Hướng dẫn lắp đặt miếng đệm vết thương xoắn ốc

Cài đặt một miếng đệm vết thương xoắn ốc chính xác là yếu tố quan trọng nhất để đạt được mối nối mặt bích không bị rò rỉ. Ngay cả chất lượng cao nhất đệm kim loại sẽ hỏng sớm nếu bề mặt tựa bị bẩn, mô-men xoắn của bu-lông tác dụng không đều hoặc chọn sai loại đệm lót cho các điều kiện vận hành. Hướng dẫn này cung cấp quy trình lắp đặt từng bước, trình tự vặn xoắn và danh sách kiểm tra trước và sau khi lắp đặt - căn cứ vào Miếng đệm ASME B16.20 tiêu chuẩn và thực tiễn lĩnh vực lọc hóa dầu trong thế giới thực.

Một miếng đệm vết thương xoắn ốc bao gồm một dải kim loại hình chữ V - thường là thép không gỉ 304/316 - được quấn xen kẽ với một chất độn mềm như chất dẻo dẻo. đệm than chì vật chất hoặc Miếng đệm PTFE phụ. Vương miện giống như lò xo trong dải kim loại mang lại khả năng phục hồi đặc biệt dưới áp suất và nhiệt độ dao động, làm cho miếng đệm vết thương xoắn ốc trở thành giải pháp bịt kín ưa thích cho đệm áp suất cao và đệm nhiệt độ cao ứng dụng trong dầu khí, lọc dầu, sản xuất điện và xử lý hóa chất.

Cho dù bạn là kỹ sư bảo trì đang chuẩn bị quay vòng theo lịch trình hay người quản lý mua sắm tìm nguồn cung ứng từ một nhà cung cấp đủ năng lực nhà sản xuất miếng đệm vết thương xoắn ốc , hiểu rõ toàn bộ quy trình lắp đặt sẽ bảo vệ tài sản của bạn, đảm bảo tuân thủ quy định và kéo dài thời gian bảo trì của mọi khớp nối mặt bích trong cơ sở của bạn.

Hiểu biết Vòng đệm vết thương xoắn ốc Xây dựng

Trước khi cài đặt, kỹ thuật viên phải hiểu họ đang làm việc với cái gì. Một miếng đệm vết thương xoắn ốc tiêu chuẩn có tối đa bốn vùng riêng biệt, mỗi vùng thực hiện một chức năng kết cấu hoặc bịt kín cụ thể.

Bốn vùng của miếng đệm vết thương xoắn ốc

• Vòng trong (vòng kim loại nguyên khối): Ngăn chặn cuộn dây bị xẹp vào lỗ khoan khi chịu tải bu lông cao. Bắt buộc đối với Lớp 900 trở lên theo ASME B16.20.
• Cơ thể cuộn dây: Dải kim loại xen kẽ và vật liệu độn tạo nên lớp bịt kín chính. Mật độ chất độn điển hình là 1,0–1,4 g/cm³ đối với than chì dẻo.
• Vòng định tâm ngoài (vòng dẫn hướng): Định tâm miếng đệm trong lỗ mặt bích và hạn chế cuộn dây bị nén quá mức. Mã màu theo vật liệu theo tiêu chuẩn ASME B16.20.
• Vật liệu làm đầy: Than chì (lên đến 450°C), PTFE (dịch vụ hóa học lên tới 260°C), mica (trên 600°C) hoặc sợi gốm cho các ứng dụng nhiệt độ khắc nghiệt.

Hệ thống mã màu được chuẩn hóa trong ASME B16.20 giúp kỹ thuật viên hiện trường nhanh chóng xác định đệm công nghiệp vật liệu tại chỗ. Ví dụ, vòng ngoài màu vàng thường biểu thị vòng định tâm bằng thép cacbon, trong khi màu đỏ thường biểu thị thép không gỉ. Luôn xác minh với bạn nhà cung cấp đệm của tài liệu thay vì chỉ dựa vào màu sắc, vì các nhà sản xuất không phải ASME có thể sử dụng các quy ước khác nhau.

