Română
Într-o fabrică petrochimică, o conexiune cu flanșă plată cu șuruburi trebuie să conțină fluid de proces la presiuni care depășesc 100 bar și temperaturi care depășesc 400°C. Etanșarea este creată nu de o singură componentă, ci de un sistem: fețele flanșei, garnitura și șuruburile. Când șuruburile sunt strânse, acestea generează o forță de strângere care comprimă garnitura între fețele flanșei. Garnitura, la rândul său, deformează și umple neregularitățile microscopice de pe suprafețele flanșei, creând o barieră care împiedică scurgerea. Acest lucru pare destul de simplu. Cu toate acestea, scurgerile din flanșă sunt una dintre cele mai frecvente cauze ale accidentelor industriale și pierderilor de producție. Motivul este că obținerea unei etanșări fiabile necesită un echilibru precis al încărcării șuruburilor, compresiei garniturii și rigidității flanșei - un echilibru care este ușor perturbat de instalarea necorespunzătoare, cuplul incorect al șuruburilor sau calitatea slabă a feței flanșei.
Întrebarea cum aflanșă platăobține o etanșare fiabilă cu șuruburi, prin urmare, nu este doar o chestiune de strângere a șuruburilor până când acestea sunt strânse. Este o chestiune de inginerie. Sarcina șuruburilor trebuie să fie suficientă pentru a comprima garnitura suficient pentru a etanșa, dar nu atât de mare încât să zdrobească garnitura sau să cedeze șuruburile. Fețele flanșei trebuie să fie plane și suficient de netede pentru a permite garniturii să se conformeze, dar nu atât de netede încât garnitura să nu se poată prinde. Șuruburile trebuie strânse într-o anumită secvență pentru a asigura o distribuție uniformă a sarcinii. Și întregul ansamblu trebuie să fie proiectat pentru a rezista la presiunea de funcționare, temperatura și ciclurile termice fără a-și pierde forța de etanșare. Acest articol va examina fiecare dintre acești factori în detaliu tehnic, oferind o înțelegere cuprinzătoare a etanșării cu flanșe plate cu șuruburi pentru ingineri, profesioniști în întreținere și specialiști în achiziții. LaWenzhou Longan Flange Co., Ltd., fabrica noastră produce flanșe plate de peste două decenii și am dezvoltat o înțelegere profundă a factorilor care determină fiabilitatea etanșării.
Pentru a înțelege cum o flanșă plată realizează o etanșare fiabilă, trebuie să înțelegem mai întâi mecanica îmbinării cu șuruburi. Când un șurub este strâns, acesta este întins elastic. Șurubul acționează ca un arc, iar tensiunea din șurub creează o forță de strângere care trage cele două fețe ale flanșei împreună. Această forță de strângere este transmisă prin fețele flanșei către garnitură. Garnitura, care este realizată dintr-un material mai moale decât flanșa, este comprimată. Pe măsură ce se comprimă, curge în văile microscopice și se zgârie pe fața flanșei, creând o cale sinuoasă pe care fluidul sub presiune nu poate pătrunde cu ușurință. Etanșarea se realizează atunci când garnitura este suficient de comprimată pentru a umple aceste nereguli și când tensiunea reziduală de compresie asupra garniturii este mai mare decât presiunea internă a fluidului.
Principiul cheie este că garnitura trebuie menținută în stare de compresie pe toată durata de viață a îmbinării. Dacă tensiunea de compresie scade sub un nivel critic, etanșarea se va scurge. Tensiunea de compresie poate scădea din mai multe motive. Garnitura se poate relaxa (se poate târî) în timp, în special la temperaturi ridicate. Șuruburile pot pierde tensiune din cauza relaxării sau vibrațiilor. Fețele flanșei se pot separa din cauza expansiunii termice sau îndoirii. Designul flanșei plate trebuie să țină cont de toți acești factori. O flanșă mai groasă și mai rigidă va rezista la îndoire și va menține o presiune de compresie mai uniformă pe garnitură. Un număr mai mare de șuruburi mai mici va oferi o forță de strângere mai uniformă decât un număr mai mic de șuruburi mai mari. Iar materialul garniturii trebuie selectat pentru a rezista relaxării și atacului chimic.
