Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında dairesel eklem contalarının sızdırmazlık mekanizması ve performans avantajları

1. Endüstriyel uygulama arka planı halka mafsal contaları

Halka eklem contaları, petrol endüstrisindeki önemli sızdırmazlık bileşenleri, sondaj platformları ve yüksek basınçlı boru hattı sistemleridir ve aşırı çalışma koşulları için tasarlanmıştır. Petrol ve gaz üretim ekipmanlarında, boru hatları ve kapların genellikle 9.8MPA'nın üzerindeki basınçlara ve 700 ℃ üzerindeki sıcaklıklara dayanması gerekir. Geleneksel metalik olmayan contalar (kauçuk veya asbest gibi) sürünme, yaşlanma veya kimyasal korozyona eğilimlidir, metal halka eklemi contaları, benzersiz kendi kendine sıkıcı sızdırmazlık prensipleri ve yüksek hassasiyetli yapısal tasarım yoluyla yüksek sıcaklık ve yüksek basınçlı ortamlar altında güvenilir bir seçim haline gelmiştir.

2. Halka eklemi contalarının sızdırmazlığı mekanizması

Plastik deformasyon, flanşın mikro kusurlarını doldurur

Halka eklemi contalarının sızdırmazlığı çekirdeği, metal malzemelerin plastik deformasyon kabiliyetinde yer alır. Cıvatalar bir kelepçe kuvveti uyguladığında, conta (genellikle saf demir, bakır veya gümüş kaplama çelik gibi yumuşak metalden yapılmış) yüksek basınç altında plastik olarak akar ve flanş sızdırmazlık yüzeyinin mikroskobik eşitsizliğine nüfuz eder, böylece sızıntı kanalını bloke eder. Bu "metal-metal" sızdırmazlık yöntemi, yüksek sıcaklık ve basınç şokuna metalik olmayan contalardan daha dirençlidir.

Arayüz sızıntısına çözelti: Yüksek cıvata ön yükü (genellikle malzeme akma mukavemetinin% 70'inden fazlası) yoluyla, termal deformasyon veya titreşimden kaynaklanan arayüz sızıntısını azaltmak için conta ve flanş temas yüzeyinin sıkıca takıldığından emin olun.

Penetrasyon sızıntısının önlenmesi: Metal contalar, metalik olmayan malzemelerde gevşek liflerin neden olduğu orta penetrasyon problemini önleyen gözeneksiz bir yapıya sahiptir.

Kendi kendine sıkıcı tasarım sızdırmazlık güvenilirliğini arttırır

Bazı halka şeklinde contalar "desteklenmeyen alan prensibi" benimser ve conta, dinamik bir kendi kendine sıkıcı etki oluşturmak için yüzeye daha fazla bastırmak için sistem iç basıncını kullanır. Bu tasarım, basınç arttığında, özellikle sık basınç dalgalanmalarına sahip petrol ve gaz boru hatları için sızdırmazlık performansını artırır.

3. Yüksek sıcaklık ve yüksek basınç koşulları altında performans avantajları

Aşırı ortamlara maddi direnç

Yüksek sıcaklık stabilitesi: Nikel bazlı alaşımlardan (GH4169 gibi) veya paslanmaz çelikten (Sus316L) yapılan contalar, -200 ℃ ila 700 ℃ aralığında mukavemeti koruyabilir ve uzun süreli çalışma sıcaklığı 538 ℃ (ASME B16.20 standardına karşılık gelir).

Kimyasal Korozyon Direnci: Gümüş veya nikel kaplama, hidrojen sülfür (H₂s) ve asidik ortamdan korozyonu önleyerek contanın ömrünü uzatabilir.

Yapısal tasarım ve flanş uyarlanabilirliği

Yüksek hassasiyetli işleme gereksinimleri: Halka şeklindeki eklem contası, flanşın halka şeklindeki oluk (R tipi veya Rx tipi gibi) ile kesinlikle eşleştirilmeli ve tolerans ilk sızdırmazlık etkisini sağlamak için ± 0.05mm içinde kontrol edilmelidir.

Flanş mukavemeti optimizasyonu: Geleneksel düz contalarla karşılaştırıldığında, halka şeklindeki contalar, flanş deformasyonu riskini azaltabilen daha düşük cıvata ön yükü gerektirir.

4. Pratik uygulamalarda temel düşünceler

• Kurulum ve bakım noktaları

Cıvata Tork Yönetimi: Eşit olmayan stresin neden olduğu sızıntıyı önlemek için standartlara göre aşamalarda sıkılmalıdır.

Yüzey işlemi: Flanş sızdırmazlık yüzeyinin pürüzlülüğü 0.8 ~ 1.6μm (RA değeri) olarak kontrol edilmelidir. Çok yüksek veya çok düşük sızdırmazlığı etkiler.

• Arıza Modu ve Çözüm

Termal Döngü Sızıntısı: Ani sıcaklık değişiklikleri cıvataların gevşemesine neden olabilir ve kapatıldıktan sonra yeniden sıkılması gerekir.

Malzeme Sertleştirme: Metal uzun süreli yüksek sıcaklık altında kırılgan olabilir, bu nedenle düzenli olarak değiştirilmesi önerilir (genellikle 3-5 yılda bir).

5. Geleneksel contalarla karşılaştırma