Kiểm tra và chuẩn bị trước khi lắp đặt

Việc chuẩn bị bề mặt không đúng cách có thể gây ra ước tính 40–60% tổng số rò rỉ ở mặt bích trong các nhà máy chế biến. Mất 15 đến 30 phút để kiểm tra kỹ lưỡng trước khi lắp đặt sẽ loại bỏ các nguyên nhân gốc rễ phổ biến nhất gây ra hỏng đệm đệm trước khi chúng xảy ra.

Bước 1 - Kiểm tra miếng đệm khi nhận được

Trước khi mở mối nối, hãy kiểm tra miếng đệm theo đơn đặt hàng và thông số mặt bích. Kiểm tra những điều sau:

• Đúng kích thước ống danh nghĩa (NPS) và loại áp suất (ví dụ: ASME Lớp 150, 300, 600, 900, 1500 hoặc 2500).
• Vật liệu cuộn dây và vật liệu độn phù hợp với yêu cầu về khả năng tương thích hóa học của chất lỏng trong quá trình.
• Không có hư hỏng rõ ràng - vết lõm, cuộn dây lỏng lẻo, chất độn bị tách ra hoặc ăn mòn trên dải kim loại.
• Màu vòng ngoài khớp với kim loại được chỉ định theo mã ASME B16.20.
• Miếng đệm còn trong thời hạn sử dụng được khuyến nghị - các miếng đệm chứa đầy than chì phải được bảo quản tránh ánh nắng trực tiếp và môi trường oxy hóa.

Bước 2 - Làm sạch và kiểm tra các mặt bích

Làm sạch kỹ bề mặt tiếp xúc của mặt bích bằng dung môi thích hợp - axeton hoặc cồn isopropyl đối với hầu hết các mặt bích bằng thép cacbon và thép không gỉ. Loại bỏ tất cả dấu vết của vật liệu gioăng cũ, rỉ sét, cặn và cặn trong quá trình xử lý. Chỉ sử dụng bàn chải sắt, dụng cụ cạo mặt bích hoặc miếng mài mòn nếu có vết rỗ hoặc vết oxy hóa nặng; luôn hoàn tất bằng vải không có xơ và khăn lau bằng dung môi.

Đo độ nhám bề mặt (Ra) của mặt bích nâng. Đối với các miếng đệm có vết thương xoắn ốc, bề mặt hoàn thiện được khuyến nghị là 125–250 µin Ra (3,2–6,3 µm Ra) - lớp hoàn thiện ghi âm có răng cưa được tạo ra bằng công cụ cắt 45°/90° ở độ sâu được kiểm soát. Lớp hoàn thiện mịn hơn 125 µin có thể làm cho cuộn dây bị trượt thay vì bị lún; lớp hoàn thiện thô hơn 500 µin có thể làm thủng chất độn và tạo ra các đường rò rỉ.

Kiểm tra các vết xước xuyên tâm, rỗ và cong vênh bằng cách sử dụng một cạnh thẳng ngang qua đường kính mặt bích. Bất kỳ khuyết tật xuyên tâm nào sâu hơn 0,3 mm chạy liên tục từ lỗ khoan đến đường kính ngoài đều là cơ sở để gia công lại mặt bích trước khi đệm lại.

Bước 3 - Kiểm tra đinh tán, đai ốc và vòng đệm

Bu lông đinh và đai ốc lục giác nặng phải được làm sạch, kiểm tra hư hỏng ren và bôi trơn. Việc bôi trơn bu lông là rất quan trọng: các ren không được bôi trơn có thể hấp thụ tới 50% mô-men xoắn tác dụng dưới dạng ma sát, chỉ để lại 50% có sẵn để tạo ra ứng suất cho miếng đệm. Sử dụng hỗn hợp dán molybdenum disulfide (MoS₂) hoặc hợp chất chống bám dính được xếp hạng phù hợp với phạm vi nhiệt độ vận hành. Bôi chất bôi trơn lên toàn bộ chiều dài ren của chốt và cả hai mặt ổ trục đai ốc.

