Aantal keren bekeken: 0 Auteur: Site-editor Publicatietijd: 31-07-2026 Herkomst: Locatie
In hogedruk- en hogetemperatuurleidingsystemen is de integriteit van de verbindingen volledig afhankelijk van de nauwkeurige uitlijning van de afmetingen tussen flenzen en afdichtingselementen. Het specificeren van een pakking met een verkeerd formaat of onjuist geconfigureerde pakking leidt tot catastrofale uitbarstingen, diffuse emissies, schade aan het flensvlak en ongeplande stilstand van de fabriek. Als u vertrouwt op verouderde of algemene maattabellen, vergroot u het risico op inkoopfouten en veldfouten.
Het navigeren door de strikte maattoleranties, materiaalmarkeringen en ringconfiguraties die worden voorgeschreven door de ASME B16.20-standaard is een verplichte vaardigheid voor ingenieurs en inkoopteams. Deze gids geeft een overzicht van de maattabel voor ASME B16.20 spiraalgewonden pakkingen en evalueert hoe de specificaties kunnen worden afgestemd op ASME B16.5-flenzen en tegelijkertijd de algemene installatierisico's worden beperkt. We zullen de exacte maatvereisten, materiaalbeperkingen en veldinstallatiepraktijken onderzoeken die nodig zijn om een lekvrije verbinding te garanderen bij gebruik van een ASME B16.20 spiraalgewonden pakking in veeleisende industriële omgevingen.
Strikte dimensionele governance: ASME B16.20 dicteert exacte afmetingen, materialen en toleranties voor metalen pakkingen, expliciet ontworpen om te passen met ASME B16.5- en B16.47-flenzen.
Over diktetoleranties kan niet worden onderhandeld: De dikte van de standaard centreerring moet strikt tussen 0,117 inch (2,97 mm) en 0,131 inch (3,33 mm) liggen om een goede compressie te garanderen zonder dat de flens meegeeft.
Vereisten voor binnenringen: ASME B16.20 schrijft binnenringen voor voor specifieke drukklassen (bijv. klasse 900 en hoger), specifieke vulmaterialen (zoals PTFE) en grotere buisafmetingen om naar binnen knikken in de processtroom te voorkomen.
Gestandaardiseerde nomenclatuur: Het kennen van het verschil tussen ASME B16.20-pakkingtypen (stijl R, CG en CGI) en het begrijpen van standaardgroottetabelvariabelen ($d_1$ tot $d_4$) is essentieel voor een correcte productinkoop.
Holistische evaluatie: Voor een juiste specificatie moet niet alleen de nominale leidingmaat (NPS) en drukklasse worden geëvalueerd, maar ook de oppervlakteafwerking van de flens, de compatibiliteit van het vulmateriaal en de maximale boringbeperkingen.
Inhoudsopgave
Ingenieurs moeten de wettelijke grens tussen leidingcomponenten duidelijk definiëren om specificatiefouten te voorkomen. ASME B16.5 regelt de pijpflenzen en flensfittingen en dicteert de boutcirkel, flensdikte en bekledingsafmetingen. Omgekeerd regelt ASME B16.20 de metalen pakkingen die zijn ontworpen om binnen die specifieke flensafmetingen te passen. U kunt geen pakking specificeren zonder rechtstreeks te verwijzen naar de standaard voor de bijpassende flens, aangezien de twee werken als een geïntegreerd afdichtingssysteem.
De standaard categoriseert spiraalgewonden pakkingen in verschillende stijlen op basis van hun ringconfiguratie. Het selecteren van de verkeerde stijl garandeert een gezamenlijke mislukking.
Stijl R (alleen afdichtingselement): Fabrikanten ontwerpen dit kale afdichtingselement voor messing-en-groef-, mannelijk-en-vrouwelijk- of groef-tot-groefverbindingsconfiguraties. Het heeft geen externe of interne geleidingsringen, waardoor het volledig afhankelijk is van de flensgeometrie voor centrering en uitblaasweerstand.
Stijl CG (alleen buitenring/centreerring): Deze stijl maakt gebruik van een externe massieve metalen ring om de pakking op het flensvlak te positioneren. Ingenieurs specificeren vooral Stijl CG voor standaard flenzen met verhoogd oppervlak (RF). De buitenring fungeert ook als een fysieke compressiestop om te voorkomen dat de wikkeling wordt verpletterd.
