for de mídia inflamável, explosiva e tóxica (por exemplo, gás natural, produtos químicos), o vazamento pode causar incêndio, explosão ou envenenamento humano;
Aumento dos custos de parada e manutenção do equipamento: a necessidade de reparação de parada de emergência após vazamentos, substituição de juntas danificadas, flanges e até mesmo afetar o funcionamento de todo o sistema, causando interrupções na produção e perdas econômicas;
Perigo acumulado de corrosão a longo prazo: a corrosão eletroquímica ou química aumenta gradualmente os danos na superfície de vedação, o que pode levar a uma redução da força da flange ou do corpo do tubo, desencadeando acidentes de ruptura mais graves.
Resumo
O núcleo da combinação entre o material da junta e a flange é a adaptação à dureza, a compatibilidade eletroquímica, a coordenação da expansão térmica e a estabilidade química. Na aplicação prática, é necessário escolher a combinação de materiais correspondentes de acordo com as propriedades do meio (temperatura, pressão, corrosividade), condições de trabalho e referência aos padrões relevantes (como ASME, GB) (por exemplo, flanjas de aço inoxidável geralmente combinadas com juntas revestidas de metal, juntas de liga à base de níquel, etc.) para evitar as consequências acima mencionadas.