Următorul tabel rezumă forțele și factorii cheie care determină fiabilitatea unei etanșări cu flanșă plată cu șuruburi.
| Factor | Descriere | Impact asupra etanșării |
| Tensiunea șuruburilor | Întinderea elastică a șurubului când este strâns | Oferă forța de strângere care comprimă garnitura |
| Compresia garniturii | Deformarea garniturii sub sarcina șuruburilor | Umple neregularitățile suprafeței și creează etanșarea |
| Rigiditatea flanșei | Rezistența flanșei la îndoire sub sarcina șurubului | Asigura o compresie uniforma a garniturii pe fata |
| Relaxarea garniturii | Pierderea tensiunii de compresie în timp | Reduce forța de etanșare; trebuie redus la minimum |
| Efecte termice | Expansiune diferențială a șuruburilor, flanșelor și garniturii | Poate crește sau reduce sarcina șurubului |
| Presiune internă | Forța exercitată de fluidul de proces | Are tendința de a separa flanșele; trebuie contracarată de sarcina șuruburilor |
La Wenzhou Longan Flange Co., Ltd., proiectăm flanșele noastre plate pentru a optimiza acești factori. Flanșele noastre sunt fabricate din oțel de înaltă calitate și sunt prelucrate la dimensiuni precise pentru a asigura o potrivire și o distribuție adecvată a sarcinii. De asemenea, oferim îndrumări tehnice privind selecția șuruburilor, selecția garniturii și procedurile de strângere pentru a ajuta clienții noștri să obțină etanșări fiabile în aplicațiile lor specifice.
Sarcina șuruburilor este cea mai importantă variabilă în obținerea unei etanșări fiabile. Dacă sarcina șurubului este prea mică, garnitura nu va fi suficient de comprimată pentru a etanșa. Dacă sarcina șurubului este prea mare, garnitura poate fi strivită, șuruburile pot ceda sau flanșa poate fi deteriorată. Sarcina țintă a șurubului este determinată de recomandarea producătorului garniturii, care specifică solicitarea minimă și maximă de compresie pentru materialul garniturii. Această solicitare este apoi convertită într-o valoare a cuplului folosind frecarea filetului șurubului și geometria îmbinării. Relația cuplu-tensiune este dată de formula: T = K × D × F, unde T este cuplul, K este factorul piuliței (un coeficient adimensional care ține cont de frecare), D este diametrul nominal al șurubului și F este tensiunea dorită a șurubului.
Factorul nuci K este un parametru critic, dar adesea greșit înțeles. Depinde de lubrifierea filetelor, de finisajul suprafeței șurubului și a piuliței și de prezența oricăror acoperiri. O valoare tipică pentru K este 0,2 pentru șuruburile din oțel lubrifiat, dar poate varia de la 0,1 la 0,3 în funcție de condiții. Aceasta înseamnă că aceeași valoare a cuplului poate produce o tensiune a șuruburilor care variază cu un factor de trei. Acesta este motivul pentru care cuplul singur nu este un indicator de încredere al încărcării șuruburilor. Pentru aplicații critice, inginerii folosesc metode mai precise, cum ar fi măsurarea alungirii șuruburilor sau indicatorii de tensiune direcți. Tabelul de mai jos oferă valori tipice ale cuplului de strângere pentru dimensiunile obișnuite ale șuruburilor și materialele pentru garnituri.
| Dimensiunea șurubului | Tip garnitură | Tensiunea țintă a șuruburilor (MPa) | Cuplul recomandat (Nm) | Factorul de nuci (K) |
| M16 | Cauciuc | 30 - 50 | 80 - 120 | 0.20 |
| M16 | PTFE | 40 - 60 | 100 - 150 | 0.20 |
| M20 | Rană în spirală | 60 - 80 | 200 - 280 | 0.18 |
| M24 | Rană în spirală | 60 - 80 | 350 - 480 | 0.18 |
| M24 | Îmbrăcat metalic | 80 - 120 | 450 - 650 | 0.16 |
La fabrica noastră, oferim clienților noștri specificații detaliate ale cuplului pentru fiecare flanșă plată pe care o producem. Aceste specificații se bazează pe dimensiunile flanșei, dimensiunea și materialul șuruburilor, tipul de garnitură și condițiile de funcționare. De asemenea, recomandăm utilizarea cheilor dinamometrice calibrate și verificarea tensiunii șuruburilor folosind o a doua metodă, cum ar fi măsurarea alungirii șuruburilor cu un micrometru sau utilizarea unui contor de tensiune a șuruburilor cu ultrasunete. Această abordare riguroasă a controlului sarcinii șuruburilor este esențială pentru obținerea unei etanșări fiabile în aplicații critice.
