Katselukerrat: 0 Tekijä: Site Editor Julkaisuaika: 2026-07-31 Alkuperä: Sivusto
Korkeapaineisissa ja korkean lämpötilan putkistojärjestelmissä liitoksen eheys riippuu täysin laippojen ja tiivistyselementtien tarkasta mittojen kohdistamisesta. Väärän kokoisen tai väärin konfiguroidun tiivisteen määrittäminen johtaa katastrofaalisiin räjähdyksiin, hajapäästöihin, laippapintojen vaurioitumiseen ja suunnittelemattomiin laitoksen seisokkeihin. Vanhentuneisiin tai yleistettyihin mitoituskaavioihin luottaminen lisää hankintavirheiden ja kenttävirheiden riskiä.
ASME B16.20 -standardin määräämien tiukkojen mittatoleranssien, materiaalimerkintöjen ja rengaskokoonpanojen navigointi on pakollinen taito insinööreille ja hankintatiimeille. Tämä opas erittelee ASME B16.20 -kierretiivisteen kokotaulukon ja arvioi, kuinka tekniset tiedot sovitetaan ASME B16.5 -laippoihin samalla kun vähennetään yleisiä asennusriskejä. Tutkimme tarkat mittavaatimukset, materiaalirajoitukset ja kenttäasennuskäytännöt, jotka ovat tarpeen vuotamattoman liitoksen varmistamiseksi käytettäessä ASME B16.20 Spiraalihaavatiiviste vaativiin teollisuusympäristöihin.
Tiukka mittojen hallinta: ASME B16.20 määrää tarkat mitat, materiaalit ja toleranssit metallitiivisteille, jotka on nimenomaan suunniteltu ASME B16.5- ja B16.47-laippojen kanssa.
Paksuustoleranssit eivät ole neuvoteltavissa: Keskitysrenkaan vakiopaksuuden on oltava tiukasti välillä 0,117 tuumaa (2,97 mm) ja 0,131 tuumaa (3,33 mm), jotta varmistetaan oikea puristus ilman laipan taipumista.
Sisärengasta koskevat vaatimukset: ASME B16.20 edellyttää sisärenkaita tietyille paineluokille (esim. luokka 900 ja sitä uudemmat), erityisille täytemateriaaleille (kuten PTFE) ja suuremmille putkikokoille, jotta estetään sisäänpäin meneminen prosessivirtaukseen.
Standardoitu nimikkeistö: ASME B16.20 -tiivistetyyppien (Style R, CG ja CGI) välisen eron tunteminen ja standardikokotaulukon muuttujien ($d_1$–$d_4$) ymmärtäminen on välttämätöntä tuotteen hankinnan korjaamiseksi.
Kokonaisvaltainen arviointi: Oikea spesifikaatio edellyttää putken nimellisen koon (NPS) ja paineluokan lisäksi myös laipan pinnan viimeistelyn, täytemateriaalien yhteensopivuuden ja enimmäisrei'itysten arvioimista.
Sisällysluettelo
Insinöörien on määriteltävä selkeästi säädösten rajat putkien komponenttien välillä erittelyvirheiden välttämiseksi. ASME B16.5 ohjaa putkien laippoja ja laippaliittimiä, sanelee pultin ympyrän, laipan paksuuden ja päällysteen mitat. Sitä vastoin ASME B16.20 ohjaa metallisia tiivisteitä, jotka on suunniteltu sopimaan kyseisiin tiettyihin laipan mittoihin. Et voi määrittää tiivistettä viittaamatta suoraan vastinlaippastandardiin, koska molemmat toimivat integroituna tiivistejärjestelmänä.
Standardi luokittelee spiraalilla kierretyt tiivisteet eri tyyleihin niiden rengaskokoonpanon perusteella. Väärän tyylin valinta takaa nivelvaurion.
Tyyli R (vain tiivisteelementti): Valmistajat suunnittelevat tämän paljaan tiivistyselementin pontti-ura-, uros-naaras- tai urasta uraan -liitoskokoonpanoihin. Siitä puuttuu ulkoiset tai sisäiset ohjausrenkaat, jotka luottavat täysin laipan geometriaan keskittämisessä ja puhalluskestävyydessä.
