Как предотвратить прорыв стальной прокладки фланца Часть I
Прорыв стальной прокладки фланца приводит к аварийному нарушению герметичности соединения. Это происходит в тех случаях, когда усилие, создаваемое гидростатическим давлением, приближается к нагрузочной способности болта. В этот момент силы, действующие на прокладку, уравновешиваются и достаточно даже небольшого гидравлического удара, чтобы привести к мгновенной и интенсивной утечке жидкости из трубопровода.
В любом болтовом соединении фланцев может возникнуть ситуация, когда даже небольшое увеличение давления внутри трубопровода провоцирует прорыв. Некоторые типы прокладок лопаются потому, что сила трения, удерживающая их в нормальном положении, оказывается недостаточной. Факторами, которые определяют предельное давления прорыва, являются площадь болта, его диаметр, жесткость, эластичность и предел упругости.
Роль прокладки
На практике возникают два основных типа прорыва прокладок. Первый – это когда материал теряет целостность. В этом случае стальная прокладка фланца имеет физический разрыв, и жидкость под большим давлением устремляется в возникший канал. Во втором случае прорыва происходит сохранение относительной целостности материала прокладки, которая меняет свою геометрическую форму. В любом случае обе ситуации приводят к утечке, которая чревата дорогостоящими последствиями ремонта и негативным воздействием на окружающую среду.
Существует распространенное заблуждение, что прорыв происходит вследствие недостаточной прочности на растяжение материала прокладки. На самом деле основной причиной разрыва является недостаточная нагрузка на болт, и, как следствие, пониженное давление на стальную прокладку фланца. В правильно спроектированном и собранном соединении фланцев нагрузочная сила болта, действующая на поверхность прокладки, значительно выше, чем выталкивающая сила, возникающая под давлением жидкости в трубопроводе. Разрыв происходит в момент, когда нагрузка болта приближается к критической точке.
Выбор и установка прокладки
Выбор правильного типа прокладки и ее корректная установка являются ключевыми факторами позволяющими предотвратить прорыв. Неправильный выбор прокладки может привести к чрезмерному ее ослаблению, разрушению от химического или температурного воздействия, а также простому физическому разрушению в процессе затяжки резьбового соединения. Все эти факторы могут привести к снижению сжимающей нагрузки и создают потенциальную возможность прорыва. Спецификации для прокладки в каждом конкретном приложении должны быть разработаны совместно с производителем.
Правильный выбор стальной прокладки фланца это только часть процесса позволяющие избежать проблем. Нагрузку достаточную для создания уплотнения и поддержания герметичности соединения фланцев под воздействием давления можно обеспечить лишь правильной установкой.
Учитывая, что степень ослабления прокладок в значительной степени зависит от материала и рабочей температуры, при выборе предварительной нагрузки на болт нужно учитывать потенциальную возможность ослабления.