Garnitura este componenta care creează de fapt etanșarea într-o conexiune cu flanșă plată cu șuruburi. Este un material compresibil care este strâns între fețele flanșei. Garnitura trebuie să fie suficient de moale pentru a se conforma neregularităților de suprafață ale fețelor flanșei, dar suficient de puternică pentru a rezista presiunii interne și atacului chimic al fluidului de proces. De asemenea, trebuie să fie suficient de rezistent pentru a-și menține stresul de compresie în timp și sub ciclul termic. Nu există un singur material de garnitură care să fie potrivit pentru toate aplicațiile. Alegerea materialului de garnitură depinde de temperatură, presiune și cerințele de compatibilitate chimică ale aplicației specifice.
Cele mai comune materiale pentru garnituri pentru flanșe plate sunt cauciucul, PTFE, înfășurat în spirală și înveliș metalic. Garniturile de cauciuc sunt utilizate în aplicații de joasă presiune și temperatură scăzută, cum ar fi liniile de apă și aer. Garniturile PTFE sunt utilizate în aplicații chimice în care este necesară rezistența la fluide agresive. Garniturile spiralate sunt utilizate în aplicații de înaltă presiune și temperatură înaltă, cum ar fi liniile de abur și hidrocarburi. Garniturile cu manta metalica sunt folosite in cele mai solicitante aplicatii, unde sunt necesare cele mai inalte niveluri de rezistenta la temperatura si presiune. Tabelul de mai jos compară proprietățile cheie ale acestor materiale pentru garnituri.
| Material garnituri | Temperatura maximă (°C) | Presiune maximă (bar) | Rezistență chimică | Aplicație tipică |
| Cauciuc (NBR) | 100 | 16 | Bun (apa, ulei) | Apă, aer, abur de joasă presiune |
| PTFE | 260 | 40 | Excelent | Prelucrare chimică, alimente |
| Rană în spirală | 500 | 100 | Foarte bun | Abur, hidrocarburi, presiune mare |
| Îmbrăcat metalic | 600 | 150 | Excelent | Temperatură înaltă, presiune înaltă |
La Wenzhou Longan Flange Co., Ltd., nu producem garnituri, dar lucrăm îndeaproape cu clienții noștri pentru a ne asigura că garnitura pe care o selectează este compatibilă cu flanșele noastre plate. Oferim dimensiuni detaliate ale feței flanșei, inclusiv înălțimea suprafeței ridicate și finisarea suprafeței, care sunt esențiale pentru așezarea corectă a garniturii. De asemenea, oferim îndrumări cu privire la solicitarea de compresie a garniturii și cuplul șuruburilor, pe baza recomandărilor producătorului de garnituri. Scopul nostru este să ne asigurăm că întregul sistem de îmbinare cu șuruburi - flanșă, garnitură și șuruburi - funcționează împreună pentru a obține o etanșare fiabilă.
Finisajul suprafeței feței flanșei este un parametru critic care este adesea trecut cu vederea. Garnitura trebuie să fie capabilă să se conformeze neregularităților suprafeței feței flanșei pentru a crea o etanșare. Dacă suprafața este prea aspră, este posibil ca garnitura să nu poată umple văile adânci și poate rămâne o cale de scurgere. Dacă suprafața este prea netedă, garnitura poate să nu poată prinde suprafața și poate aluneca sau extruda sub presiune. Finisajul optim al suprafeței este un echilibru între aceste două extreme. Pentru majoritatea materialelor pentru garnituri, se recomandă o rugozitate a suprafeței de Ra 3,2 până la 6,3 micrometri. Acest lucru se realizează de obicei prin prelucrarea feței flanșei cu un model de caneluri zimțate sau concentrice, cunoscut sub numele de finisaj „fonografic”.
Finisajul fonografic este specificat în standarde precum ASME B16.5 și EN 1092-1. Finisajul este creat de o unealtă care decupează o canelură spirală continuă pe fața flanșei. Adâncimea și distanța canelurilor sunt controlate pentru a obține rugozitatea dorită. Modelul canelurilor oferă o serie de creste și văi pe care garnitura le poate prinde. Această prindere previne exploatarea garniturii de presiunea internă și ajută la menținerea etanșării sub ciclul termic. Tabelul de mai jos oferă finisarea recomandată a suprafeței pentru diferite materiale de garnitură.
