Megtekintések: 0 Szerző: Site Editor Közzététel ideje: 2026-07-31 Eredet: Telek
A nagynyomású és magas hőmérsékletű csőrendszerekben a csatlakozások integritása teljes mértékben a karimák és a tömítőelemek pontos méretbeállításán múlik. A nem megfelelő méretű vagy nem megfelelően konfigurált tömítés megadása katasztrofális kifújáshoz, diffúz kibocsátáshoz, a karima felületének sérüléséhez és a létesítmény nem tervezett leállásához vezethet. Az elavult vagy általánosított méretezési diagramokra való támaszkodás növeli a beszerzési hibák és a helyszíni hibák kockázatát.
Az ASME B16.20 szabvány által diktált szigorú mérettűrések, anyagjelölések és gyűrűkonfigurációk közötti navigáció kötelező készség a mérnökök és a beszerzési csapatok számára. Ez az útmutató lebontja az ASME B16.20 spiráltekercses tömítés mérettáblázatát, értékelve, hogyan lehet a specifikációkat az ASME B16.5 karimákhoz igazítani, miközben csökkenti a gyakori telepítési kockázatokat. Megvizsgáljuk a pontos méretkövetelményeket, az anyagkorlátokat és a helyszíni telepítési gyakorlatokat, amelyek szükségesek a szivárgásmentes csatlakozás biztosításához ASME B16.20 Spirális tekercstömítés igényes ipari környezetben.
Szigorú méretszabályozás: Az ASME B16.20 pontos méreteket, anyagokat és tűréseket ír elő a fém tömítésekhez, amelyeket kifejezetten az ASME B16.5 és B16.47 karimákkal való illeszkedésre terveztek.
A vastagsági tűréshatárok nem vitathatók: A szabványos központosító gyűrű vastagságának szigorúan 0,117 hüvelyk (2,97 mm) és 0,131 hüvelyk (3,33 mm) között kell lennie, hogy biztosítsa a megfelelő összenyomást a karima meghajlása nélkül.
A belső gyűrűvel szemben támasztott követelmények: Az ASME B16.20 belső gyűrűket ír elő meghatározott nyomásosztályokhoz (pl. 900-as és magasabb osztály), speciális töltőanyagokhoz (például PTFE) és nagyobb csőméretekhez, hogy megakadályozzák a folyamat áramlásába való behajlást.
Szabványosított nómenklatúra: Az ASME B16.20 tömítéstípusok (Style R, CG és CGI) közötti különbség ismerete és a szabványos mérettáblázat változóinak megértése ($d_1$ – $d_4$) elengedhetetlen a helyes termékbeszerzéshez.
Holisztikus értékelés: A megfelelő specifikáció nemcsak a névleges csőméretet (NPS) és a nyomásosztályt, hanem a karima felületi minőségét, a töltőanyag-kompatibilitást és a maximális furatkorlátozást is megköveteli.
Tartalomjegyzék
A specifikációs hibák elkerülése érdekében a mérnököknek egyértelműen meg kell határozniuk a szabályozási határvonalat a csővezeték-alkatrészek között. Az ASME B16.5 szabályozza a csőkarimákat és a karimás szerelvényeket, meghatározva a csavar körét, a karima vastagságát és a burkolat méreteit. Ezzel szemben az ASME B16.20 szabályozza a fém tömítéseket, amelyeket úgy terveztek, hogy illeszkedjenek az adott karimaméretekhez. Nem határozhat meg tömítést anélkül, hogy közvetlenül hivatkozna a csatlakozó karima szabványára, mivel a kettő integrált tömítőrendszerként működik.
A szabvány a spirálisan tekercselt tömítéseket különböző stílusokba sorolja a gyűrű konfigurációjuk alapján. A rossz stílus kiválasztása garantálja az ízület meghibásodását.
