Nguyên lý niêm phong và đặc điểm của mặt bích hàn phẳng

Giới thiệu

Mặt bích là thành phần đường ống thiết yếu được sử dụng để nối các phần ống đồng thời cho phép tháo gỡ dễ dàng. Mặt bích hàn mặt phẳng là một kiểu được sử dụng phổ biến, tìm kiếm ứng dụng thường xuyên trong các ngành truyền chất lỏng qua mạng lưới đường ống. Là phần tử biên áp suất sơ cấp, mặt bích phải thể hiện khả năng bịt kín mạnh mẽ để đảm bảo các mối nối không bị rò rỉ ngay cả trong các điều kiện dịch vụ đầy thách thức. Bài viết này nhằm mục đích cung cấp một cái nhìn tổng quan chi tiết về nguyên lý bịt kín và các đặc tính chính chi phối hiệu suất của mặt bích hàn phẳng. Bằng cách hiểu cơ chế niêm phong cơ bản, kiểu mặt bích có thể được chỉ định và lắp đặt đúng cách để mang lại tính toàn vẹn cấu trúc lâu dài.

Nguyên tắc niêm phong

Việc đạt được độ kín hiệu quả trong cụm ống có mặt bích phụ thuộc vào hoạt động kết hợp của tải trọng nén, tiếp xúc bề mặt thân mật, và biến dạng dẻo. Khi bắt vít một cặp mặt bích với nhau, việc siết chặt bu-lông tạo ra lực hướng tâm hướng ra ngoài kéo các mặt phẳng lại với nhau một cách chắc chắn. Các mặt dính liền sau đó chịu biến dạng đàn hồi và dẻo hạn chế tùy thuộc vào tính chất vật liệu và tải trọng tác dụng.. tuy nhiên, những khiếm khuyết bề mặt vi mô vẫn còn và nếu không được sửa đổi sẽ cho phép rò rỉ.

Yếu tố bịt kín quan trọng là ‘miếng đệm’, thường là một vòng hoặc vòng đệm được cắt từ vật liệu dẻo nhưng có thể nén được như chất đàn hồi, than chì, hoặc kim loại. Được lắp đặt giữa các mặt bích, sự siết chặt làm cho miếng đệm bị ép và chảy vào các khoảng trống hoặc kẽ hở dọc theo bề mặt bịt kín. Điều quan trọng, nó biến dạng dẻo và cứng lại thay vì chỉ đơn giản là nén đàn hồi. 'Dòng đệm' này chặn vật lý các đường dẫn chất lỏng đi qua bất kỳ điểm bất thường nào bằng cách chèn chặt vào mọi thung lũng cực nhỏ. Khi tải loại bỏ, lực kẹp dư cộng với chất độn cứng duy trì tính toàn vẹn của vòng bịt kín dưới áp suất và nhiệt độ thay đổi.

lựa chọn vật liệu

Vật liệu thành phần mặt bích ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền và tuổi thọ của thiết kế bịt kín nhất định. Vật liệu thông thường là:

• Thân mặt bích: Thép carbon (ASTM A105), thép hợp kim thấp, song công / siêu song công không gỉ để chống ăn mòn. Điều quan trọng là độ dẻo dai phù hợp trong suốt thời gian sử dụng.

• bắt vít: Bu lông thép carbon tiêu chuẩn đủ cho nhiều nhiệm vụ không ăn mòn. Đối với các dịch vụ ngoài khơi/có vị chua, bu lông hợp kim có độ bền/chống ăn mòn như A193 B7, ASTM A490 được sử dụng.

-Vòng đệm: Cao su chèn bằng vải mềm hơn cho áp suất thấp dưới 300 psi, sợi amiăng được quấn xoắn ốc cho áp suất cao hơn lên tới 1500psi, tấm than chì hoặc PTFE linh hoạt cho >= 1500psi bao gồm các ứng dụng nhiệt độ cao.

Sự kết hợp vật liệu phải tránh sự không tương thích như ăn mòn điện và xem xét khả năng nén của miếng đệm với áp suất. Thông số kỹ thuật phù hợp đảm bảo tính toàn vẹn của cấu trúc và hiệu suất bịt kín trong nhiều thập kỷ phục vụ.

Hoàn thiện mặt bích

Bề mặt hoàn thiện tác động trực tiếp đến vùng tiếp xúc bịt kín và đặc tính dòng đệm:

• Mặt gia công (MF): Tiêu chuẩn 125-250 Bề mặt Ra microinch với các cạnh sắc nét giúp hàn kín kim loại-kim loại tốt nhất. tuy nhiên, khó gia công mặt bích lớn.

• Mặt hàn (WF): Bề mặt hàn có độ nhám cao hơn 80-160 Ra microinch nhưng các cạnh tròn giúp dễ dàng lắp đặt miếng đệm. Khả năng bịt kín thấp hơn một chút so với MF.