| Material garnituri | Rugozitate recomandată a suprafeței (Ra, µm) | Tip de finisare |
| Cauciuc | 3.2 - 6.3 | Fonografic (concentric sau zimțat) |
| PTFE | 1,6 - 3,2 | Fonografic sau neted |
| Rană în spirală | 3.2 - 6.3 | fonografice |
| Îmbrăcat metalic | 3.2 - 6.3 | fonografice |
La fabrica noastră, prelucrăm toate fețele noastre plate ale flanșelor la finisarea suprafeței specificate folosind strunguri CNC cu scule de precizie. Verificăm finisarea suprafeței folosind un profilometru și înregistrăm rezultatele în documentația noastră de control al calității. Acest lucru asigură că fiecare flanșă plată pe care o producem oferă suprafața optimă pentru așezarea garniturii. Oferim, de asemenea, o gamă de finisaje pentru față, inclusiv finisaj neted, finisaj zimțat și finisaj pentru îmbinări inelare, pentru a îndeplini cerințele diferitelor tipuri și aplicații de garnituri.
Secvența de strângere a șuruburilor este un alt factor critic în obținerea unei etanșări fiabile. Dacă șuruburile sunt strânse unul câte unul într-o ordine aleatorie, flanșa va fi deformată, iar compresia garniturii va fi neuniformă. Acest lucru poate duce la o scurgere, chiar dacă valorile finale ale cuplului sunt corecte. Procedura corectă este de a strânge șuruburile în stea sau în cruce, în mai multe treceri. Prima trecere ar trebui să fie o trecere cu cuplu scăzut (de obicei 30% din cuplul final) pentru a așeza garnitura și a alinia flanșele. A doua trecere ar trebui să fie o trecere cu cuplu mediu (de obicei 60% din cuplul final). Trecerea finală ar trebui să fie la cuplul maxim, din nou într-un model de stea. Această strângere graduală și uniformă asigură comprimarea uniformă a garniturii și că fețele flanșei rămân paralele.
Numărul de treceri și valorile specifice ale cuplului depind de dimensiunea flanșei, de numărul de șuruburi și de materialul garniturii. Pentru flanșe mari cu multe șuruburi, pot fi necesare trei sau patru treceri. Pentru flanșe mici, două treceri pot fi suficiente. Tabelul de mai jos oferă un ghid general pentru secvențele de strângere a șuruburilor.
| Dimensiunea flanșei | Numărul de șuruburi | Abonamente recomandate | Model de cuplu |
| DN50 - DN100 | 4 - 8 | 2 | Model de stea |
| DN150 - DN300 | 8 - 12 | 3 | Model de stea |
| DN350 - DN600 | 12 - 20 | 3 - 4 | Model de stea |
| > DN600 | > 20 | 4+ | Model stea, mai multe etape |
Controlul calității este esențial pentru a se asigura că procedura de strângere a fost efectuată corect. După trecerea finală a cuplului, un inspector calificat trebuie să verifice cuplul pe fiecare șurub folosind o cheie dinamometrică calibrată. Inspectorul ar trebui să verifice, de asemenea, spațiul dintre fețele flanșei în mai multe puncte din jurul circumferinței pentru a se asigura că flanșele sunt paralele. Dacă golul este neuniform, șuruburile trebuie slăbite și procedura de strângere trebuie repetată. La Wenzhou Longan Flange Co., Ltd., oferim clienților noștri instrucțiuni detaliate de instalare și specificații de cuplu pentru fiecare flanșă plată pe care o producem. Oferim, de asemenea, instruire la fața locului și asistență tehnică pentru a ajuta clienții noștri să obțină etanșări fiabile în aplicațiile lor critice.
Întrebarea 1: Care este cuplul corect al șuruburilor pentru o flanșă plată?
Răspuns: Cuplul corect al șurubului depinde de dimensiunea șurubului, de materialul șurubului, de materialul garniturii și de condițiile de funcționare. Este de obicei specificat de producătorul garniturii sau calculat folosind formula T = K × D × F, unde K este factorul piuliței, D este diametrul șurubului și F este tensiunea țintă a șurubului. Oferim specificații detaliate ale cuplului pentru fiecare flanșă plată pe care o producem la Wenzhou Longan Flange Co., Ltd. Este esențial să folosiți o cheie dinamometrică calibrată și să urmați secvența de strângere recomandată.
Întrebarea 2: De ce se scurge flanșa mea plată chiar și după ce strâng șuruburile la cuplul specificat?