R-stílus (csak tömítőelem): A gyártók ezt a csupasz tömítőelemet horony-horony, dugós-hüvely vagy horony-horony csatlakozási konfigurációkhoz tervezik. Hiányoznak belőle a külső vagy belső vezetőgyűrűk, teljes egészében a karima geometriájára támaszkodik a központosítás és a kifújási ellenállás tekintetében.
CG stílus (csak külső gyűrű / központosító gyűrű): Ez a stílus külső tömör fémgyűrűt használ a tömítés elhelyezéséhez a karima felületén. A mérnökök elsősorban meghatározzák Style CG szabványos emelt felületű (RF) karimákhoz. A külső gyűrű fizikai kompressziós ütközőként is működik, hogy megakadályozza a tekercs összenyomódását.
Style CGI (belső és külső gyűrűk): Ez a konfiguráció egy külső központosító gyűrűt és egy belső tömör fémgyűrűt is tartalmaz. A szabványok Style CGI-t írnak elő nagynyomású, hőciklusos és veszélyes alkalmazásokhoz. A belső gyűrű megakadályozza, hogy a belső tekercsek befelé görbüljenek nagy nyomó terhelés esetén.
Egy szabvány Az ASME B16.20 spirális sebtömítés három elsődleges komponensből áll, amelyek mindegyike meghatározott mechanikai funkciót lát el. A külső központosító gyűrű (vagy vezetőgyűrű) a szerelvényt a csavarkörön belül központosítja. Szigorú kompressziós ütközőként is működik, elvezetve a felesleges csavarterhelést a törékeny tömítőelemtől. A tömítőelem V-alakú fémhuzal és puha töltőanyag váltakozó rétegeit tartalmazza. Ez a tekercsszakasz hozza létre a tényleges tömítést azáltal, hogy alkalmazkodik a karima felületének mikrohibáihoz. Végül a belső gyűrű radiális támasztást nyújt a tömítőelemnek. Megakadályozza a befelé irányuló kihajlást, védi a tekercseket a közeggel való közvetlen kitettségtől, és minimálisra csökkenti a folyamat áramlásának turbulenciáját azáltal, hogy kitölti a karima furatai közötti rést.
A sikeres tömítés kiválasztásához számos kritikus helyszíni kritérium teljesítése szükséges. A csatlakozásnak nulla szivárgást kell elérnie maximális üzemi nyomás és hőciklus mellett. A beszerzési csapatoknak ellenőrizhető anyagvizsgálati jelentéseket (MTR-eket) kell biztosítaniuk minden fémalkatrészről a kohászat megerősítésére. A telepítés során be kell tartani a megfelelő összenyomási határokat, biztosítva, hogy a karima felületei érintkezzenek a külső gyűrűvel anélkül, hogy a csavarokat elengednék. Végül a töltő- és tekercsanyagoknak teljes kémiai kompatibilitást kell mutatniuk a technológiai közeggel a teljes üzemi hőmérséklet-tartományban.
A pontos méretadatok biztosítják a megfelelő illeszkedést a különböző nyomásosztályokhoz. Az alábbi táblázatok a 150-es, 300-as, 600-as és 900-as osztályú alkalmazások szabványos méreteit vázolják. A helyszíni személyzetnek a telepítés előtt ellenőriznie kell ezeket a méreteket.
NPS (hüvelyk) |
Nyomásosztály |
Belső gyűrű átmérője (d1) mm |
Tömítőelem azonosító (d2) mm |
Tömítőelem OD (d3) mm |
Külső gyűrű 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 |
A mérnökök meghatározott változókat használnak a tömítések méreteinek jelölésére a műszaki rajzokon és a specifikációs lapokon. A d1 változó a belső gyűrű belső átmérőjét jelenti. A d2 változó a tömítőelem belső átmérőjét (a tekercsek kezdetét) jelöli. A d3 változó a tömítőelem külső átmérőjét (a tekercsek végét) jelzi. Végül a d4 a külső központosító gyűrű külső átmérőjét jelenti, amelynek illeszkednie kell a karimacsavarok belsejébe.