Tyyli CG (vain ulkorengas / keskitysrengas): Tämä tyyli käyttää ulkoista kiinteää metallirengasta tiivisteen sijoittamiseen laipan pintaan. Insinöörit määrittelevät ensisijaisesti Style CG tavallisille korotetuille (RF) laippoille. Ulkorengas toimii myös fyysisenä puristuspysäyttimenä käämityksen murskaantumisen estämiseksi.
Style CGI (Inner & Outer Rings): Tässä kokoonpanossa on sekä ulompi keskitysrengas että sisäinen kiinteä metallirengas. Standardit edellyttävät Style CGI:tä korkeapaine-, lämpökierto- ja vaarallisissa sovelluksissa. Sisärengas estää sisäkäämien vääntymisen sisäänpäin suurten puristuskuormien vaikutuksesta.
Standardi ASME B16.20 Spiraalihaavatiiviste koostuu kolmesta pääkomponentista, joista jokainen palvelee tiettyä mekaanista toimintoa. Ulompi keskitysrengas (tai ohjausrengas) keskittää kokoonpanon pulttiympyrän sisällä. Se toimii myös tiukkana puristusrajoittimena siirtäen ylimääräisen pulttikuorman pois herkästi hauraalta tiiviste-elementiltä. Tiivistyselementti sisältää vuorotellen V-muotoista metallilankaa ja pehmeää täytemateriaalia. Tämä haavaosa luo varsinaisen tiivisteen mukautumalla laipan pinnan mikrovirheisiin. Lopuksi sisärengas antaa säteittäisen tuen tiiviste-elementille. Se estää sisäänpäin lommahtamisen, suojaa käämityksiä suoralta väliaineen altistumiselta ja minimoi prosessivirtauksen turbulenssia täyttämällä laipan reikien välisen raon.
Onnistunut tiivisteiden valinta edellyttää useiden kriittisten kenttäkriteerien täyttämistä. Liitoksen on saavutettava nollavuoto maksimikäyttöpaineilla ja lämpöjaksoilla. Hankintaryhmien on varmistettava varmennettavat materiaalitestiraportit (MTR) kaikille metalliosille metallurgian vahvistamiseksi. Asennuksen tulee noudattaa oikeita puristusrajoja varmistaen, että laippapinnat koskettavat ulompaa rengasta ilman, että pultit menevät periksi. Lopuksi täyte- ja käämimateriaalien on osoitettava täydellinen kemiallinen yhteensopivuus prosessinesteen kanssa koko käyttölämpötila-alueella.
Tarkat mittatiedot takaavat oikean sovituksen eri paineluokissa. Alla olevissa taulukoissa esitetään standardimitat luokkien 150, 300, 600 ja 900 sovelluksille. Kenttähenkilöstön on tarkistettava nämä mitat ennen asennusta.
NPS (tuumaa) |
Paineluokka |
Sisärenkaan ID (d1) mm |
Tiivistyselementin ID (d2) mm |
Tiivisteelementin ulkohalkaisija (d3) mm |
Ulkorengas OD (d4) mm |
|---|---|---|---|---|---|
2 |
150 |
52.3 |
69.9 |
85.9 |
104.6 |
2 |
300 |
52.3 |
69.9 |
85.9 |
111.3 |
2 |
600 |
52.3 |
69.9 |
85.9 |
111.3 |
2 |
900 |
52.3 |
69.9 |
85.9 |
142.7 |
4 |
150 |
102.6 |
120.7 |
149.4 |
174.8 |
4 |
300 |
102.6 |
120.7 |
149.4 |
181.1 |
4 |
600 |
102.6 |
120.7 |
149.4 |
193.5 |
4 |
900 |
102.6 |
120.7 |
149.4 |
206.2 |
8 |
150 |
203.2 |
231.6 |
269.7 |
317.5 |
8 |
300 |
203.2 |
231.6 |
269.7 |
333.2 |
8 |
600 |
203.2 |
231.6 |
269.7 |
358.6 |
8 |
900 |
196.9 |
222.3 |
257.0 |
358.6 |
Insinöörit käyttävät erityisiä muuttujia tiivisteiden mittojen merkitsemiseen teknisissä piirustuksissa ja teknisissä tiedoissa. Muuttuja d1 edustaa sisärenkaan sisähalkaisijaa. Muuttuja d2 ilmaisee tiivistyselementin sisähalkaisijaa (käämien alkua). Muuttuja d3 ilmaisee tiivistyselementin ulkohalkaisijan (käämien pään). Lopuksi d4 edustaa ulomman keskitysrenkaan ulkohalkaisijaa, jonka tulee sopia laippapulttien sisään.
