Металічныя пракладкі з абмоткай з'яўляюцца найбольш распаўсюджаным і надзейным рашэннем для герметызацыі фланцаў прамысловых трубаправодаў і абсталявання. Іх унікальная, развітая структура забяспечвае выключную герметычнасць пры высокіх тэмпературах, высокім ціску і цыклічных умовах, што робіць іх незаменнымі ў энергетычнай, нафтахімічнай і хімічнай прамысловасці.
1. Аналіз структуры: гібрыдны цвёрда-гнуткі кампазіт
Асноўная структура складаецца з чаргуючыхся спіральных слаёўметалічная паласаінеметалічны прысадачны матэрыял, звычайна ўзмоцненыя ўнутранымі/вонкавымі кольцамі (малюнак 1):
Малюнак 1: Структура металічнай пракладкі
https://via.placeholder.com/450×250.png?text=Metal+Wound+Gasket+Strukture
(Ілюстрацыя: V-вобразная металічная стужка + прысадачны матэрыял, спіральная абмотка з унутранымі/вонкавымі кольцамі)
Асноўныя кампаненты:
- Герметызацыйнае ядро:
- V/W-вобразная металічная паласа(таўшчыня 0,15–0,25 мм): нержавеючая сталь (304/316) або спецыяльныя сплавы (Inconel®). Забяспечвае пругкае аднаўленне і механічную трываласць.
- Неметалічны напаўняльнікГрафітавыя, PTFE, слюдзяныя або керамічныя валокны, убудаваныя ў канаўкі металічнай палоскі. Забяспечвае пачатковую герметызацыю і кампенсуе мікрадэфекты.
- Працэс намотванняМеталічныя/напаўняльныя палоскі, наматаныя пад вуглом ≈30°, утвараюць канцэнтрычныя герметычныя пласты.
- Армавальныя кольцы:
- Унутранае кальцоЦвёрды метал (вугляродзістая/нержавеючая сталь). Запабягае расслабленню пракладкі ўнутр, супрацьстаіць выбуху і спрыяе цэнтраванню.
- Знешняе кальцоІдэнтычны матэрыял. Абараняе краю, абмяжоўвае вонкавае расслабленне і размяркоўвае нагрузку на балты.
2. Структурныя перавагі: Высокая эфектыўнасць герметызацыі
- Эластычная кампенсацыяШматслаёвыя тонкія палоскі + мяккі напаўняльнік кампенсуюць дэфармацыю фланцаў, вібрацыю і змены нагрузкі на балты.
- Экстрэмальная ўстойлівасць да Т/ПМеталічныя палоскі вытрымліваюць нагрузку ад нітаў/унутраны ціск; графіт/слюда захоўваюць стабільнасць пры тэмпературы ≤1000°C.
- Размеркаванне стрэсу і антырэлаксацыяСпіральная абмотка рассейвае сціскальныя напружанні; V/W-геаметрыя забяспечвае спружыністы адскок падчас тэрмічных цыклаў.
- Супраціўленне выбухуУнутраныя/знешнія кольцы + жорсткая канструкцыя прадухіляюць выкід пад высокім ціскам.
- Шырокая адаптыўнасцьНаладжвальныя матэрыялы/канструкцыі падыходзяць для тэмператур (ад -200°C да +1000°C+), ціску (вакуум да 500+ бар) і асяроддзяў (кіслоты, H₂, пара).
3. Параўнанне з іншымі фланцавымі пракладкамі
Табліца 1: Металічная пракладка з абмоткай у параўнанні з альтэрнатывамі
| Маёмасць | Металічная рана | Гума/кампазіт | Пракладка з ПТФЭ | Металічная абалонка | Зубчасты метал |
|---|---|---|---|---|---|
| Макс. тэмпература | ад -200°C да +1000°C | ад -40°C да 150°C | ад -200°C да 260°C* | ад -200°C да 800°C+ | ад -200°C да 1000°C+ |
| Максімальны ціск | | 40–80 бар | 60–100 бар | 300+ бар | 500+ бар |
| Тэрмацыклічнае абследаванне | Выдатна | Бедны (старэйшы) | Слаба (халодны паток) | Умераны | Дрэнна (не паддаецца кампенсацыі) |
| Хімічная ўстойлівасць | Шырокі (залежыць ад матэрыялу) | Абмежаваны (гумовы тып) | Выдатна (інэртны ПТФЭ) | Шырокі | Шырокі |
| Аздабленне фланцавай паверхні | РФ (Ra 3,2–6,3 мкм) | Нізкая дапушчальная шурпатасць | Гладкая (антыэкструзійная) | Патрабуецца люстраная бляска | Патрабуецца канаўка RTJ |
| Кошт/Магчымасць паўторнага выкарыстання | Высокі кошт;аднаразовага выкарыстання | Нізкі кошт; шматразовы | Умеранае; абмежаванае паўторнае выкарыстанне | Высокі; аднаразовы | Высокі; аднаразовы |
| * Пазбягайце моцнага цеплавога ўдару. |
4. Асноўныя матэрыялы і сферы прымянення
Выбар металічнай палоскі:
- SS 304/304LАгульнапрамысловае выкарыстанне (-200°C–550°C; пара, алей, слабыя кіслоты).
- Нержавеючая сталь 316/316LВысокая ўстойлівасць да хларыдаў (напрыклад, марской вады, воцатнай кіслаты).
- Інканель® 625/X750Экстрэмальныя ўмовы (+1000°C, H₂, кіслародны газ, ядзерная энергія).
- Монель® 400: HF кіслата, гарачыя шчолачы, марская вада.
- ТытанАэракасмічная прамысловасць, хлор-шчолачная прамысловасць.
Напаўняльныя матэрыялы:
- Гнуткі графіт:
- Плюсы: -200°C–1600°C (інертная атмасфера); хімічная ўстойлівасць; самазмазвальная.
- МінусыНе падыходзіць для моцных акісляльнікаў (HNO₃).
- Выкарыстанне: Асноўны выбар для пары, H₂, аміяку, тэрмаалею (≥90% прымяненняў HT/HP).
- ПТФЭ:
- ПлюсыУніверсальная хімічная ўстойлівасць; нізкі каэфіцыент трэння.
- Мінусы: Моцная цякучасць у халодных умовах (>100°C/20 бар)цеплавое пашырэнне;
- ВыкарыстаннеФармацэўтычная/харчовая прамысловасць; кіслоты/шчолачы <200°C.
- СлюдаВысокатэмпературная ізаляцыя; устойлівасць да электрахімічнай карозіі.
- Керамічнае валакноЭкалагічна чысты; умераная тэмпература (≤1000°C).
Выснова
Металічныя пракладкі з абмоткай дамінуюць у крытычна важных пытаннях герметызацыі фланцаў, спалучаючы трываласць металу са сціскальнасцю напаўняльніка. Нягледзячы на больш высокі кошт, непрыдатнасць для паўторнага выкарыстання і строгія патрабаванні да аздаблення фланцаў (пераважна RF), іх надзейнасць пры цыклічных тэрмічных зменах/скоках ціску не мае сабе роўных. Гнуткасць матэрыялаў дазваляе распрацоўваць індывідуальныя рашэнні ў адпаведнасці з ASME B16.20/EN 1514. Выбар патрабуе строгай праверкі тэмпературы, ціску, асяроддзя і цыклічных нагрузак.
Час публікацыі: 05 жніўня 2025 г.