Ocho tipos de sellos: brindando soluciones para tuberías

caucho industrial

El caucho natural es adecuado para agua, agua de mar, aire, gases inertes, álcalis, soluciones de agua salada y otros medios, pero no es resistente al aceite mineral ni a los disolventes no polares. Su temperatura de uso a largo plazo no supera los 90 °C y su rendimiento a baja temperatura es excelente. Se puede utilizar por encima de -60°C.
NBR es adecuado para productos derivados del petróleo como petróleo, aceite lubricante, gasóleo para calefacción, etc. La temperatura de uso continuo es de 120°C, en aceite caliente puede soportar 150°C y la temperatura más baja es de -10 a -20°C.
El caucho de cloropreno es adecuado para agua de mar, ácidos débiles, bases débiles y soluciones salinas. Tiene una excelente resistencia al envejecimiento al oxígeno y al ozono. Su resistencia al aceite es peor que la del caucho nitrilo y mejor que la del resto de cauchos en general. Su temperatura de funcionamiento a largo plazo es inferior a 90 °C, la temperatura máxima de funcionamiento no supera los 130 °C y la temperatura mínima de funcionamiento es de -30 a -50 °C.
Existen muchos tipos de caucho fluorado que tienen buena resistencia a los ácidos, la oxidación, el aceite y los disolventes. Se puede utilizar en casi todo tipo de medios ácidos y algunos aceites y disolventes, y su temperatura de uso a largo plazo es inferior a 200°C.
Como junta de brida, las láminas de caucho se utilizan principalmente para tuberías o pozos de acceso y orificios manuales que se desmontan con frecuencia y la presión no supera los 1,568 MPa. Debido a todos los tipos de sellos, los sellos de goma son los más suaves y tienen un buen rendimiento de ajuste. Pueden tener un efecto de sellado con una precarga baja. Por esta razón, la junta se puede extruir fácilmente bajo presión interna debido a su espesor o baja dureza.
Cuando se utilizan láminas de caucho en disolventes orgánicos como benceno, cetona y éter, es fácil que se produzca hinchazón, aumento de peso, ablandamiento y pegajosidad, lo que provoca fallos en el sellado. Generalmente no se puede utilizar si el grado de hinchazón es superior al 30%.
En condiciones de baja presión (especialmente por debajo de 0,6 MPa) y vacío, una almohadilla de goma es más adecuada. El material de caucho tiene buena compactación y baja permeabilidad al aire. Por ejemplo, el caucho fluorado es el sello más adecuado para recipientes al vacío y el grado de vacío puede alcanzar 1,3×10-7PA. Cuando la almohadilla de goma se utiliza en el rango de vacío de 10-1~10-7PA, es necesario hornearla y bombearla.
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Hoja de caucho de asbesto

El precio es más bajo que otros sellos y es fácil de usar. El mayor problema es que, aunque al material de sellado se le añade caucho y algunas cargas, los microporos de estos acuerdos no se pueden llenar por completo y queda un rastro de permeabilidad. Por lo tanto, no se puede utilizar en medios altamente contaminantes incluso si la presión y la temperatura no son altas. Cuando se utiliza en algunos medios de petróleo a alta temperatura, generalmente en la última etapa de uso, la resistencia se reduce debido a la carbonización del caucho y las cargas y el material se afloja, lo que provoca penetración en la interfaz y dentro del sello, lo que produce coquización y humo. . Además, la lámina de caucho de asbesto se adhiere fácilmente a la superficie de sellado de la brida a altas temperaturas, lo que dificulta mucho el reemplazo de la junta.
En condiciones de calentamiento, la presión de funcionamiento del sello en diferentes medios depende de la tasa de retención de resistencia del material del sello. En los materiales de fibra de amianto, hay agua cristalina y agua adsorbida. A 110°C, 2/3 del agua adsorbida precipitaron y la resistencia a la tracción de la fibra disminuyó en un 10%; a 368 °C, toda el agua adsorbida precipitó y la resistencia a la tracción de la fibra disminuyó en un 20%; A temperaturas superiores a 500°C el agua de cristalización comenzó a precipitar y la resistencia a la tracción de la fibra disminuyó.
El medio también tiene una gran influencia en la resistencia de las láminas de caucho de amianto. Por ejemplo, la diferencia entre la resistencia a la tracción transversal de las láminas de caucho de asbesto resistentes al aceite No. 400 en aceite lubricante de aviación y gasolina de aviación es del 80%, lo que se debe a que la hinchazón del caucho en la lámina con la gasolina de aviación es mayor que con la gasolina de aviación. aceite lubricante. Teniendo en cuenta los factores anteriores, el rango de uso seguro recomendado de la lámina de caucho de asbesto para uso doméstico xb450 es el siguiente: temperatura de 250 °C a 300 °C, presión de 3 a 3,5 MPa; La temperatura de funcionamiento de las láminas de caucho de asbesto resistentes al aceite No. 400 no debe exceder los 350 °C.
Las láminas de caucho de amianto contienen iones de cloruro y sulfuro y, después de absorber agua, forman células galvánicas con bridas metálicas que son fácilmente susceptibles a la corrosión. En particular, el contenido de azufre de las láminas de caucho de asbesto resistentes al aceite suele ser mayor que el de las láminas de caucho de asbesto ordinarias, por lo que no son adecuadas para su uso en medios sin aceite. El sellado aumenta en medios que contienen aceite y solventes, pero tiene poco efecto en el rendimiento del sellado en un área determinada. Por ejemplo, una lámina de caucho de asbesto resistente al aceite No. 400 no puede aumentar de peso en más de un 15% cuando se sumerge en gasolina de aviación durante 24 horas a temperatura ambiente.
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teflón