Standardi sanelee kriittiset paksuusrajoitukset ulkorenkaalle. Ulkorenkaan paksuuden on oltava 2,97–3,33 mm (0,117–0,131 tuumaa). Tämä tarkka paksuus estää tiiviste-elementin ylipuristumisen. Itse tiivisteelementin paksuus on tyypillisesti 4,45 mm (0,175 tuumaa) ennen puristamista. Kun teknikot kohdistavat pulttikuormituksen, tiiviste-elementti puristuu kokoon, kunnes laippapinnat koskettavat ulkorengasta. Jos ulkorengas on liian ohut, tiivistyselementti puristuu ja tuhoaa V-muotoisen lankaprofiilin ja aiheuttaa välittömän vuodon.
Haavaosassa on erityiset sisä- ja ulkohalkaisijatoleranssit, jotka perustuvat nimellisputken kokoon (NPS). Nämä mitat muuttuvat paineluokkien kasvaessa, jotta ne sopivat suuremmille pulttikuormituksille ja erilaisille korotetuille pinnoille. Tiivistyselementin tulee pysyä täydellisesti keskellä laippapinnan tiivistysalueen päällä. Kaikki poikkeamat vaarantavat tiivisteen eheyden ja voivat räjähtää paineen alla. Standardi sallii +/- 0,8 mm:n toleranssin tiiviste-elementin sisähalkaisijalle pienemmissä kooissa, mikä varmistaa tiukan sovituksen ilman, että laippareikä menee päällekkäin.
Sisärenkaan sisähalkaisijan (d1) on oltava täydellisesti kohdakkain laipan reiän kanssa. Tämä kohdistus estää virtauksen rajoittumisen ja turbulenssin, jotka voivat aiheuttaa eroosiota ja korroosiota alavirtaan. ASME B16.20 tarjoaa suurimmat laipparei'ityssuositukset putkiaikataulujen perusteella. Insinöörien on tarkistettava putkien aikataulut (esim. aikataulu 40, 80, 160), jotta estetään tiiviste roikkumasta nestevirtaan. Jos tavallinen sisärengas työntyy raskaan seinämän putken poraukseen, nesteen nopeus repii lopulta sisärenkaan pois käämeistä.
Standardi käyttää kahden yksikön lähestymistapaa. Insinöörit työskentelevät usein sekä millimetreissä että tuumissa riippuen alueesta ja projektin eritelmistä. Hankintaryhmät kohtaavat pyöristysvirheiden riskin, kun ne muuntavat näiden yksiköiden välillä manuaalisesti. Käytä aina tarkkoja vakiotaulukoita sen sijaan, että luottaisit laskettuihin muunnoksiin mittatarkkuuden varmistamiseksi. Vain 1 mm:n pyöristysvirhe ulkorenkaan halkaisijassa (d4) voi estää tiivisteen asettumisen pulttiympyrän sisään.
Oikean kokoonpanon valitseminen edellyttää toimintaparametrien, materiaalirajojen ja erityisten standardivaltuuksien arvioimista. Kenttäinsinöörit eivät voi luottaa arvauksiin määrittäessään näitä komponentteja.