Stijl CGI (binnen- en buitenringen): deze configuratie heeft zowel een buitenste centreerring als een interne massieve metalen ring. Normen vereisen Style CGI voor hogedruk-, thermische cyclische en gevaarlijke toepassingen. De binnenring voorkomt dat de binnenwindingen bij hoge drukbelastingen naar binnen knikken.
Een standaard ASME B16.20 spiraalgewonden pakking bestaat uit drie hoofdcomponenten, die elk een specifieke mechanische functie vervullen. De buitenste centreerring (of geleidering) centreert het geheel binnen de boutcirkel. Het fungeert ook als een strikte compressiestop, waardoor overtollige boutbelasting wordt overgebracht van het kwetsbare afdichtingselement. Het afdichtingselement bevat afwisselende lagen V-vormige metaaldraad en zacht vulmateriaal. Dit gewikkelde gedeelte creëert de eigenlijke afdichting door zich aan te passen aan de micro-imperfecties van het flensvlak. Tenslotte verschaft de binnenring radiale ondersteuning aan het afdichtingselement. Het voorkomt naar binnen knikken, beschermt de wikkelingen tegen directe blootstelling aan media en minimaliseert turbulentie in de processtroom door de opening tussen de flensboringen op te vullen.
Voor een succesvolle pakkingselectie moet aan verschillende kritische veldcriteria worden voldaan. De verbinding moet nul lekkage bereiken onder maximale operationele druk en thermische cycli. Inkoopteams moeten verifieerbare materiaaltestrapporten (MTR's) voor alle metalen componenten veiligstellen om de metallurgie te bevestigen. De installatie moet de juiste compressielimieten respecteren en ervoor zorgen dat de flensvlakken contact maken met de buitenring zonder dat de bouten meegeven. Ten slotte moeten de vul- en wikkelmaterialen over het gehele bedrijfstemperatuurbereik volledige chemische compatibiliteit met de procesvloeistof vertonen.
Nauwkeurige maatgegevens zorgen voor een goede pasvorm in verschillende drukklassen. De onderstaande tabellen geven een overzicht van de standaardafmetingen voor toepassingen van klasse 150, 300, 600 en 900. Veldpersoneel moet deze afmetingen vóór installatie verifiëren.
NPS (inch) |
Drukklasse |
Binnenring-ID (d1) mm |
Afdichtingselement ID (d2) mm |
Afdichtingselement buitendiameter (d3) mm |
Buitenring 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 |
Ingenieurs gebruiken specifieke variabelen om de afmetingen van pakkingen aan te geven op technische tekeningen en specificatiebladen. De variabele d1 vertegenwoordigt de binnendiameter van de binnenring. De variabele d2 geeft de binnendiameter van het afdichtingselement aan (het begin van de wikkelingen). De variabele d3 geeft de buitendiameter van het afdichtingselement aan (het einde van de wikkelingen). Tenslotte vertegenwoordigt d4 de buitendiameter van de buitenste centreerring, die binnen de flensbouten moet passen.
De norm schrijft kritische diktebeperkingen voor de buitenring voor. De dikte van de buitenring moet tussen 2,97 mm en 3,33 mm (0,117 tot 0,131 inch) bedragen. Deze exacte dikte voorkomt overcompressie van het afdichtingselement. Het afdichtingselement zelf is vóór compressie doorgaans 4,45 mm (0,175 inch) dik. Wanneer technici boutbelasting uitoefenen, wordt het afdichtingselement samengedrukt totdat de flensvlakken contact maken met de buitenring. Als de buitenring te dun is, verbrijzelt het afdichtingselement, waardoor het V-vormige draadprofiel kapot gaat en er onmiddellijk lekkage ontstaat.
Het gewikkelde gedeelte heeft specifieke toleranties voor de binnen- en buitendiameter, gebaseerd op de nominale buismaat (NPS). Deze afmetingen verschuiven naarmate de drukklassen toenemen om hogere boutbelastingen en verschillende verhoogde vlakdiameters op te vangen. Het afdichtingselement moet perfect gecentreerd blijven over het afdichtingsgebied van het flensvlak. Elke afwijking brengt de integriteit van de afdichting in gevaar en riskeert een uitbarsting onder druk. De norm staat een tolerantie van +/- 0,8 mm toe voor de binnendiameter van het afdichtingselement bij kleinere maten, waardoor een goede pasvorm wordt gegarandeerd zonder de flensboring te overlappen.