• Mặt mù hoàn thành (bạn thân): Gia công đặc biệt làm rỗng cốt thép mối hàn để lại bề mặt giống như MF. Cung cấp tốt nhất cả lợi ích niêm phong MF và cài đặt WF dễ dàng. Đắt hơn so với các loại hoàn thiện khác.

Độ nhám bề mặt cao hơn làm tăng diện tích tiếp xúc kim loại để bịt kín nhưng phải đồng đều và được kiểm soát. Độ sắc nét của cạnh cũng ảnh hưởng đến độ nén ban đầu của miếng đệm và khả năng bị cắt trong quá trình lắp ráp/tháo rời. Lựa chọn hoàn thiện phù hợp cân bằng giữa hiệu suất và tính kinh tế.

Kiểu và cấu hình mặt bích

Cùng với những khuôn mặt đã hoàn thiện, hình thái mặt bích bên ngoài tác động đến tính linh hoạt của đường ống, truy cập chung, và phân bố ứng suất dài hạn:

• Hàn cổ (WN): Cổ ống tích hợp được hàn vào ống tạo mối nối chắc chắn nhất. tuy nhiên, ít không gian lắp đặt bên trong mặt bích so với các loại trượt.

• Slip-on (VÌ THẾ): Bắt vít trực tiếp vào đầu ống. Nhiều không gian bên trong hơn nhưng cổ nhỏ tạo ra căng thẳng cục bộ. Thường được sử dụng với các vòng đồng hành để tạo sự linh hoạt cho đường ống.

• Lap doanh (LJ): Bắt vít vào hai đầu ống tiếp giáp. Có kích thước tương tự như thanh trượt nhưng ứng suất cao hơn phát triển tại điểm giao nhau của ống/mặt bích.

• Ổ cắm Hàn (SW): Ổ cắm cái tích hợp được hàn vào đầu ống để bắt vít nắp mặt phẳng. Cung cấp độ hở bên trong nhất và độ bền khớp yếu nhất.

Lựa chọn mặt bích thích hợp có tính đến ứng suất chung, khả năng tiếp cận cần thiết, tải đường ống, hạn chế chế tạo/lắp đặt, và sự chính trực trọn đời. Đường kính lỗ khoan được tiêu chuẩn hóa giúp giảm bớt hàng tồn kho.

Lắp đặt mặt bích và tính toàn vẹn

Quy trình lắp đặt và lắp ráp chính xác chứng tỏ tính quan trọng đối với hiệu suất bịt kín mặt bích lâu dài đáng tin cậy:

• Làm sạch các mặt bích và bôi hợp chất chống kẹt lên bề mặt bu lông trượt để ngăn ngừa hiện tượng lõm.

• Định tâm và nén miếng đệm đúng cách giữa các mặt mà không bị xoắn hoặc cuộn bằng cách sử dụng chất bôi trơn nếu cần.

• Siết chặt các bu lông bằng tay theo kiểu chéo sau đó lặp lại các bu lông mô-men xoắn theo thông số kỹ thuật theo từng giai đoạn đồng thời kiểm tra độ nén đồng đều. Tránh thắt quá/thiếu.

• Thực hiện kiểm tra rò rỉ lần cuối trên mối nối trước khi áp dụng các lớp phủ và lớp hoàn thiện bên ngoài. Kiểm tra định kỳ trong quá trình hoạt động.

• Xem xét chèn ống thổi, các thiết bị bảo vệ hoặc hạn chế dành cho các dịch vụ rung động hoặc địa chấn nhằm giảm thiểu ứng suất ép/không đặt chỗ ngồi.

• Kiểm tra mặt bích thường xuyên như một phần của bảo trì phòng ngừa, thay thế miếng đệm, bu lông hoặc mặt bích có dấu hiệu hư hỏng, ăn mòn hoặc mòn.

Sự kết luận

Hiểu các nguyên tắc bịt kín và đặc điểm của mặt bích hàn phẳng cho phép ứng dụng đáng tin cậy của chúng để truyền chất lỏng qua mạng lưới đường ống. lựa chọn vật liệu, Hoàn thiện bề mặt, Quy trình lắp đặt và cấu hình mặt bích đều ảnh hưởng trực tiếp đến tính toàn vẹn của mối nối lâu dài. Khi được chỉ định đúng, được chế tạo và bảo trì, mặt bích mang lại khả năng bịt kín áp suất mạnh mẽ ngay cả trong điều kiện dịch vụ khắc nghiệt hỗ trợ các ngành công nghiệp quan trọng. Những tiến bộ trong luyện kim, thử nghiệm và kiểm tra không phá hủy cũng bảo vệ tốt hiệu suất của mặt bích trong tương lai.