Răspuns: Există mai multe motive posibile. Garnitura poate fi deteriorată sau din material greșit. Fețele flanșelor pot fi deteriorate sau pot avea un finisaj incorect al suprafeței. Șuruburile pot fi contaminate sau lubrifiate necorespunzător, rezultând un factor de piuliță care este diferit de valoarea presupusă. Flanșele pot să nu fie paralele. Sau condițiile de funcționare pot depăși presiunea sau temperatura nominală a garniturii. O inspecție amănunțită a tuturor componentelor și o revizuire a procedurii de instalare sunt necesare pentru a identifica cauza principală.
Întrebarea 3: Care este diferența dintre o față ridicată și o flanșă cu față plată?
Răspuns: O flanșă plată cu față ridicată are un mic inel ridicat pe față, în timp ce o flanșă cu față plată are o față complet plată. Fața ridicată este proiectată pentru a concentra sarcina șurubului pe garnitură, crescând solicitarea de etanșare. Flanșele cu fața plată sunt utilizate cu garnituri cu fața completă și sunt comune în aplicațiile de joasă presiune și cu flanșe din fontă sau plastic. Alegerea depinde de aplicație și de flanșa de împerechere.
Întrebarea 4: Cât de des ar trebui strânse din nou șuruburile cu flanșă plate?
Răspuns: Șuruburile cu flanșă plate trebuie strânse din nou după primele 24 de ore de funcționare, în special în aplicațiile la temperatură înaltă unde dilatarea termică și relaxarea garniturii pot cauza o pierdere a sarcinii șuruburilor. După aceea, strângerea din nou este efectuată de obicei în timpul intervalelor de întreținere programate, cum ar fi opririle anuale. Frecvența depinde de criticitatea aplicației și de condițiile de funcționare. Se recomandă, de asemenea, verificarea periodică a scurgerilor.
Întrebarea 5: Care este presiunea maximă pe care o poate etanșa o flanșă plată?
Răspuns: Presiunea maximă pe care o poate etanșa o flanșă plată depinde de ratingul flanșei, de materialul garniturii și de sarcina șurubului. De exemplu, o flanșă plată Clasa 150 cu o garnitură spiralată poate etanșa până la 20 bar la temperatura ambiantă. O flanșă Clasa 300 poate etanșa până la 50 bar. Presiunile mai mari necesită valori mai mari ale flanșei și materiale mai robuste pentru garnituri. În fabrica noastră, producem flanșe plate într-o gamă de clase de presiune pentru a îndeplini cerințele diferitelor aplicații.
Obținerea unei etanșări fiabile cu o flanșă plată cu șuruburi este o provocare de inginerie a sistemelor. Necesită combinația corectă de încărcare a șuruburilor, compresia garniturii, rigiditatea flanșei și finisarea suprafeței. Fiecare dintre acești factori trebuie specificat și controlat cu atenție pentru a se asigura că garnitura rămâne în stare de compresie pe toată durata de viață a îmbinării. Sarcina șurubului trebuie să fie suficientă pentru a comprima garnitura, dar nu atât de mare încât să deterioreze garnitura sau flanșa. Garnitura trebuie să fie compatibilă cu fluidul de proces și capabilă să reziste la temperatura și presiunea de funcționare. Fețele flanșei trebuie să fie plane și să aibă finisarea corectă a suprafeței pentru a permite garniturii să se conformeze și să se prindă. Și șuruburile trebuie strânse în ordinea corectă pentru a asigura o distribuție uniformă a sarcinii. La Wenzhou Longan Flange Co., Ltd., fabrica noastră produce flanșe plate de peste două decenii și am dezvoltat o înțelegere profundă a acestor factori. Flanșele noastre sunt prelucrate cu precizie pentru a asigura o potrivire și o distribuție adecvată a sarcinii și oferim clienților noștri suportul tehnic de care au nevoie pentru a obține etanșări fiabile.
Fie că proiectați un nou sistem de conducte sau întrețineți unul existent, vă invităm să ne contactați pentru a discuta cerințele dumneavoastră pentru flanșe plate. Echipa noastră de ingineri vă poate ajuta să selectați flanșa potrivită pentru aplicația dvs., să vă ofere specificații de cuplu și să vă ofere îndrumări cu privire la alegerea și instalarea garniturii. Ne angajăm să oferim clienților noștri produse de cea mai înaltă calitate și cele mai bune servicii posibile.
Contactați astăzi Wenzhou Longan Flange Co., Ltd.pentru a discuta despre cerințele dumneavoastră pentru flanșe plate și pentru a descoperi cum produsele noastre vă pot ajuta să obțineți o etanșare fiabilă în aplicațiile dumneavoastră critice.
