Особенности эксплуатации фланцев в условиях значительных перепадов давления и температур Часть I
Повышение надежности соединений фланцев требует понимания того, почему те или иные конструктивные решения приводят к сбоям. Тяжелые условия работы на критически важных этапах технологических процессов требуют детального анализа соединений фланцев и каждого их компонента, включая прокладки овального сечения и крепежные элементы.
Наиболее проблемным оборудованием являются теплообменники, постоянно испытывающие колебания температуры и гидростатического давления. При этом уплотнение принимает на себя большую часть нагрузки. Неправильно нагруженная прокладка овального сечения является одной из наиболее частых причин сбоев в работе гидравлических систем, котлов и сосудов под давлением. Прокладка должна соответствовать поверхности фланца и должна быть сжата в достаточной степени, чтобы закрыть все пустоты и предотвратить утечку. Это напряжение называют минимальной нагрузкой на прокладку.
При расчетах гидравлических систем также рассчитывается нагрузка на прокладку, обеспечивающая герметичность, когда сосуд находится под давлением. Оба вышеуказанных параметра имеют ключевое значение для проектирования герметичного соединения фланцев. Несмотря на то, что оба этих фактора важны, для обеспечения надежности фланцевого соединения, работающего в условиях повышенных температур и давления, нужно произвести анализ всей сборки.
Слишком малые усилия, прикладываемые к прокладке, могут привести к утечке, а избыточная затяжка может стать причиной ползучести материала, необратимому повреждению прокладки, деформации фланца и элементов крепежа. В результате перегрузки фланец может изгибаться.
Прокладки овального сечения обеспечивают герметизацию, в то время как фланцевые болты обеспечивают заданное давление на прокладку, необходимое для достижения эффективного уплотнения. Болт является упругим элементом и при затяжке он может растягиваться. В зависимости от температурных колебаний он может как уменьшать, так и увеличивать свою длину.