Подбор уплотнителя для фланцевых соединений

Уплотнитель – собирательное понятие для ряда материалов. Сегодня существует множество вариантов уплотнителей, каждый из которых можно применять для соединения участков трубопровода в отдельных отраслях промышленности. Без уплотнителя фланцевое соединение не может быть подключено, точнее, отсутствие уплотнителя гарантирует быстрый износ оборудования, высокий риск возникновения механических повреждений и, как следствие, серьезных аварийных ситуаций.

Однако использовать первый попавшийся уплотнитель также неверно. При выборе прокладок важно учитывать не только материал, производителя изделия, но что гораздо важнее – технические условия эксплуатации, в то числе давление, температуру. Сам материал должен быть достаточно прочным и упругим, износостойким и инертным к среде, в которой будет применен. Он должен быть устойчив к деформации и коррозийным процессам, потому, выбирая даже металлические уплотнители важно уточнить их твердость, которая должна быть ниже, чем у других элементов.

Понятие

Уплотнитель – группа материалов, необходимых для герметизации мест соединений отдельных элементов трубопровода. Уплотнители призваны упростить процесс монтажа и продлить износостойкость и срок эксплуатации трубопровода. Подбирать уплотнители необходимо со знанием условий эксплуатации и в соответствии с установленными нормативами. Также ряд рекомендаций, как правило, указывается в проектной документации к оборудованию. Что касается видов, для фланцев используют несколько видом уплотнителей: неметаллические, из металла и комбинированные. Главное, чтобы каждый из материалов имел уверенные физико-технические свойства, был пригоден к эксплуатации и был изготовлен в соответствии с ГОСТ, ОСТ и АТК принятых в нашей стране и характеризующих основные параметры и размеры уплотнителей, конструкцию, размеры, технические требования и т.д.

Наиболее востребованные плоские эластичные уплотнители

Плоские эластичные уплотнители выполняются из резины, паронита, картона, фторопласта и подходят для фланцевых соединений, выдерживая высокое давление до 20 МПа и температуру от -40 до +450. Паронит универсален и может применяться для трубопроводов разного типа с разным проходящим веществом, в том числе, продуктами нефтегазовой отрасли. Насчитывается семь марок паронита, каждая из которых прекрасно справляется со своей задачей и может быть использована даже в тяжелых отраслях промышленности, например, металлургии и металлообработке.

Паронит ПОН-А также подходит для фланцев, но с некоторыми ограничениями: давление в системе не может быть выше 4 МПа, в качестве транспортируемых веществ подходит горячая вода, пар, жидкий газ, продукты нефтепереработки.
Паронит ПОН-Б подходит для тех же рабочих сред, что и ПОН-А, имеет схожие с ПОН-А ограничения, однако выдерживает большее давление – до 6, МПа.
Паронит ПОН-В разработан для легких топливных веществ и скважинных продуктов. Рабочее давление - 4 МПа.
Паронит ПМБ как и паронит ПОН подходит для фланцевых соединений, но с большим диапазоном рабочей температуры – от -40 до +490 градусов и давлением до 10 МПа. К тому же он более устойчив к агрессивным средам. ПМБ-1 подходит для гладких соединений с рабочим диапазоном температур от -2 до +250 и давлением до 16 МПа.
Паронит ПК практически не имеет эксплуатационных ограничений и может выдерживать температуру до +250 С и давление до 10 МПа, что вполне подходит для безопасной транспортировки газов, продуктов нефтепереработки и различных масел.
Паронит ПА – отличный универсальный вариант для гладких соединений и креплений по типу шип-паз. Предел допустимой температуры +180 С, давления 10 Мпа. Подходит для нейтральных веществ, продуктов нефтепереработки и различных масел.
Фторопласт или политетрафторэтилен обладает высокими диэлектрическими свойствами, стойкостью к сильным агрессивным средам и широким диапазоном рабочей температуры -269 до +260 С. Помимо прочего производители отмечают инертные свойства к бактериям, влаге и разного рода климатическим влияниям.
Лента ФУМ или фторопластовый уплотнительный материал универсален и представляет собой тонкую пленку с номинальными свойствами, подходящими для использования в пищевой и медицинской отрасли. Прекрасно выдерживает агрессивные среды. Допустимая температура от -60 до +200 С, давления – до 10 МПа. Форма выпуска – лента или жгут, при этом именно жгут подходит для особо напряженных жестких условий пользования.
Асбестовый картон и асбестовое полотно – одни из уплотнителей, обладающих уверенной огнеустойчивостью.
Резина для фланцевых прокладок встречается особенно часто.Производители предлагают разные варианты этого материала: термостойкие, устойчивые к кислотам, щелочам, пригодные для нефтяной отрасли или пищевой промышленности. Резина чрезвычайно популярна и востребована в силу своей прочности и инертности к разным веществам и условиям эксплуатации. Это практически не изнашиваемый материал, подходящий и для газов, и для жидкостей. Более того, зная свойства резины, в промышленных масштабах выпускаются резиновые уплотнители разной твердости – от мягкой до особо твердой, разной восприимчивости к маслам. Чаще всего для фланцевых соединений используют резиновые маслобензостойкие уплотнители толщиной не менее 3 мм.