ASME B16.20 määrää sisärenkaat tietyille skenaarioille katastrofaalisten vikojen estämiseksi. Sinun on käytettävä sisärenkaita kaikissa PTFE-täytteisissä kierretiivisteissä koosta tai luokasta riippumatta, koska PTFE:ltä puuttuu grafiitin säteittäinen jäykkyys. Ne ovat pakollisia kaikille luokkien 900, 1500 ja 2500 laipoille äärimmäisten puristuskuormien vuoksi. Standardi edellyttää niitä myös luokan 600 laippoihin NPS 3 ja sitä suurempiin. Näiden tiukkojen toimeksiantojen lisäksi sisärenkaat tarjoavat valtavan toiminnallisen arvon. Kenttäasiantuntijat suosittelevat niitä tyhjiöhuoltoon, nopeaan virtaukseen, lämpökiertoon ja kaikkiin sovelluksiin, joissa täyteaineen ekstruusio voi saastuttaa prosessiväliaineen.
Käämimetallurgia sanelee liitoksen lämpötila- ja korroosiokynnykset. Yleisiä materiaaleja ovat 304SS, 316L, Inconel ja Monel. 316L ruostumaton teräs toimii alan standardina useimmissa hiilivety- ja höyrysovelluksissa 815 °C:seen asti. Inconel 600 tai 625 tarvitaan äärimmäisissä lämpötiloissa tai erittäin syövyttävissä ympäristöissä. Täytemateriaalit määräävät todellisen tiivistyskyvyn. Joustava grafiitti palvelee korkeita lämpötiloja yleiskäyttösovelluksissa säilyttäen eheyden jopa 850 °F (454 °C) hapettavissa ympäristöissä ja paljon korkeampi hapettamattomissa ympäristöissä. PTFE tarjoaa äärimmäisen kemiallisen kestävyyden, mutta sillä on tiukka alempi lämpötilaraja 500 °F (260 °C). Kiille kestää äärimmäistä lämpöä, jossa grafiitti saattaa hapettua, ja sitä käytetään usein korkean lämpötilan pakojärjestelmissä.
Standardi edellyttää fyysistä leimaamista ulkorenkaaseen jäljitettävyyden varmistamiseksi paikan päällä ja asennusvirheiden estämiseksi. Näiden merkintöjen on pysyttävä luettavissa asennuksen jälkeen. Niissä on oltava valmistajan nimi tai tavaramerkki. Niissä on mainittava laipan koko (NPS) ja paineluokka (esim. 4' luokka 600). Renkaassa on oltava suunnittelustandardimerkintä ('ASME B16.20'). Lopuksi materiaalilyhenteiden on ilmoitettava käämitysmetalli, täyteaine, ulkorengas ja sisärenkaan koostumus. Esimerkiksi '316L/3/F6 L, 1/6 grafiittitäyteaine, hiiliteräksinen ulkorengas ja 316L sisärengas.
Keskitysrenkaan ulkoreunassa on tiukka värikoodausjärjestelmä, jonka avulla putkenasentajat voivat tunnistaa tiivistemateriaalit visuaalisesti sen ollessa laippatelineessä. Kiinteä vanteen väri ilmaisee käämittävää metallia. Esimerkiksi vihreä tarkoittaa 316SS:ää, keltainen 304SS:ää ja oranssi Monelia. Raidan väri, joka on levitetty neljään yhtä kaukana olevaan kohtaan vanteen ympärillä, osoittaa täytemateriaalin. Harmaa raita tarkoittaa grafiittia, valkoinen raita PTFE:tä ja vaaleanpunainen raita kiilleä. Tämä visuaalinen järjestelmä estää matalan lämpötilan PTFE-tiivisteen päätymisen vahingossa korkeapaineiseen höyrylinjaan.
Tiivisteen valinnan tulee olla täydellisesti kohdakkain laipan pinnan geometrian ja viimeistelyn kanssa. Näiden komponenttien yhteensopimattomuus johtaa välittömään vuotoon hydrotestauksen aikana.