De binnendiameter van de binnenring (d1) moet perfect uitgelijnd zijn met de flensboring. Deze uitlijning voorkomt stroombeperking en turbulentie, die stroomafwaarts erosie-corrosie kunnen veroorzaken. ASME B16.20 biedt aanbevelingen voor maximale flensboringen op basis van leidingschema's. Ingenieurs moeten de leidingschema's (bijv. Schema 40, 80, 160) verifiëren om te voorkomen dat de pakking oversteekt in de vloeistofstroom. Als een standaard binnenring in een pijpboring met dikke muren steekt, zal de vloeistofsnelheid uiteindelijk de binnenring van de wikkelingen wegscheuren.
De standaard maakt gebruik van een dual-unit-benadering. Ingenieurs werken vaak in zowel millimeters als inches, afhankelijk van de regio en projectspecificaties. Inkoopteams lopen het risico op afrondingsfouten wanneer ze handmatig tussen deze eenheden converteren. Raadpleeg altijd de exacte standaardtabellen in plaats van te vertrouwen op berekende conversies om de maatnauwkeurigheid te garanderen. Een afrondingsfout van slechts 1 mm op de buitenringdiameter (d4) kan ervoor zorgen dat de pakking niet in de boutcirkel past.
Het selecteren van de juiste configuratie vereist het evalueren van operationele parameters, materiaallimieten en specifieke standaardmandaten. Veldingenieurs kunnen niet op giswerk vertrouwen bij het specificeren van deze componenten.
ASME B16.20 schrijft binnenringen voor specifieke scenario's voor om catastrofaal falen te voorkomen. Voor alle PTFE-gevulde spiraalgewonden pakkingen moet u binnenringen gebruiken, ongeacht maat of klasse, omdat PTFE de radiale stijfheid van grafiet mist. Ze zijn verplicht voor alle flenzen van klasse 900, 1500 en 2500 vanwege de extreme drukbelastingen. De norm vereist ze ook voor klasse 600 flenzen NPS 3 en groter. Naast deze strikte mandaten bieden binnenringen een enorme operationele waarde. Experts in het veld bevelen ze aan voor vacuümservice, stroming met hoge snelheid, thermische cycli en elke toepassing waarbij extrusie van vulstoffen de procesmedia zou kunnen vervuilen.
De wikkelmetallurgie dicteert de temperatuur- en corrosiedrempels van de verbinding. Veel voorkomende materialen zijn 304SS, 316L, Inconel en Monel. 316L roestvrij staal dient als industriestandaard voor de meeste koolwaterstof- en stoomtoepassingen tot 815°C (1500°F). Inconel 600 of 625 is vereist voor extreme temperaturen of zeer corrosieve omgevingen. Vulmaterialen bepalen de daadwerkelijke afdichtingsprestaties. Flexibel grafiet is geschikt voor algemene toepassingen bij hoge temperaturen en behoudt de integriteit tot 454 °C (850 °F) in oxiderende omgevingen en veel hoger in niet-oxiderende media. PTFE biedt extreme chemische bestendigheid, maar heeft een strikte lagere temperatuurlimiet van 260 °C (500 °F). Mica is bestand tegen extreme hitte waarbij grafiet kan oxideren en wordt vaak gebruikt in uitlaatsystemen bij hoge temperaturen.
De norm schrijft fysieke stempels op de buitenring voor om de traceerbaarheid ter plaatse te garanderen en installatiefouten te voorkomen. Deze markeringen moeten na installatie leesbaar blijven. Ze moeten de naam of het handelsmerk van de fabrikant bevatten. Ze moeten de flensmaat (NPS) en drukklasse vermelden (bijv. 4' Klasse 600). De ring moet de ontwerpstandaardaanduiding dragen ('ASME B16.20'). Ten slotte moeten materiaalafkortingen het wikkelmetaal, het vulmateriaal, de buitenring en de samenstelling van de binnenring aangeven. '316L/FG/CS/316L' geeft bijvoorbeeld een 316L-wikkeling, flexibele grafietvuller, koolstofstalen buitenring aan, en 316L binnenring.