A szabvány kritikus vastagsági korlátozásokat ír elő a külső gyűrű számára. A külső gyűrű vastagságának 2,97 mm és 3,33 mm (0,117 és 0,131 hüvelyk) között kell lennie. Ez a pontos vastagság megakadályozza a tömítőelem túlnyomását. Maga a tömítőelem általában 4,45 mm (0,175 hüvelyk) vastagságú összenyomás előtt. Amikor a szakemberek csavarterhelést alkalmaznak, a tömítőelem összenyomódik, amíg a karima érintkezik a külső gyűrűvel. Ha a külső gyűrű túl vékony, a tömítőelem összetörik, tönkretéve a V alakú huzalprofilt és azonnali szivárgást okoz.
A tekercsszakasz a névleges csőméret (NPS) alapján meghatározott belső és külső átmérőtűréssel rendelkezik. Ezek a méretek eltolódnak, ahogy a nyomásosztályok növekednek, hogy megfeleljenek a nagyobb csavarterhelésnek és a különböző megemelt felületi átmérőknek. A tömítőelemnek tökéletesen középen kell maradnia a karima felületének tömítési területén. Bármilyen eltérés veszélyezteti a tömítés sértetlenségét, és a nyomás alatti kifújás kockázatát jelenti. A szabvány kisebb méreteknél +/- 0,8 mm-es tűrést tesz lehetővé a tömítőelem belső átmérőjénél, biztosítva a szoros illeszkedést a karima furatának átfedése nélkül.
A belső gyűrű belső átmérőjének (d1) tökéletesen illeszkednie kell a karima furatához. Ez a beállítás megakadályozza az áramlás korlátozását és a turbulenciát, ami eróziót-korróziót okozhat az áramlás irányában. Az ASME B16.20 maximális karimás furat-ajánlatokat ad a csőütemezések alapján. A mérnököknek ellenőrizniük kell a csövek ütemezését (pl. 40., 80., 160. táblázat), hogy megakadályozzák a tömítés túlnyúlását a folyadékáramba. Ha egy szabványos belső gyűrű benyúlik egy nehéz falú csőfuratba, a folyadék sebessége végül elszakítja a belső gyűrűt a tekercsektől.
A szabvány kétegységes megközelítést alkalmaz. A mérnökök gyakran milliméterben és hüvelykben is dolgoznak a régiótól és a projekt specifikációitól függően. A beszerzési csoportok a kerekítési hibák kockázatával szembesülnek az egységek közötti kézi átváltáskor. Mindig a pontos szabványos táblázatokra hivatkozzon, ahelyett, hogy számított konverziókra hagyatkozna a méretpontosság biztosítása érdekében. Mindössze 1 mm-es kerekítési hiba a külső gyűrű átmérőjén (d4) megakadályozhatja, hogy a tömítés beilleszkedjen a csavarkör belsejébe.
A megfelelő konfiguráció kiválasztásához ki kell értékelni a működési paramétereket, az anyagkorlátokat és a speciális szabványos megbízásokat. A terepmérnökök nem hagyatkozhatnak találgatásokra ezen összetevők meghatározásakor.
Az ASME B16.20 belső gyűrűket ír elő meghatározott forgatókönyvekhez a katasztrofális meghibásodások megelőzése érdekében. Mérettől és osztálytól függetlenül minden PTFE-vel töltött spirális tömítéshez belső gyűrűt kell használnia, mert a PTFE-ből hiányzik a grafithoz hasonló sugárirányú merevség. Kötelezőek minden 900-as, 1500-as és 2500-as osztályú karimánál az extrém nyomó terhelések miatt. A szabvány előírja ezeket a Class 600 NPS 3 és nagyobb karimákhoz is. A szigorú megbízásokon túl a belső gyűrűk óriási működési értéket kínálnak. A helyszíni szakértők vákuumszolgáltatáshoz, nagy sebességű áramláshoz, termikus ciklusokhoz és minden olyan alkalmazáshoz ajánlják, ahol a töltőanyag extrudálása szennyezheti a folyamatközeget.