Valmistajat suunnittelevat Style CG- ja CGI-tiivisteet erityisesti Raised Face (RF) -laippoihin. Ulompi rengas on kohopinnan ulkopuolella, mikä mahdollistaa tiivistyselementin oikean puristumisen kohotettujen pintojen väliin. Näiden metallisten tiivisteiden käyttäminen Flat Face (FF) valurautalaipoissa aiheuttaa vakavia mekaanisia riskejä. Metallisten V-muotoisten käämien puristamiseen vaadittava suuri pulttikuorma saa usein hauraat valurautalaipat halkeilemaan tai taipumaan ennen kuin tiiviste tiivistyy. Litteille ei-metallisille laippoille insinöörien on määriteltävä koko pinnan kattavat elastomeeriset tai puristetut levytiivisteet, ei kierrehaavoja.
Laipan pinnan karheus vaikuttaa suoraan tiivisteen suorituskykyyn. Spiraalikierrettyjen tiivisteiden vaadittava pintakäsittely on tyypillisesti 125 - 250 mikrotuumaa Ra (3,2 - 6,3 mikrometriä). Tämä erityinen fonografinen sahalaitainen karheus sallii pehmeän täytemateriaalin virrata laipan pinnan mikrovirheisiin pulttikuormituksen alaisena. Liian sileä pinta (alle 125 Ra) estää oikean istuvuuden ja mahdollistaa tiivisteen liukumisen säteittäisesti paineen alaisena. Liian karkea pinta (yli 250 Ra) luo syviä vuotoreittejä, joita täyteaine ei pysty tukkimaan kokonaan.
Keskitysrenkaan ulkohalkaisija muuttuu rajusti paineluokkien välillä mukautuakseen eri pulttiympyrän halkaisijoihin B16.5-laippoissa. Luokan 150 tiiviste ei fyysisesti sovi luokan 300 laipan pulttiympyrän sisään. Sitä vastoin luokan 300 tiiviste, joka on asetettu luokan 150 laippaan, häiritsee pultteja. Tarkista aina tiivisteen paineluokka ennen asennusta. Älä koskaan yritä muokata tai hioa ulkorengasta, jotta se sopii yhteensopimattomaan laippaan.
Kenttäasennuksiin liittyy useita yleisiä mekaanisia riskejä. Asianmukainen lieventäminen varmistaa pitkän aikavälin liitoksen eheyden ja ehkäisee suunnittelemattomia katkoksia.
Liiallinen pultin kiristysmomentti tai väärä tiivisteen paksuus aiheuttaa ylipuristumista. Tämä murskaa tiivistyselementin, tuhoaa metallikäämien jousimaisen palautumisen ja voi vääntää keskitysrenkaan. Lieventäminen edellyttää ASME PCC-1 -pulttiohjeiden tiukkaa noudattamista kalibroitujen momenttiavainten tai kiristimien avulla. Teknikkojen tulee tarkistaa ulkorenkaan paksuus 2,97–3,33 mm ennen asennusta. Jos rengas on liian ohut, laippapinnat murskaavat käämit ennen kuin koskettavat puristusrajoitinta.
Nurjahdusta tapahtuu, kun tiivisteet ilman sisärenkaita kohtaavat suuria puristuskuormia, tyhjiöolosuhteita tai voimakasta lämpökiertoa. Sisäkäämit menettävät säteittäisen vakauden ja painuvat putken reikään luoden lintujen pesimävaikutelman. Tämä rajoittaa virtausta ja johtaa lopulta puhallukseen. Lieventämiseen kuuluu oletusarvoisesti CGI (sisä- ja ulkorengas) -konfiguraatiot kaikissa kriittisissä sovelluksissa. Määritä sisärenkaat, vaikka paineluokka ei sitä tiukasti vaadi, erityisesti syklisessä höyrypalvelussa.
Jos määrität tiivisteen, jonka sisärenkaan ID (d1) häiritsee paksuseinäistä putken porausta, aiheuttaa virtausrajoituksia. Näin käy usein Schedule 160- tai XXS-putkistoissa, joissa putken seinämä on poikkeuksellisen paksu. Lieventäminen edellyttää ASME B16.20:n maksimireiän taulukon ristiviittausta todelliseen putkistojärjestelmän aikatauluun ennen ostamista. Jos vakiosisärengas on liian pieni, sinun on tilattava räätälöity sisärengas, joka on mitoitettu erityisesti tälle paksuseinäiselle putkelle.
