Модули уплотнения фланцев трубопроводов высокого давления являются ключевыми компонентами, используемыми для достижения уплотнения высокого давления, высокой температуры или коррозионной среды в промышленных трубопроводных системах. Они обычно состоят из фланцевых корпусов, уплотнительных прокладок и соединительных болтов. Их основная функция заключается в обеспечении уплотнения соединений трубопроводов, предотвращении утечки среды и обеспечении безопасной эксплуатации системы за счет разумного проектирования конструкции и выбора материалов.

Модули уплотнения фланцев трубопроводов высокого давления являются ключевыми компонентами соединения в промышленных и судовых системах. Их конструкция и выбор напрямую влияют на уплотнение, безопасность и срок службы системы. Итак, каковы характеристики и методы выбора модулей уплотнения фланцев трубопроводов высокого давления? Уплотнение TST позволяет каждому понять применение модулей уплотнения фланцев трубопроводов высокого давления в военной промышленности, на судах и в атомной энергетике.

Сценарии применения модулей фланцевого уплотнения трубопроводов высокого давления

Нефтяная и нефтехимическая промышленность

Добыча и транспортировка нефти и газа: используется для нефтяных скважин высокого давления, газопроводов, реакторов нефтеперерабатывающих заводов и т. д., а диапазон давления обычно составляет 10–100 МПа (например, стандарты API 6A, ASME B16.36). Высокотемпературная и высоконапорная среда: например, крекинг-установки и гидроочистное оборудование, фланцы должны выдерживать высокие температуры 300–600 °C и высококоррозионные среды (например, сероводород и хлориды).

Судостроение и морская техника

Пропульсивная система судна: уплотнения гребного вала и гидравлические трубопроводы рулевого привода должны соответствовать требованиям противопожарной защиты SOLAS (например, огнестойкие перегородки A-60).

Газовозы сжиженного природного газа (СПГ): для трубопроводов с низким давлением (-162 °C) необходимо использовать фланцы из легированной стали для низких температур и гибкие графитовые прокладки (например, серии GB/T 9124 PN).

Атомная энергетика и химическая промышленность

Система охлаждения ядерного реактора: TST SEAL использует цельнометаллические уплотнительные фланцы (например, ASME B16.5 Class 900) с гофрированными прокладками для обеспечения нулевой утечки.

Производство синтетического аммиака/мочевины: для трубопроводов с коррозионными средами высокого давления (30–35 МПа) (например, жидкий аммиак) необходимо использовать фланцы из нержавеющей стали или дуплексной стали (например, DIN 2527).

Авиационно-космическая и военная промышленность

Система подачи ракетного топлива: TST SEAL использует фланцы из титанового сплава и прокладки из политетрафторэтилена (ПТФЭ) для адаптации к экстремальным температурам (-200 °C до +300 °C) и вибрационным средам.

Требования к материалу и производительности

Материалы фланцев

Углеродистая сталь: подходит для нормальной температуры и среднего давления (например, ASTM A105), низкая стоимость, но ограниченная коррозионная стойкость.

Нержавеющая сталь: 316L, 304L используются для коррозионных сред (например, морская вода, кислотные и щелочные жидкости) с температурной стойкостью до 800 °C.

Легированная сталь: 2.25Cr-1Mo (ASTM A182 F22) используется для высокой температуры и высокого давления (например, 350 °C, 25 МПа).

Специальные сплавы: Inconel 625, Hastelloy C-276 используются для высококоррозионных сред (например, влажный сероводород).

Материалы уплотнительных прокладок

Металлические прокладки:

Восьмиугольные прокладки/эллиптические прокладки: подходят для трапециевидных фланцев с канавками (например, ASME B16.5), сопротивление давлению 30–100 МПа, требуется вторичная затяжка.

Гофропластиковые прокладки: компенсируют неровности поверхности, подходят для динамического уплотнения (например, вход и выход насоса).

Неметаллические прокладки:

Гибкие графитовые прокладки: термостойкость от -200 °C до 600 °C, сопротивление давлению 30 МПа, подходят для высокотемпературных паровых труб.

Прокладки из ПТФЭ: устойчивы к низкой температуре (-200 °C) и химической коррозии, но низкая скорость восстановления при сжатии, требуется металлический каркас.

Композитные прокладки:

Прокладки с металлическим покрытием: внешний слой из нержавеющей стали/внутренний слой из графита, баланс прочности и герметизации (например, ASME B16.20).

III. Методы и технологии герметизации

Традиционные фланцевые уплотнения

Жесткие уплотнения: пластическая деформация прокладки (например, резиновые прокладки) посредством предварительной нагрузки болта, подходит для низкого давления (<10 МПа) и нормальной температуры.