Lắp đặt miếng đệm vết thương xoắn ốc từng bước

Thực hiện theo quy trình này cho mọi khớp nối mặt bích. Việc bỏ qua các bước — ngay cả những bước có vẻ nhỏ nhặt — có thể ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của một đệm áp suất cao khớp hoạt động ở nhiệt độ cao hoặc với môi trường nguy hiểm.

Bước 4 - Định vị miếng đệm

Đặt miếng đệm vết thương xoắn ốc vào giữa mặt bích phía dưới. Vòng định tâm bên ngoài phải tiếp xúc với các lỗ bu lông mặt bích hoặc lỗ khoan ống, tùy thuộc vào loại mặt bích (mặt nâng, mặt phẳng hoặc khớp kiểu vòng). Không bao giờ sử dụng xi măng đệm, chất bịt kín hoặc chất kết dính trên các miếng đệm có vết thương xoắn ốc - những chất này nén không đều, khiến cuộn dây không vào đúng vị trí và có thể gây ra hỏng hóc sớm. Không sử dụng lại miếng đệm vết thương xoắn ốc đã lắp đặt trước đó trong bất kỳ trường hợp nào.

Bước 5 - Căn chỉnh các mặt bích

Đưa mặt bích vào vị trí mà không kéo nó qua mặt đệm. Độ lệch mặt bích là nguyên nhân hàng đầu khiến miếng đệm chịu tải không đều. Khoảng cách giữa các mặt bích phải song song trong 1,5 mm trên bất kỳ đường kính nào trước khi lắp bu lông. Sử dụng chốt căn chỉnh mặt bích ở hai lỗ bu lông đối diện nhau để giữ vị trí trong khi lắp các bu lông còn lại vào. Không bao giờ sử dụng bu lông để kéo các mặt bích bị lệch lại với nhau - điều này có thể làm gãy hệ thống đường ống nối và gây ra hỏng khớp nghiêm trọng.

Bước 6 - Chèn và siết chặt tất cả các bu lông bằng tay

Chèn tất cả các đinh tán và đai ốc vào và siết chặt bằng tay một cách đồng đều. Ở giai đoạn này, mọi đai ốc phải vừa khít nhưng không bị vặn. Xác nhận rằng miếng đệm không bị dịch chuyển - xác minh trực quan việc định tâm từ cả hai phía của khớp. Tháo các chốt căn chỉnh sau khi tất cả các bu lông đã vào đúng vị trí và siết chặt bằng tay.

Bước 7 - Áp dụng mô-men xoắn theo hình chữ thập

Mô-men xoắn được áp dụng nhiều lần bằng cách sử dụng mẫu chữ thập (sao) - không phải mẫu tuần tự theo chiều kim đồng hồ. Một mô hình tuần tự áp dụng toàn bộ tải cho một bên trước mặt đối diện, làm nghiêng miếng đệm và tạo ra các đường rò rỉ. Quy trình được đề xuất là:

1. Vượt qua 1: 20–30% giá trị mô-men xoắn mục tiêu, kiểu chéo.
2. Vượt qua 2: 50–70% giá trị mô-men xoắn mục tiêu, mô hình chéo.
3. Vượt qua 3: 100% giá trị mô-men xoắn mục tiêu, mô hình chéo.
4. Đạt 4 (xác minh): 100% mô-men xoắn mục tiêu, tuần tự theo chiều kim đồng hồ xung quanh tất cả các bu lông. Chỉ dừng lại ở mỗi bu-lông nếu nó vẫn đang quay - nếu nó đã đạt mô-men xoắn, hãy tiếp tục.

Đối với mặt bích có lỗ khoan lớn (NPS 12 trở lên), hãy cân nhắc sử dụng bộ căng bu lông thủy lực thay vì cờ lê lực. Bộ căng tác dụng tải theo chiều dọc chứ không phải thông qua xoắn, đạt được độ giãn dài của bu lông đồng đều hơn và giảm sự phân tán trong tải kẹp đạt được. Độ phân tán điển hình với cờ lê lực đã hiệu chỉnh là ±25–30%; bộ căng thủy lực giảm độ phân tán xuống ± 5–10%.

