Типы утечек из фланцевых соединений

Уплотнительные элементы фланцевых соединений испытывают на себе влияние комплексных факторов, таких как усилие затяжки болтовых соединений, давление жидкой или газовой среды транспортируемой по трубопроводу, температурных колебаний, гидроударов и т.д. Периодически такое воздействие приводит к утечкам или прорывам прокладок. В настоящее время эксперты различают четыре типа утечек:

• Утечки из зоны сопряжения;
• Утечки инфильтрации (просачивания);
• Утечки диффузии;
• Утечки, вызванные разрушением.

Утечки из зоны сопряжения прокладки и поверхности фланца

Данный тип утечки происходит в случае, если прокладка сжимается недостаточно плотно или контактная поверхность фланца была обработана недостаточно хорошо. Применение деформированных фланцев также может привести к утечке. Оптимальным решением в данной ситуации является использование более мягкой прокладки, конечно, если рабочее давление в системе это позволяет. Мягкий материал прокладки заполняет микронеровности, устраняя причины потери герметичности фланцевых соединений.

Утечки инфильтрации

Большое количество мягких материалов прокладок создаются на базе волокон. Это может приводить к просачиванию транспортируемой среды сквозь материал прокладки, особенно если выбор типа прокладки осуществлялся без учета химического состава продукта и рабочего давления в системе. Вследствие капиллярного эффекта жидкие и газообразные среды проникают из области с высоким давлением в область с низким давлением, что собственно и приводит к утечке.

Утечки диффузии

Диффузия является результатом молекулярного движения, причем данный процесс не является односторонним. Наиболее ярко процессы диффузии проявляются в зонах контакта, особенно если материал прокладки обладает капиллярным эффектом. Наличие разряжения или разницы в давлениях еще более усиливают процессы диффузии. Наиболее подвержены диффузии токсичные и радиоактивные вещества, поэтому при их обработке вопросам безопасности должно уделяться особое внимание. Также диффузии подвержены газы, такие как водород или азот.

Утечки, вызванные разрушением

Этот тип утечек, как правило, несет самые серьезные негативные последствия для технологического процесса, поскольку утечки вызванные разрушением нередко переходят в прорывы. В общем случае утечки разрушения бывают следствием следующих причин:

• Эксплуатации фланцевых соединений в тяжелых условиях агрессивной внешней среды;
• Механических повреждений;
• Деформации под влиянием вибраций и изгибающих нагрузок;
• Коррозионного разрушения материала прокладки или фланца.

Избежать утечек различных типов можно лишь одним способом – тщательным анализом условий эксплуатации на стадии проектирования фланцевого соединения. Проектируя фланцевое соединение, разработчики должны по возможности учитывать все доступные для измерения факторы, такие как давление, температура, тип транспортируемой среды и т.д. На основе данного анализа принимается решение о выборе того или иного типа фланца, толщины прокладки, типа материала прокладки, усилия затяжки болтовых соединений и материала для изготовления фланцев. Во многих случаях крайне полезным является также изучение спецификаций, предоставляемых производителями прокладок.