Металлические уплотнители

Металлические изделия для герметизации стыков применяют для заглушек трубопроводов с потенциально высоким давлением и температурой, как, например, у газопровода. В качестве сырья используют листовой технический алюминий и медь. Прокладки из металла изготавливают в соответствии с ГОСТ, ОСТ и АТК, принятых в нашей стране и характеризующих основные параметры, включая марку стали и требования эксплуатации.
Линзовые прокладки используют в нефте- и химпроме. Их преимущества в локализации давления в месте соединения фланца с самим уплотнителем. Выделяют жесткие и компенсирующие виды, с буртом и без бурта. Рабочее давление – от 2 до 100 МПа, температура от -50 до +510 С. Особое внимание при производстве линзовых прокладок уделяется твердости материала, поскольку важно, чтобы этот показатель был ниже твердости металла самого фланцевого узла, в противном случае под действие высокого давления и температуры корпус фланца может быть поврежден, а значит, нарушится герметичность всего соединения.
Зубчатые уплотнители необходимы для обеспечения сверх прочного соединения и стяжки. Используются, как правило, в химической и нефтегазовой отраслях, когда нарушение герметичности чревато колоссальными последствиями, в том числе экологическими. Легко претерпевают высокое давление до 100 МПа, химическое воздействие рН 0-14 и температуру до +800 С. При всех своих физико-технических показателях, такие прокладки легко монтируются и даже могут быть демонтированы и использованы повторно.
Стальные кольцевые уплотнители для устьевого оборудования – важный элемент нефтяных трубопроводов. Рабочее давление изделия от 14 до 140 МПа. Изготавливаются из цельного проката стали конкретных марок. Как и все остальные виды металлических уплотнителей, кольцевые модели должны быть выполнены согласно требованиям ГОСТ и не иметь никаких видимых нарушений, в том числе, дефектов, изменения геометрии, качества покрытия.

Комбинированные уплотнители

Комбинированные уплотнители включают спирально-навитые прокладки, термостойкие модели, прокладки из терморасширенного графита, ленты на стальном основании и пр. Производство таких уплотнителей также регламентируется ГОСТ. С технической точки зрения эти прокладки представляют собой сочетание металлической ленты и мягкого, но упругого наполнителя, который и обеспечивает высокую устойчивость к смене давления и температуры, в то время как металлическое кольцо контролирует силу сжатия.

Такое сочетание стойкости и пластичности особенно необходимо при устройстве труб в химической, нефтедобывающей и перерабатывающей, газовой промышленности, тепловой и ядерной энергетике. Рабочий диапазон температуры зависимости от конкретного вида варьируется в диапазоне от -253 до +600 С, давления до 25 МПа.