A tekercskohászat határozza meg a kötés hőmérsékletét és korróziós küszöbét. A gyakori anyagok közé tartozik a 304SS, 316L, Inconel és Monel. A 316 literes rozsdamentes acél ipari szabványként szolgál a legtöbb szénhidrogén- és gőzalkalmazáshoz 815 °C-ig. Az Inconel 600 vagy 625 szélsőséges hőmérsékletekhez vagy erősen korrozív környezetekhez szükséges. A töltőanyagok határozzák meg a tényleges tömítési teljesítményt. A Flexible Graphite magas hőmérsékletű, általános felhasználású alkalmazásokra szolgál, oxidáló környezetben 454 °C-ig, míg nem oxidáló közegekben sokkal magasabb integritást biztosít. A PTFE extrém vegyszerállóságot biztosít, de szigorú, 260 °C-os alsó hőmérsékleti határértéket visel. A csillám ellenáll az extrém hőnek, ahol a grafit oxidálódhat, gyakran használják magas hőmérsékletű kipufogórendszerekben.
A szabvány fizikai bélyegzést ír elő a külső gyűrűn, hogy biztosítsa a helyszíni nyomon követhetőséget és megelőzze a telepítési hibákat. Ezeknek a jelöléseknek a beszerelés után is olvashatónak kell maradniuk. Tartalmazniuk kell a gyártó nevét vagy védjegyét. Fel kell tüntetniük a karima méretét (NPS) és a nyomásosztályt (pl. 4' Class 600). A gyűrűn fel kell tüntetni a szabványos tervezési jelölést ('ASME B16.20'). Végül az anyagrövidítéseknek jelezniük kell a tekercselés fémét, a töltőanyagot, a külső gyűrűt és a belső gyűrű összetételét. Például: '316L/3/F6L, CS/'3/F6L, 1/6 grafit töltőanyag, szénacél külső gyűrű és 316 literes belső gyűrű.
Szigorú színkódolási rendszer vonatkozik a központosító gyűrű külső szélére, amely lehetővé teszi a csőszerelők számára a tömítések anyagának vizuális azonosítását, miközben az a karimás állványban van. Az egyszínű felni színe a tekercselő fémet jelzi. Például a zöld a 316SS-t, a sárga a 304SS-t, a narancs pedig a Monelt jelöli. A perem körül négy egyenlő távolságra felvitt csík színe jelzi a töltőanyagot. A szürke csík a grafitot, a fehér csík a PTFE-t, a rózsaszín csík pedig a csillámot jelöli. Ez a vizuális rendszer megakadályozza, hogy az alacsony hőmérsékletű PTFE tömítés véletlenül egy nagynyomású gőzvezetékbe kerüljön.
A tömítés kiválasztásának tökéletesen illeszkednie kell a karima felületének geometriájához és felületéhez. Ezen alkatrészek nem illeszkedése azonnali szivárgáshoz vezet a hidroteszt során.
A gyártók a Style CG és CGI tömítéseket kifejezetten a Raised Face (RF) karimákhoz tervezik. A külső gyűrű a megemelt felületen kívül helyezkedik el, lehetővé téve a tömítőelem megfelelő összenyomását az emelt felületek között. Ezeknek a fémes tömítéseknek a Flat Face (FF) öntöttvas karimák használata súlyos mechanikai kockázatokat jelent. A fém V-alakú tekercsek összenyomásához szükséges nagy csavarterhelés miatt gyakran a rideg öntöttvas karimák megrepednek vagy meghajlanak, mielőtt a tömítés tömítené. Lapos felületű, nem fémből készült karimák esetén a mérnököknek teljes felületű elasztomer vagy préselt lemeztömítéseket kell meghatározniuk, nem pedig spirális tekercseket.