El politetrafluoroetileno es fácil de fluir en frío y de fluencia bajo presión y alta temperatura, por lo que generalmente se usa en medios con baja presión, temperatura media, corrosión fuerte y libre de contaminantes como ácidos fuertes, bases fuertes, halógenos, medicamentos, etc. La temperatura de uso seguro es de 150 °C y la presión es inferior a 1 MPa. Aunque la resistencia del politetrafluoroetileno relleno es mayor, la temperatura de funcionamiento no supera los 200 °C y la resistencia a la corrosión se reduce. La presión máxima de trabajo de los sellos de teflón generalmente no supera los 2 MPa.
A medida que aumenta la temperatura, el material se arrastra y la presión de sellado disminuye significativamente. Incluso si la temperatura no aumenta, la tensión de compresión de la superficie de sellado disminuye con el tiempo, lo que resulta en un "fenómeno de relajación de la tensión". Este fenómeno puede ocurrir en todo tipo de sellos, pero la relajación de la tensión en los sellos de PTFE es grave y debe tenerse en cuenta.
El coeficiente de fricción del politetrafluoroetileno es pequeño (la tensión de compresión es superior a 4 MPa y el coeficiente de fricción es 0,035-0,04) y la junta se desliza fácilmente cuando está precargada, por lo tanto, una superficie de brida cóncava-convexa es mejor. Cuando se utiliza la brida plana, el diámetro exterior de la junta puede hacer contacto con el tornillo para evitar que la junta se deslice.
Debido a que los dispositivos recubiertos de vidrio se sinterizan después de rociar una capa de esmalte sobre la superficie metálica, la capa de esmalte es muy quebradiza. Junto con la pulverización y el flujo desiguales de la capa de esmalte, la planitud de la superficie de la brida es deficiente. Cuando se utiliza una junta compuesta de metal, la capa de esmalte puede dañarse fácilmente. Por lo tanto, se recomienda utilizar juntas de politetrafluoroetileno con láminas de amianto y caucho como material central. Este tipo de junta de relleno es fácil de instalar en la superficie de la brida y tiene buena resistencia a la corrosión.
En entornos altamente corrosivos con bajas temperaturas y baja presión, muchas fábricas utilizan láminas de caucho de asbesto envueltas con cinta de materia prima de politetrafluoroetileno (PTFE) y utilizadas en ejes y tuberías que se desmantelan con frecuencia. Es muy popular debido a su facilidad de producción y uso.
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Tablero de resina de amianto y junta de tablero de amianto impregnado.