Op de buitenrand van de centreerring is een strikt kleurcoderingssysteem van toepassing, waardoor pijpfitters de pakkingmaterialen visueel kunnen identificeren terwijl deze in het flensrek zitten. De effen randkleur geeft het kronkelende metaal aan. Groen staat bijvoorbeeld voor 316SS, geel voor 304SS en oranje voor Monel. De streepkleur, aangebracht op vier op gelijke afstand van elkaar gelegen punten rond de rand, geeft het vulmateriaal aan. Een grijze streep betekent grafiet, een witte streep betekent PTFE en een roze streep betekent mica. Dit visuele systeem voorkomt dat een lage temperatuur PTFE-pakking per ongeluk in een hogedrukstoomleiding terechtkomt.
De pakkingkeuze moet perfect aansluiten bij de geometrie en afwerking van het flensvlak. Als deze componenten niet op elkaar aansluiten, leidt dit tot onmiddellijke lekkage tijdens hydrotests.
Fabrikanten ontwerpen stijl CG- en CGI-pakkingen speciaal voor Raised Face (RF)-flenzen. De buitenring bevindt zich buiten het verhoogde vlak, waardoor een goede compressie van het afdichtingselement tussen de verhoogde oppervlakken mogelijk is. Het gebruik van deze metalen pakkingen op gietijzeren flenzen met een plat vlak (FF) brengt ernstige mechanische risico's met zich mee. De hoge boutbelasting die nodig is om de metalen V-vormige wikkelingen samen te drukken, zorgt er vaak voor dat broze gietijzeren flenzen barsten of buigen voordat de pakking afdicht. Voor niet-metalen flenzen met een vlak oppervlak moeten ingenieurs elastomere of gecomprimeerde plaatpakkingen over het volledige oppervlak specificeren, en geen spiraalvormige wonden.
De ruwheid van het flensvlak heeft een directe invloed op de afdichtingsprestaties. De vereiste oppervlakteafwerking voor spiraalgewonden pakkingen varieert doorgaans van 125 tot 250 micro-inch Ra (3,2 tot 6,3 micrometer). Deze specifieke fonografische gekartelde ruwheid zorgt ervoor dat het zachte vulmateriaal onder boutbelasting in de micro-imperfecties van het flensvlak kan vloeien. Een te gladde afwerking (onder 125 Ra) verhindert een goede zitting en zorgt ervoor dat de pakking onder druk radiaal kan glijden. Een te ruwe afwerking (meer dan 250 Ra) zorgt voor diepe lekpaden die het vulmateriaal niet volledig kan dichten.
De buitendiameter van de centreerring verandert drastisch tussen drukklassen om verschillende boutcirkeldiameters in B16.5-flenzen mogelijk te maken. Een pakking van klasse 150 past fysiek niet in de boutcirkel van een flens van klasse 300. Omgekeerd zal een pakking van klasse 300, geplaatst op een flens van klasse 150, de bouten hinderen. Controleer vóór installatie altijd de drukklasse op de pakkingstempel. Probeer nooit de buitenring aan te passen of af te slijpen, zodat deze op een niet-passende flens past.
Veldinstallaties worden geconfronteerd met verschillende veelvoorkomende mechanische risico's. Een goede mitigatie waarborgt de gezamenlijke integriteit op de lange termijn en voorkomt ongeplande uitval.
Een te hoog aanhaalmoment van de bout of een onjuiste dikte van de pakking veroorzaakt overcompressie. Dit verplettert het afdichtingselement, vernietigt het veerachtige herstel van de metalen wikkelingen en kan de centreerring doen knikken. Om dit te voorkomen is een strikte naleving van de ASME PCC-1-richtlijnen voor boutverbindingen vereist, waarbij gebruik wordt gemaakt van gekalibreerde momentsleutels of spanners. Technici moeten vóór installatie de dikte van de buitenste ring van 2,97 mm tot 3,33 mm verifiëren. Als de ring te dun is, zullen de flensvlakken de wikkelingen verpletteren voordat ze contact maken met de compressiestop.
Knikken treedt op wanneer pakkingen zonder binnenringen te maken krijgen met hoge drukbelastingen, vacuümomstandigheden of ernstige thermische cycli. De binnenste wikkelingen verliezen hun radiale stabiliteit en vallen in de pijpboring, waardoor een vogelnesteneffect ontstaat. Dit beperkt de doorstroming en leidt uiteindelijk tot een klapband. Mitigatie houdt in dat voor alle kritieke toepassingen standaard CGI-configuraties (binnenste en buitenste ring) worden gebruikt. Specificeer binnenringen, zelfs als de drukklasse dit niet strikt verplicht stelt, vooral voor cyclische stoomservice.