A karima felületének egyenetlensége közvetlenül befolyásolja a tömítés teljesítményét. A spirálisan tekercselt tömítések szükséges felületi minősége jellemzően 125-250 mikroinch Ra (3,2-6,3 mikrométer). Ez a speciális fonografikus fogazott érdesség lehetővé teszi, hogy a lágy töltőanyag a karima felületének mikrohibáiba áramoljon csavarterhelés hatására. A túl sima felület (125 Ra alatt) megakadályozza a megfelelő illeszkedést, és lehetővé teszi a tömítés sugárirányú csúszását nyomás alatt. A túl érdes felület (több mint 250 Ra) mély szivárgási utakat hoz létre, amelyeket a töltőanyag nem tud teljesen eltömni.
A központosító gyűrű külső átmérője drasztikusan változik a nyomásosztályok között, hogy alkalmazkodjon a B16.5 karimák különböző csavarkör-átmérőjéhez. A 150-es osztályú tömítés fizikailag nem illeszkedik a 300-as osztályú karima csavarkörébe. Ezzel szemben a 150-es osztályú karimára helyezett 300-as osztályú tömítés zavarja a csavarokat. Beszerelés előtt mindig ellenőrizze a nyomásosztályt a tömítésen. Soha ne próbálja meg úgy módosítani vagy lecsiszolni a külső gyűrűt, hogy a nem illeszkedő karimához illeszkedjen.
A helyszíni telepítések számos gyakori mechanikai kockázattal szembesülnek. A megfelelő mérséklés biztosítja az ízületek hosszú távú integritását és megakadályozza a nem tervezett leállásokat.
A csavar túlzott nyomatéka vagy a nem megfelelő tömítésvastagság túlnyomást okoz. Ez összetöri a tömítőelemet, tönkreteszi a fémtekercsek rugószerű visszahúzódását, és becsavarhatja a központosító gyűrűt. A mérsékléshez az ASME PCC-1 csavarozási irányelveinek szigorú betartása szükséges, kalibrált nyomatékkulcsok vagy feszítők használatával. A szerelőknek a szerelés előtt ellenőrizniük kell a 2,97 mm és 3,33 mm közötti külső gyűrűvastagságot. Ha a gyűrű túl vékony, a karima felületei összenyomják a tekercseket, mielőtt hozzáérnének a kompressziós ütközőhöz.
Kihajlás akkor fordul elő, ha a belső gyűrű nélküli tömítések nagy nyomóterhelésnek, vákuumviszonyoknak vagy erős hőciklusnak vannak kitéve. A belső tekercsek elveszítik radiális stabilitását és a csőfuratba esnek, madárfészkelő hatást keltve. Ez korlátozza az áramlást, és végül kifújáshoz vezet. Az enyhítés magában foglalja a CGI (belső és külső gyűrű) konfigurációk alapértelmezett beállítását minden kritikus alkalmazásban. Belső gyűrűket akkor is meg kell adni, ha a nyomásosztály nem írja elő szigorúan, különösen a ciklikus gőzszolgáltatásnál.
Ha olyan tömítést ad meg, amelynek belső gyűrűazonosítója (d1), amely zavarja a nehéz falú csőfuratot, áramlási korlátozást okoz. Ez gyakran előfordul a Schedule 160 vagy XXS csővezetékeknél, ahol a csőfal kivételesen vastag. A mérsékléshez a vásárlás előtt az ASME B16.20 maximális furatátmérő táblázatának kereszthivatkozása szükséges a csőrendszer aktuális ütemtervéhez. Ha a szabványos belső gyűrű túl kicsi, akkor egyedi belső gyűrűt kell rendelnie, amely kifejezetten ehhez a nehéz falú csőhöz van méretezve.
