Mehanizam zapečaćenja i prednosti izvedbe prstenastih brtva pod visokim temperaturama i uvjetima visokog tlaka

1. Pozadina industrijske primjene Brske brtve u zglobu

Brtvi u prstenu ključne su komponente brtvljenja u naftnoj industriji, platforma za bušenje i cjevovodni sustavi visokog pritiska, a dizajnirani su za ekstremne radne uvjete. U opremi za proizvodnju nafte i plina, cjevovodi i spremnici obično moraju izdržati pritiske iznad 9,8MPa i temperature iznad 700 ℃. Tradicionalne ne-metalne brtve (poput gume ili azbesta) skloni su puzanju, starenju ili kemijskoj koroziji, dok su brtve metalnih prstena postali pouzdan izbor u okruženju visokog temperature i visokog pritiska kroz jedinstveni principi za brtvljenje samosvjesnosti i visoko precizni strukturni dizajn.

2. Mehanizam brtvljenja brtve u zglobovima prstena

Plastična deformacija ispunjava mikro nedostatke prirubnica

Brtva za brtvljenje prstenastog zgloba leži u sposobnosti plastične deformacije metalnih materijala. Kad vijci nanese silu stezanja, brtva (obično izrađena od mekanog metala, poput čistog željeza, bakra ili čelika nazvanog srebra), plastično se teče pod visokim tlakom i prodire u mikroskopsku neravnomjernost prirubnice za brtvljenje, čime se blokira kanal istjecanja. Ova metoda brtvljenja "metala do metala" otpornija je na visoku temperaturu i tlačni udar od nemetalnih brtvila.

Otopina za curenje sučelja: Preoblikovanje visokog vijaka (obično više od 70% čvrstoće prinosa materijala) osigurajte da su kontaktna površina brtve i prirubnice čvrsto ugrađena kako bi se smanjilo curenje sučelja uzrokovano toplinskom deformacijom ili vibracijama.

Sprječavanje propuštanja prodiranja: Metalni brtvi imaju neporoznu strukturu, što izbjegava problem srednjeg prodiranja uzrokovanih labavim vlaknima u nemetalnim materijalima.

Dizajn samoovrtanja povećava pouzdanost zapečaćenja

Neke prstenaste brtve usvajaju "nepodržani princip područja" i koriste unutarnji tlak sustava kako bi gurnuli brtvu kako bi se dodatno pritisnulo površinu kako bi se stvorio dinamični učinak samo-upaljavanja. Ovaj dizajn poboljšava performanse brtvljenja kada se tlak povećava, posebno za cjevovode nafte i plina s čestim fluktuacijama tlaka.

3. Prednosti performansi u uvjetima visoke temperature i visokog tlaka

Otpor materijala na ekstremna okruženja

Stabilnost visoke temperature: brtve izrađene od legura na bazi nikla (poput GH4169) ili nehrđajućeg čelika (SUS316L) mogu održavati snagu u rasponu od -200 ℃ do 700 ℃, a dugotrajna radna temperatura može doseći 538 ℃ (što odgovara standardu ASME B16,20).

Otpornost na kemijsku koroziju: Srebrno ili nikl za oblaganje može spriječiti koroziju od sumporovožnog sulfida (H₂S) i kiselog medija, proširujući vijek trajanja brtve.

Strukturni dizajn i prilagodljivost prirubnice

Zahtjevi za obradu visoke preciznosti: brtva prstenastog zgloba mora se strogo uskladiti s prstenastim utorom prirubnice (kao što je R tip ili Rx tipa), a tolerancija se mora kontrolirati unutar ± 0,05 mm kako bi se osigurao početni učinak brtvljenja.

Optimizacija čvrstoće prirubnice: U usporedbi s tradicionalnim ravnim brtvama, prstenasti brtvi zahtijevaju niži prednaprezanje vijaka, što može smanjiti rizik od deformacije prirubnice.

4. Ključna razmatranja u praktičnim primjenama

• Točke instalacije i održavanja

Upravljanje vijcima: Vijci se moraju pooštriti u fazama prema standardima kako bi se izbjeglo curenje uzrokovano neravnim stresom.

Površeni tretman: Hrabrost površine za brtvljenje prirubnice mora se kontrolirati na 0,8 ~ 1,6 μm (vrijednost RA). Previsoko ili prenisko utjecati će na brtvljenje.

• Način kvara i rješenje

Propuštanje toplinskog ciklusa: Nagle promjene temperature mogu uzrokovati otpuštanje vijaka, a nakon gašenja treba ponovno zategnuti.

Očvršćivanje materijala: metal može postati krhki pod dugoročnom visokom temperaturom, pa se preporučuje redovito zamijeniti (obično svake 3-5 godina).

5. Usporedba s tradicionalnim brtvama