Het specificeren van een pakking met een binnenring-ID (d1) die interfereert met een pijpboring met dikke wanden, zorgt voor een stromingsbeperking. Dit gebeurt vaak bij Schedule 160- of XXS-leidingen, waarbij de buiswand uitzonderlijk dik is. Om dit te beperken is het nodig om vóór de aankoop de tabel met maximale boringen in ASME B16.20 te vergelijken met het daadwerkelijke schema van het leidingsysteem. Als de standaard binnenring te klein is, moet u een op maat gemaakte binnenring bestellen die speciaal voor die dikwandige buis is gedimensioneerd.
Niet-geverifieerde leveranciers leveren vaak pakkingen die niet voldoen aan de maat- of materiaalnormen. Deze componenten maken gebruik van inferieure metallurgie, onjuiste vulverhoudingen of te kleine buitenringen, waardoor ze voortijdig defect raken. Om de gevolgen ervan te beperken, moet uitsluitend worden ingekocht bij gerenommeerde fabrikanten. Vraag en verifieer altijd materiaaltestrapporten (MTR's) voor elke batch. Inspecteer de fysieke stempels en kleurcodering bij ontvangst om er zeker van te zijn dat ze overeenkomen met de specificaties van de inkooporder.
Controleer of de oppervlakteafwerking van de flens voldoet aan de 125 tot 250 micro-inch Ra-vereiste.
Controleer of de pakkingafmetingen, drukklasse en materialen overeenkomen met de leidingspecificaties.
Inspecteer de pakking vóór installatie op eventuele afwikkelingen, losse vulstoffen of verbogen ringen.
Lijn de flenzen perfect uit; Gebruik de bouten niet om verkeerd uitgelijnde buizen bij elkaar te trekken.
Pas het boutkoppel toe in minimaal vier afzonderlijke passages met behulp van een stervormig kruispatroon volgens ASME PCC-1.
Zorg ervoor dat uw inkoopteam zich strikt houdt aan de nieuwste ASME B16.20-dimensionale tabellen voordat ze inkooporders uitgeeft. Controleer de flensoppervlakafwerkingen en leidingschema's om compatibiliteit met de door u geselecteerde pakkingconfiguratie te garanderen. Implementeer gestandaardiseerde boutprocedures volgens ASME PCC-1 om overcompressie te voorkomen en de integriteit van de verbindingen op lange termijn te garanderen. Stel altijd materiaaltestrapporten verplicht om het risico te elimineren dat onderdelen van slechte kwaliteit uw faciliteit binnendringen.
Opgericht in 2004 als Cixi Xinsheng Sealing Factory en ontwikkeld tot Ningbo Dongheng afdichting in 2020, het bedrijf heeft meer dan 20 jaar ervaring in industriële afdichtingsproducten. De mogelijkheden omvatten spiraalgewonden, Kammprofile-, ringverbindings-, PTFE-, grafiet- en verpakkingsoplossingen, ondersteund door OEM/ODM-service, technisch advies en overzeese levering.
A: De norm schrijft voor dat de buitenste centreerring tussen 2,97 mm en 3,33 mm (0,117 tot 0,131 inch) dik moet zijn om als goede compressiestop te kunnen fungeren.
A: Binnenringen zijn verplicht voor alle met PTFE gevulde pakkingen, alle flenzen van klasse 900, 1500 en 2500, en flenzen van klasse 600 die NPS 3 en groter zijn.
A: U dient het gebruik van standaard spiraalgewonden pakkingen op gietijzeren flenzen met vlakke zijde te vermijden. De hoge boutbelastingen die nodig zijn voor compressie kunnen het brosse gietijzer gemakkelijk doen barsten.
A: Volgens de ASME B16.20-kleurcodering geeft een effen groene rand 316SS-wikkelmetaal aan. Een grijze streep duidt op flexibel grafietvulmateriaal.
A: Dankzij een oppervlakteafwerking van 125 tot 250 micro-inch Ra kan het zachte vulmateriaal in de flensgroeven stromen, waardoor onder druk een strakke, betrouwbare afdichting ontstaat.
A: Het knikken van de binnenwikkeling treedt meestal op als gevolg van overmatige drukbelastingen, thermische cycli of vacuümomstandigheden wanneer de pakking geen ondersteunende binnenring heeft.