Vahvistamattomat toimittajat tarjoavat usein tiivisteitä, jotka eivät täytä mitta- tai materiaalistandardeja. Nämä komponentit käyttävät huonompaa metallurgiaa, vääriä täyteainesuhteita tai alimitoitettuja ulkorenkaita, jotka epäonnistuvat ennenaikaisesti. Lieventäminen edellyttää hankintaa yksinomaan tunnetuilta valmistajilta. Vaadi ja tarkista aina materiaalitestiraportit (MTR) jokaisesta erästä. Tarkista fyysiset leimat ja värikoodit vastaanottaessasi varmistaaksesi, että ne vastaavat ostotilauksen vaatimuksia.
Varmista, että laipan pintakäsittely täyttää 125–250 mikrotuuman Ra vaatimuksen.
Varmista, että tiivisteen mitat, paineluokka ja materiaalit vastaavat putkistoja.
Tarkista ennen asennusta, ettei tiivisteessä ole avautumista, löysää täyteainetta tai taipuneita renkaita.
Kohdista laipat täydellisesti; älä käytä pultteja vedäksesi väärin kohdistettuja putkia yhteen.
Käytä pultin kiristysmomenttia vähintään neljässä eri kierrossa käyttämällä ASME PCC-1:n mukaista tähtikuviota.
Varmista, että hankintatiimisi viittaa tiukasti uusimpiin ASME B16.20 -mittataulukoihin ennen ostotilausten antamista. Tarkista laipan pintakäsittelyt ja putkien aikataulut varmistaaksesi yhteensopivuuden valitsemasi tiivistekokoonpanon kanssa. Käytä ASME PCC-1:n mukaisia standardoituja pulttimenettelyjä ylipuristumisen estämiseksi ja liitoksen pitkäaikaisen eheyden varmistamiseksi. Tilaa aina materiaalitestausraportit, jotta vältetään riski, että laitokseen ei pääse alilaatuisia komponentteja.
Perustettiin vuonna 2004 nimellä Cixi Xinsheng Sealing Factory ja kehittyi Ningbo Dongheng -tiivistys vuonna 2020, yhtiö tuo yli 20 vuoden kokemuksen teollisista tiivistetuotteista. Sen ominaisuudet kattavat spiraalihaavojen, Kammprofile-, rengasliitos-, PTFE-, grafiitti- ja pakkausratkaisut, joita tukevat OEM/ODM-palvelu, tekninen konsultointi ja ulkomaiset toimitukset.
V: Standardin mukaan ulomman keskitysrenkaan on oltava paksuudeltaan 2,97–3,33 mm (0,117–0,131 tuumaa), jotta se toimii asianmukaisena puristusrajoittimena.
V: Sisärenkaat ovat pakollisia kaikille PTFE-täytteisille tiivisteille, kaikille luokkien 900, 1500 ja 2500 laipoille ja luokan 600 laippoille, jotka ovat NPS 3:a tai suurempia.
V: Vältä tavallisten kierretiivisteiden käyttöä tasapintaisissa valurautaisissa laippoissa. Puristukseen vaadittavat suuret pulttikuormat voivat helposti murtaa hauraan valuraudan.
V: ASME B16.20 -värikoodin mukaan kiinteä vihreä reuna tarkoittaa 316SS-käämimetallia. Harmaa raita ilmaisee joustavaa grafiittitäytemateriaalia.
V: Pintakäsittely 125 - 250 mikrotuumaa Ra mahdollistaa pehmeän täyteaineen virtaamisen laipan uriin, mikä luo tiiviin ja luotettavan tiivisteen paineen alaisena.
V: Sisäkäämin nurjahdus johtuu tyypillisesti liiallisista puristuskuormista, lämpösyklistä tai tyhjiöolosuhteista, kun tiivisteestä puuttuu tukeva sisärengas.