Giá trị mô-men xoắn của bu lông và ứng suất của miếng đệm

Mô-men xoắn chính xác không phải là một giá trị duy nhất - nó phụ thuộc vào kích thước miếng đệm, loại mặt bích, đường kính và cấp bu lông, chất bôi trơn được sử dụng và ứng suất tựa vào miếng đệm tối thiểu cần thiết (giá trị m và y theo ASME Phần VIII). Sử dụng mô-men xoắn quá ít dẫn đến lực ép chỗ ngồi không đủ và rò rỉ; mô-men xoắn quá lớn sẽ đè bẹp cuộn dây và phá hủy khả năng phục hồi của lò xo giúp cho các miếng đệm vết thương dạng xoắn ốc hoạt động hiệu quả trong chu trình nhiệt.

Một miếng đệm vết thương xoắn ốc cho một đệm mặt bích ứng dụng thường yêu cầu ứng suất ngồi tối thiểu (y) là 10.000–15.000 psi (69–103 MPa) và a maintenance factor (m) of 3.0–6.5 depending on filler material and pressure class. These values should be obtained from the gasket manufacturer's technical data sheet rather than generic published tables, since dimensions and winding density vary by manufacturer.

Công thức mô men xoắn tổng quát kết hợp hệ số ma sát (K), đường kính bu lông (d) và tải trọng bu lông (F) là: T = K × d × F . Đối với các đinh tán được bôi trơn bằng MoS₂, K thường là 0,14–0,16. Đối với các đinh tán khô, không được bôi trơn, K có thể đạt 0,20–0,22, nghĩa là cùng một mô-men xoắn tạo ra tải trọng bu-lông ít hơn đáng kể - một lý do quan trọng để bắt buộc phải bôi trơn bu-lông trong mọi trường hợp. niêm phong đệm thủ tục.

Kiểm tra sau khi lắp đặt và vặn lại chốt nóng

Quá trình cài đặt không kết thúc khi việc vượt qua chốt cuối cùng được hoàn thành. Hai hoạt động sau lắp đặt rất quan trọng đối với tính toàn vẹn của mối nối lâu dài: kiểm tra rò rỉ ban đầu và vặn lại bu-lông nóng.

Kiểm tra áp suất trước khi hoạt động trở lại

Các mối nối đệm mới phải được kiểm tra thủy tĩnh hoặc khí nén trước khi đưa chất lỏng xử lý trở lại hoạt động. Thử nghiệm thủy tĩnh ở áp suất thiết kế 1,5 lần là tiêu chuẩn cho hầu hết các hệ thống đường ống theo ASME B31.3. Trong quá trình thử nghiệm, kiểm tra mối nối bằng mắt xem có rò rỉ hoặc chảy nước không. Không vặn lại bu lông khi mối nối đang chịu áp suất thử - đây là mối nguy hiểm về an toàn và có thể gây gãy bu lông đột ngột.

Quy trình vặn lại chốt nóng

Khi hệ thống mặt bích đạt đến nhiệt độ vận hành lần đầu tiên, sự giãn nở nhiệt gây ra sự giãn dài của bu lông và sự giãn của vật liệu độn (đặc biệt với chất độn than chì), làm giảm tải trọng hiệu quả của bu lông bằng cách 10–25% . Một mô-men xoắn nóng - được thực hiện ở nhiệt độ vận hành trong vòng 2–4 giờ kể từ khi khởi động ban đầu - sẽ khôi phục tải trọng mục tiêu của bu-lông và bù đắp cho những tác động này. Việc vặn lại nóng phải được thực hiện theo trình tự mẫu chéo giống như quy trình mô-men xoắn ban đầu.