Las láminas de resina de amianto y las juntas de láminas de amianto impregnadas se utilizan principalmente en tuberías, bombas, válvulas y bridas de entrada y salida de diversos medios ácidos. La temperatura de funcionamiento es de 80 °C y la presión es inferior a 0,6 MPa.
La junta trenzada de asbesto es adecuada para condiciones de trabajo de baja presión y alta temperatura con una presión inferior a 0,1 MPa y una temperatura que no exceda los 800 °C. Según las necesidades específicas del equipo, la junta se puede tejer con diferentes anchos, espesores y diámetros. O corte la cinta de asbesto y aplíquela directamente a la superficie de la brida. Se utiliza en grandes hornos de oxidación de ácido sulfúrico, ácido nítrico y algunas interfaces de equipos crudos. El efecto es mucho mejor que el de la cuerda de amianto original.
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Base de asbesto recubierta de metal

La lámina de asbesto o la lámina de caucho de asbesto están recubiertas con una lámina de metal que no puede entrar en contacto directo con el medio para evitar la disminución de la resistencia de la fibra de asbesto y resolver el fenómeno de fuga, ampliando así el rango de aplicación de la lámina de caucho de asbesto.
Generalmente, la temperatura de funcionamiento de las placas de asbesto revestidas de metal es de 450 °C (algunas pueden alcanzar los 600-700 °C. Por ejemplo, para gases de combustión con una presión atmosférica de ~0,16 MPa, la presión de funcionamiento es de 4 MPa y un máximo de 6 MPa cuando el La presión aumenta nuevamente, el sello se vuelve propenso al flujo cruzado y el material del núcleo es empujado fuera de la junta solapada.
Debido a la gran fuerza de sujeción del tornillo requerida por la junta de asbesto revestida de metal, no se puede utilizar una brida de menos de PG25 kg incluso si la presión de funcionamiento es inferior a 2,45 MPa. De lo contrario, la rigidez de la brida y el perno será insuficiente, lo que provocará una falla del sello debido a la deformación. Algunas personas creen que si el material del núcleo se reemplaza por caucho sintético con mayor elasticidad, se reducirá la fuerza de sujeción. De hecho, este no es el caso, porque después de que el material del núcleo se ablanda, la fuerza de sujeción es absorbida por el material del núcleo, que no puede proporcionar la fuerza de sujeción necesaria para que la placa de metal encaje en la superficie de la brida y la junta. se daña fácilmente. Además, en medios con más iones de cloruro y medios ácidos, la corrosión por grietas puede ocurrir fácilmente en la unión traslapada del acero inoxidable y la placa de hierro.
A temperaturas superiores a 450°C se pueden utilizar como material central fibras cerámicas o fibras de carbono. Se utilizó un sello de fibra cerámica con revestimiento metálico a 1100 °C en una acería. No ha sufrido daños en dos años. El grafito flexible es el material central más adecuado. Actualmente, se producen en grandes cantidades en China pastillas de grafito flexibles recubiertas de metal. El efecto de aplicación es mejor que el de las almohadillas de amianto recubiertas de metal.
La junta cubierta de metal se puede fabricar en varias formas y se usa ampliamente en varios intercambiadores de calor, cubiertas de reactores, puertos de carga y descarga, bridas de ejes, etc. La estera para macetas de 2 m de diámetro se fabricó en China y ha demostrado su eficacia.
Se pega una capa de lámina de grafito flexible a la superficie de la junta recubierta de metal. En comparación con juntas metálicas similares sin revestimiento superficial, este tipo de junta tiene una presión de precarga específica más baja y un mejor rendimiento de sellado. La Figura 2-9 muestra la relación entre la tensión de compresión y las fugas.
Actualmente no existe ningún producto de este tipo en China. Por lo tanto, algunas unidades han pegado la cinta corrugada de grafito flexible existente en la superficie de juntas de revestimiento metálico, juntas planas de metal, juntas de dientes e incluso juntas de caucho de asbesto, resolviendo muchos problemas de fugas. Por ejemplo, un intercambiador de calor de fábrica tiene una presión de 5,88 MPa, una temperatura de 450 °C y un medio de hidrógeno/gas de petróleo. Se utilizaron juntas metálicas planas y juntas dentadas y todas presentaban fugas. Luego se pegó cinta de grafito corrugado flexible a la junta plana para resolver el problema. Cabe destacar que este tipo de junta es una medida sencilla para solucionar fugas en la junta de brida. La calidad de trabajo de la cinta de grafito flexible afecta directamente el funcionamiento normal del dispositivo. Si se aplica una capa de adhesivo en la parte posterior de la tira, se puede mejorar la calidad de la unión.
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La junta envolvente de metal utiliza hábilmente la resistencia al calor, la elasticidad y la resistencia del metal y la suavidad de los materiales no metálicos, para que tenga un mejor rendimiento de sellado. La junta de grafito flexible con banda de acero inoxidable funciona mejor. La presión de precarga específica es menor que la de la junta envuelta en amianto y no hay ningún defecto causado por fugas capilares de fibras de amianto. La Figura 2-10 muestra la curva de la relación entre la presión de precarga y las fugas. En medios aceitosos, generalmente se usa 0Cr13 para tiras metálicas, mientras que para otros medios se recomienda 1Cr18Ni9Ti.
La presión de funcionamiento del acero inoxidable con junta flexible de grafito es de 14,7 MPa en medio gaseoso (hasta 19,6 MPa en China) y de 30 MPa en medio líquido. La temperatura oscila entre -190 y +600 °C (hasta 1000 °C con falta de oxígeno y baja presión).
El límite elástico del PTFE es mucho mayor a bajas temperaturas que a temperaturas normales. Por lo tanto, la junta envolvente de PTFE se puede utilizar en medios de baja temperatura, como los hidrocarburos líquidos. Al mismo tiempo, al agregar cinta metálica para mejorar la conductividad térmica, la temperatura de funcionamiento de la junta envolvente de PTFE puede alcanzar los 250 °C y puede usarse en medios ácidos de hasta 9 MPa y 200 °C.
Las juntas en espiral son adecuadas para intercambiadores de calor, reactores, tuberías, válvulas, bridas de entrada y salida de bombas con grandes fluctuaciones de presión y temperatura. Para presiones medias y superiores y temperaturas superiores a 300°C, se debe considerar el uso de un anillo interior, un anillo exterior o un anillo interior y exterior. Cuando se utiliza brida cóncava-convexa, el efecto de junta laminada con anillo interior es mejor.