Уплотнение металл-металл: жесткое уплотнение (например, самозатягивающийся фланец), основанное на упругой деформации уплотнительной кромки, подходит для высокого давления (>25 МПа) и высоких температур.

Самозатягивающийся фланец (самозатягивающийся фланец высокого давления)

Конструктивные особенности: состоит из втулки, обжимного кольца и уплотнительного кольца, уплотнительное кольцо автоматически затягивается под давлением.

Преимущества: прочность на растяжение превышает прочность основного материала трубы, а также имеет отличную прочность на изгиб и ударопрочность (например, отсутствие утечек в испытании на холодный изгиб спецификации DN15).

Сценарии применения: глубоководные буровые платформы, аэрокосмические системы подачи топлива.

Новая технология герметизации

Самовосстанавливающиеся материалы: микрокапсульные эластомеры, выделяющие ремонтные агенты в микротрещинах.

Интеллектуальный мониторинг: встроенные оптоволоконные датчики отслеживают утечки в режиме реального времени (например, технология датчиков температуры уплотнения TST).

Место установки и обслуживания

s

Характеристики установки

Чистота поверхности фланца: удалите ржавчину и заусенцы и убедитесь, что шероховатость поверхности Ra ≤3,2 мкм.

Контроль предварительной нагрузки болта: используйте динамометрический ключ или гидравлический натяжной инструмент для пошаговой затяжки в соответствии со стандартным значением крутящего момента (например, ASME B31.3). Выбор прокладки: выберите тип прокладки в соответствии со средой, температурой и давлением (например, PTFE предпочтительнее для низкотемпературной среды).

Техническое обслуживание и осмотр

Регулярный осмотр: проверьте трещины фланца с помощью ультразвукового контроля (UT) или магнитопорошкового контроля (MT) (например, API 570).

Испытание на герметичность:

Испытание на герметичность: течеискатель с гелиевым масс-спектрометром обнаруживает микроутечки (чувствительность 10⁻⁹ Па·м³/с).

Испытание под давлением воды: давление, превышающее расчетное в 1,5 раза, в течение 30 минут (например, ASME BPVC).

Цикл замены: Составьте план в соответствии с условиями работы (например, замена прокладок каждые 3 года для высокотемпературных паропроводов).

Новейший технологический прогресс

Стандартизация и сертификация

Международные стандарты:

ISO 17712: Технические условия на проектирование механических уплотнений контейнеров.

ASME B16.5/16.47: Размер фланца, номинальная температура-давление.

Экологические нормы:

Ограничения выбросов серы IMO 2020: Содействие применению безгалогеновых огнестойких прокладок (например, материалов на основе графита).

Регламент ЕС REACH: Запрет использования асбестовых прокладок и содействие использованию гибких заменителей графита.

Цифровизация и интеллект

Цифровой двойник: Прогнозирование срока службы фланца с помощью моделирования ANSYS (например, модели взаимодействия ползучести и усталости).

Интеллектуальная помощь в выборе: автоматически рекомендует типы фланцев и прокладок на основе рабочих параметров (например, платформа уплотнительного модуля TST SEAL).

TST SEAL Типичные случаи применения

Сцена

Тип фланца

Материалы/прокладки

Стандарты

Выпускной трубопровод резервуара СПГ

Шейный сварной фланец (WN)

Нержавеющая сталь 304L + гибкая графитовая спирально-навитая прокладка

ASME B16.36, ISO 15614

Фланец главного насоса атомной электростанции

Цельнометаллический уплотнительный фланец

2.25Cr-1Mo + гофрированная металлическая прокладка

ASME B16.5 Класс 900

Гидравлический трубопровод глубоководной буровой платформы

Самозатягивающийся фланец

Inconel 625 + восьмиугольная прокладка

API 6A, ISO 10423

Применение модуля уплотнения фланца трубопровода высокого давления TST SEAL требует всестороннего рассмотрения свойств материала, методов уплотнения, спецификаций установки и новейших технологий. С развитием материаловедения и интеллектуальных технологий самозатягивающиеся фланцы, самовосстанавливающиеся материалы и интеллектуальные системы мониторинга повышают надежность и безопасность системы. Рекомендуется выбирать решения, соответствующие международным стандартам (таким как ASME, ISO) в соответствии с конкретными условиями работы и проводить регулярное техническое обслуживание для продления срока службы. Если вам нужен модуль уплотнения фланцев трубопровода высокого давления, отправьте электронное письмо инженеру по модулю уплотнения кабелей TST SEAL и получите бесплатный образец.