Các quy trình an toàn cho mô men xoắn nóng phải giải quyết nguy cơ nhân viên tiếp xúc với bề mặt nóng (trên 60°C) và hệ thống điều áp. Sử dụng cờ lê lực đã được hiệu chỉnh có tay cầm mở rộng để giúp người vận hành tránh xa khớp nóng. Đối với các hệ thống chứa chất lỏng nguy hiểm, mô men xoắn nóng cần có giấy phép hoạt động chính thức. Một số người vận hành bỏ qua mô-men xoắn nóng trên các miếng đệm chứa đầy PTFE do độ nhạy rão của PTFE cao hơn ở nhiệt độ cao - hãy tham khảo ý kiến của bạn nhà cung cấp đệm hướng dẫn kỹ thuật của vật liệu phụ cụ thể.

Chọn miếng đệm vết thương xoắn ốc phù hợp cho ứng dụng của bạn

Lựa chọn vật liệu chính xác không thể tách rời khỏi việc lắp đặt đúng. Một miếng đệm được lắp đặt hoàn hảo được làm từ vật liệu sai chắc chắn sẽ bị hỏng như một vật liệu phù hợp được lắp đặt không đúng cách. Ma trận lựa chọn dưới đây bao gồm các biến quan trọng nhất.

Lựa chọn kim loại quanh co

Kim loại cuộn dây phải chống lại sự ăn mòn từ cả chất lỏng xử lý và môi trường bên ngoài. Đối với hầu hết các ứng dụng dầu khí và hóa chất, thép không gỉ 316 là lựa chọn tiêu chuẩn. Đối với các dịch vụ chứa clorua trên 60°C, cuộn dây Hợp kim 825 hoặc Hastelloy C-276 mang lại khả năng chống nứt ăn mòn do ứng suất vượt trội. Đối với các dòng dầu thô và khí nhà máy lọc dầu có hàm lượng lưu huỳnh cao, thép không gỉ 317L hoặc loại song công là những lựa chọn phổ biến.

Hướng dẫn lựa chọn vật liệu phụ

• Than chì linh hoạt: Tốt nhất cho hơi nước, hydrocarbon, hầu hết các axit và kiềm. Không thích hợp cho dịch vụ axit oxy hóa mạnh (nitric, sulfuric đậm đặc) hoặc dịch vụ oxy lỏng.
• PTFE: Được ưu tiên cho các ứng dụng axit mạnh, dung môi, dược phẩm và thực phẩm. Giới hạn ở 260°C và áp suất vừa phải. Độ rão cao - yêu cầu tải bu lông tối đa thấp hơn.
• Mica: Dành cho các ứng dụng lò đốt và khí đốt có nhiệt độ trên 450°C, nơi than chì sẽ bị oxy hóa. Ít phù hợp hơn so với than chì, đòi hỏi mặt bích mịn hơn.
• Sợi gốm: Dành cho dịch vụ ở nhiệt độ khắc nghiệt trên 700°C trong môi trường không ăn mòn. Giòn - yêu cầu xử lý cẩn thận trong quá trình cài đặt.

Những lỗi cài đặt phổ biến và cách tránh chúng

Kinh nghiệm thực địa từ các chương trình bảo trì nhà máy hóa dầu luôn xác định các lỗi lắp đặt giống nhau ở các địa điểm và nhà điều hành khác nhau. Hiểu các chế độ lỗi này cũng quan trọng như biết đúng quy trình.

Sử dụng lại miếng đệm đã nén trước đó

Khi một miếng đệm vết thương xoắn ốc đã được nén giữa các mặt bích và không được tải, độ đàn hồi trong cuộn dây kim loại sẽ bị giảm vĩnh viễn. Vật liệu độn - đặc biệt là PTFE - đã chảy vào các bề mặt không đều và không thể phù hợp lại với mối nối mới. Không bao giờ sử dụng lại miếng đệm vết thương xoắn ốc. Chi phí của một miếng đệm thay thế không đáng kể so với chi phí cho việc mở mặt bích thứ hai hoặc rò rỉ trong quá trình.