También se puede lograr un buen efecto de sellado colocando una placa de grafito flexible a ambos lados de la junta de grafito flexible. La caldera de calor residual de una gran fábrica de fertilizantes químicos es un equipo esencial para altas temperaturas y altas presiones. Se utiliza una junta de grafito flexible con anillo exterior, que no gotea ni a plena carga ni al reducir la carga. La placa flexible de grafito con un espesor de 0,5 mm se fija en ambos lados de la junta, que está cortada en forma de arco circular. La conexión está superpuesta por una abertura oblicua y el estado de funcionamiento es bueno.

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Poesía plana y ondulada S

Generalmente se utiliza para válvulas de media y alta presión, tuberías y bridas de equipos de pequeño diámetro. Dependiendo de la temperatura, la primera es de 1,568 a 31,36 MPa y la segunda de 1,568 a 3,92 MPa. El material de sellado se selecciona según el medio y la temperatura.

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Los sellos octogonales y los sellos elípticos (comúnmente conocidos como “anillo de acero rectificado” en la industria de refinación de petróleo) tienen un buen rendimiento de sellado. En la superficie cónica de la ranura, la almohadilla octogonal tiene contacto superficial mientras que la almohadilla elíptica tiene contacto lineal. Por lo tanto, la almohadilla elíptica tiene un buen ajuste con una fuerza de sujeción baja, pero necesita apretarse dos veces, mientras que el sello octogonal no gotea fácilmente después de apretarlo una vez. La desventaja es que requieren mucha fuerza de apriete sobre los tornillos. Cuando se utiliza en condiciones de baja presión y alta temperatura, la calidad de la brida debe ser superior a 25 kg.

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Fuente: Fabricante de sellos de China – Yaang Pipe Industry (www.epowermetals.com)

( Yang Pipe Industry es un fabricante y proveedor líder de productos de acero inoxidable y aleaciones de níquel, incluidas bridas de acero inoxidable súper dúplex, bridas de acero inoxidable, accesorios para tuberías de acero inoxidable y tuberías de acero inoxidable. Los productos Yaang se utilizan ampliamente en la construcción naval, la energía nuclear y la construcción naval. , industrias petroleras y químicas, minería, tratamiento de aguas residuales, industrias de gas natural y recipientes a presión y otras industrias).

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