A nem ellenőrzött szállítók gyakran olyan tömítéseket kínálnak, amelyek nem felelnek meg a méret- vagy anyagszabványoknak. Ezek az alkatrészek gyengébb kohászatot, helytelen töltőanyag-arányt vagy alulméretezett külső gyűrűket használnak, amelyek idő előtt meghibásodnak. A mérsékléshez kizárólag jó hírű gyártóktól kell beszerezni. Mindig kérjen és ellenőrizze az anyagvizsgálati jelentéseket (MTR) minden tételhez. Kézhezvételkor ellenőrizze a fizikai bélyegzést és a színkódot, hogy megbizonyosodjon arról, hogy megfelelnek a beszerzési rendelés specifikációinak.
Ellenőrizze, hogy a karima felületi minősége megfelel-e a 125-250 mikroinches Ra követelménynek.
Győződjön meg arról, hogy a tömítés méretei, nyomásosztálya és anyagai megfelelnek a csővezeték specifikációjának.
Beszerelés előtt ellenőrizze, hogy a tömítésen nincs-e letekercselődés, laza töltőanyag vagy meghajlott gyűrű.
Tökéletesen igazítsa a karimákat; ne használja a csavarokat a rosszul beállított csövek összehúzására.
Alkalmazza a csavar forgatónyomatékát legalább négy különálló menetben az ASME PCC-1 szerinti csillagkeresztmintával.
Győződjön meg arról, hogy beszerzési csapata szigorúan hivatkozik a legújabb ASME B16.20 mérettáblázatokra, mielőtt beszerzési rendeléseket adna ki. Ellenőrizze a karima felületi minőségét és a csövek ütemezését, hogy garantálja a kompatibilitást a kiválasztott tömítéskonfigurációval. Az ASME PCC-1 szabvány szerinti szabványos csavarozási eljárásokat kell alkalmaznia a túlzott összenyomás megelőzése és a kötések hosszú távú integritása érdekében. Mindig írjon elő anyagvizsgálati jelentéseket, hogy kiküszöbölje annak kockázatát, hogy nem megfelelő alkatrészek kerüljenek a létesítménybe.
2004-ben alapították Cixi Xinsheng Sealing Factory néven, és azzá fejlődtek A Ningbo Dongheng tömítés 2020-ban, a cég több mint 20 éves tapasztalattal rendelkezik az ipari tömítőtermékek terén. Lehetőségei kiterjednek a spirális tekercselésre, a kammprofilra, a gyűrűs illesztésre, a PTFE-re, a grafitra és a csomagolási megoldásokra, amelyeket OEM/ODM szolgáltatás, műszaki tanácsadás és tengerentúli szállítás támogat.
V: A szabvány előírja, hogy a külső központosító gyűrűnek 2,97 mm és 3,33 mm (0,117 és 0,131 hüvelyk) közötti vastagságúnak kell lennie ahhoz, hogy megfelelő kompressziós ütközőként működjön.
V: A belső gyűrűk kötelezőek minden PTFE-vel töltött tömítéshez, minden 900-as, 1500-as és 2500-as osztályú karimához, valamint a 600-as osztályú karimához, amelyek NPS 3-as vagy annál nagyobbak.
V: Kerülje a szabványos spirális tömítések használatát a lapos felületű öntöttvas karimákon. Az összenyomáshoz szükséges nagy csavarterhelések könnyen megrepedhetik a rideg öntöttvasat.
V: Az ASME B16.20 színkódolás szerint a tömör zöld perem a 316SS tekercselő fémet jelzi. A szürke csík a rugalmas grafit töltőanyagot jelzi.
V: A 125-250 mikroinches Ra felületi kidolgozás lehetővé teszi, hogy a puha töltőanyag a karima hornyaiba áramoljon, és nyomás alatt szoros, megbízható tömítést hoz létre.
V: A belső tekercs kihajlása általában túlzott nyomó terhelés, hőciklus vagy vákuum miatt következik be, amikor a tömítésből hiányzik a tartó belső gyűrű.