Bôi keo hoặc hợp chất ren vào các mặt đệm

Các hợp chất bịt kín được áp dụng cho bề mặt cuộn dây tạo ra một lớp tiếp xúc không đồng nhất khiến cho miếng đệm bị lệch tâm. Tải trọng bu lông sau đó tập trung vào các điểm cao, dẫn đến sự nén quá mức cục bộ của cuộn dây và khả năng thổi qua ở các vùng ứng suất thấp. Chất bôi trơn duy nhất được chấp nhận trong cụm đệm là trên ren bu lông và mặt ổ trục đai ốc - không bao giờ bôi trên bề mặt tiếp xúc của đệm.

Sử dụng miếng đệm có cấp áp suất không chính xác

Miếng đệm Loại 300 được lắp vào mặt bích Loại 600 sẽ bị nén quá mức và bị phá hủy - vòng ngoài của nó sẽ không hạn chế được lực nén một cách thỏa đáng. Ngược lại, miếng đệm Loại 600 trong mối nối Loại 300 sẽ bị nén kém, dẫn đến ứng suất tiếp xúc không đủ và rò rỉ. Luôn kiểm tra đánh dấu cấp áp suất trên vòng ngoài của miếng đệm so với định mức mặt bích trước khi lắp đặt.

Bỏ qua sự xoay mặt bích và độ căng của ống

Biến dạng đường ống - ứng suất tác dụng lên mối nối mặt bích do đường ống bị lệch hoặc được hỗ trợ không đầy đủ - tạo ra mô men uốn tải không đều một bên của miếng đệm. Ngay cả một khớp nối được mô-men xoắn hoàn hảo cũng sẽ bị rò rỉ nếu đường ống chịu chuyển động nhiệt đáng kể mà không có vòng giãn nở hoặc hỗ trợ thích hợp. Phân tích ứng suất đường ống phải xác nhận rằng tải trọng mặt bích vẫn nằm trong giới hạn cho phép của ASME B16.5 trước khi đóng mối nối.

OEM và sản xuất miếng đệm vết thương xoắn ốc tùy chỉnh

Đối với các ứng dụng mà các miếng đệm trong danh mục tiêu chuẩn không phù hợp - kích thước mặt bích không chuẩn, phương tiện khắc nghiệt hoặc các yêu cầu quy định đặc biệt - hãy làm việc trực tiếp với một chuyên gia có trình độ. nhà sản xuất miếng đệm vết thương xoắn ốc cung cấp dịch vụ OEM và ODM mang lại những lợi thế đáng kể.

Công ty TNHH Vật liệu niêm phong Ninh Ba Rilson, được thành lập năm 2007 và đặt tại Ninh Ba, tỉnh Chiết Giang, vận hành một cơ sở sản xuất rộng 20.000 m2 dành riêng cho việc thiết kế và sản xuất các miếng đệm kín cho các lĩnh vực dầu khí, hóa chất, điện, đóng tàu và sản xuất máy móc. Là một người chuyên nghiệp nhà cung cấp đệm và manufacturer, Rilson's product range includes spiral wound gaskets, ring joint gaskets, kammprofile gaskets, corrugated metal gaskets, insulation kit gaskets, and non-asbestos gaskets — covering virtually the complete spectrum of industrial flange sealing requirements.

Khi tham gia một nhà sản xuất miếng đệm vết thương xoắn ốc để phát triển tùy chỉnh hoặc OEM, kỹ sư mua sắm nên yêu cầu:

• Giấy chứng nhận truy xuất nguồn gốc vật liệu cho dải quấn và chất độn, bao gồm cả tham chiếu số nhiệt.
• Báo cáo kiểm tra kích thước xác nhận ID, OD và độ dày trong ASME B16.20 hoặc dung sai đã thỏa thuận.
• Kết quả kiểm tra rò rỉ thủy tĩnh hoặc khí nén nếu có.
• Dữ liệu về mật độ cuộn dây và tải trọng nén để tính toán ứng suất của miếng đệm.
• Báo cáo tương thích hóa học hoặc tài liệu tuân thủ NACE MR0175 cho dịch vụ chua.

Câu hỏi thường gặp