Diversi tipi di guarnizioni per flange e loro utilizzo in varie applicazioni:
Guarnizione integrale
Copre l'intera faccia della flangia.
È costituito da fori per bulloni corrispondenti alla flangia.
Guarnizione ad anello
L'uso previsto è quello di adattarsi all'interno del cerchio dei bulloni di una flangia.
Per realizzare queste guarnizioni vengono utilizzati metalli come l'acciaio inossidabile o l'acciaio al carbonio.
Guarnizione spirometallica
Comprende un avvolgimento metallico con materiali di riempimento come la grafite posizionati tra gli avvolgimenti.
Adatto per applicazioni ad alta pressione e alta temperatura.
Guarnizione profilo Kamm
È costituito da un nucleo metallico seghettato con un materiale morbido, come grafite o PTFE, posizionato su entrambi i lati.
Utilizzato in applicazioni ad alta temperatura e alta pressione.
Guarnizione rivestita
Ha un involucro metallico attorno a un materiale di riempimento morbido come grafite o PTFE.
Sono comuni negli scambiatori di calore e in altre applicazioni con temperature e pressioni elevate.
Guarnizione metallica ondulata
Costituito da una sottile lamiera ondulata o piegata per creare una tenuta.
Utilizzato in applicazioni ad alta pressione e alta temperatura.
Guarnizione in gomma
Per le guarnizioni in gomma si utilizzano materiali elastomerici e gomma.
Utilizzato in applicazioni a bassa pressione.
Scegli la guarnizione della flangia giusta: cosa dovresti sapere
Quando si seleziona una guarnizione per flangia, gli ingegneri delle tubazioni devono tenere conto di quattro criteri significativi. Questi includono il tipo di fluido, la temperatura e la pressione del processo, la legislazione sulle emissioni fuggitive e altri elementi pertinenti.
Immergiamoci in ciascuno di questi fattori:
Tipo di fluido
La scelta del tipo corretto di guarnizione per una tubazione dipende dal tipo di fluido che la attraverserà. È possibile utilizzare materiali di guarnizione diversi per fluidi diversi per garantire che il giunto flangiato duri per un periodo prolungato.
Inoltre, i gas di tenuta sono più complessi dei liquidi di tenuta e l'aggressività di alcuni fluidi può aumentare se esposti a temperature più elevate.
Pertanto, optare per un materiale della guarnizione in grado di resistere agli attacchi corrosivi del fluido del sistema e preservarne le proprietà fisiche.
Temperatura e pressione di processo
Quando si seleziona il materiale corretto per la guarnizione, è necessario tenere presente la temperatura di esercizio e la pressione della tubazione. Pertanto, il materiale deve avere la capacità di sopravvivere sia allo scenario temperatura-pressione più estremo del processo (alte temperature per applicazioni calde, basse temperature per quelle fredde).
Inoltre, la guarnizione non deve subire alcuno scorrimento quando sottoposta alla pressione massima del sistema, che normalmente è la pressione di prova e può superare il doppio della pressione nominale a temperatura ambiente.
Il carico della flangia
Tutti i materiali delle guarnizioni devono essere sottoposti a una pressione della flangia sufficiente a comprimere la guarnizione. Inoltre, aiuta a garantire che la guarnizione rimanga intatta con una tenuta sicura.
La pressione della flangia necessita di una distribuzione uniforme, nota anche come fattore "y". Tuttavia, durante il funzionamento, la forza maggiore viene solitamente esercitata in prossimità dei bulloni, mentre la forza minore è tra due bulloni.
Pertanto, i progettisti di flange devono ricordarlo quando prendono le loro decisioni di progettazione.
Diametro e spessore della guarnizione della flangia
La dimensione del diametro esterno di una guarnizione gioca un ruolo fondamentale nel determinare la sua resistenza alla pressione; più è grande, maggiore è la capacità. Tuttavia, sarebbe utile considerare lo spessore di una guarnizione quando si seleziona il suo materiale. Generalmente,
Più sottile è la guarnizione, maggiore è lo stress di compressione che può sopportare, anche se richiederà una qualità di finitura superficiale più elevata delle facce della flangia. Per prestazioni ottimali, lo spessore della guarnizione dovrebbe essere quattro volte più alto della rugosità massima delle facce.
In condizioni in cui si verificano vibrazioni è consigliabile scegliere una guarnizione di spessore maggiore rispetto a quanto inizialmente necessario.
Finitura superficiale della guarnizione
La finitura superficiale è fondamentale per formare una barriera fisica efficace tra due flange. La finitura può essere lavorata o pressata sulla guarnizione.
Contiene scanalature o canali. Se la finitura è troppo fine o poco profonda, mancherà la presa necessaria per mantenerne l'integrità.
La finitura troppo profonda crea complicazioni nella formazione della tenuta a causa di un carico eccessivo sui bulloni su flange di grandi dimensioni.
Rilassamento dello stress
Questa metrica valuta la resilienza di un materiale in un periodo, comunemente indicata da una diminuzione percentuale per unità di tempo.
Sebbene qualsiasi materiale della guarnizione possa soccombere all'usura dovuta alla pressione, la deformazione rimanente dovrebbe rimanere stabile dopo il periodo di rilassamento iniziale.
Leggi sulle emissioni fuggitive
Quando si seleziona una guarnizione adeguata per un processo, è necessario considerare le leggi sulle emissioni fuggitive del paese.
Norme più severe sulle emissioni fuggitive possono in definitiva influenzare il tipo di flangia e guarnizione da utilizzare per i giunti flangiati del processo.
Aspetti generali da considerare quando si seleziona una guarnizione per flangia
Oscillazioni e vibrazioni della pipeline:
La prestazione attesa delle guarnizioni è quella di sopportare eventuali oscillazioni e vibrazioni che potrebbero impattare sulla tubazione.
Rischio di contaminazione dei fluidi
In determinate circostanze, le guarnizioni possono rivelarsi utili. Quando li usi, non contaminano il fluido trasportato attraverso la tubazione. Questi sono rilevanti in tutti i settori industriali come quello alimentare, farmaceutico e del gas.
Corrosione delle flange
La scelta del tipo e del materiale di guarnizione appropriati è fondamentale. Sarebbe utile considerare che alcuni materiali delle flange, come l'acciaio inossidabile austenitico, possono essere suscettibili alla tensocorrosione.
Integrità
È essenziale prevenire potenziali danni alle vite umane o prevenire l’inquinamento del suolo, e i fluidi tossici devono essere sigillati completamente a prova di perdite. Pertanto, è necessario optare per guarnizioni più strette e resistenti.
Ad esempio, per questi tipi di applicazioni, è possibile optare per una guarnizione spirometallica con un anello esterno invece delle guarnizioni prive di amianto.
Rischio finanziario
La scelta di guarnizioni inadeguate può comportare rischi finanziari significativi, nonostante il loro costo relativamente basso rispetto ad altri materiali per tubazioni. Optare per guarnizioni più economiche per risparmiare sui costi può essere una decisione rischiosa.
Minaccia l’appaltatore, che potrebbe incorrere in sanzioni, e l’utente finale. Pertanto, quando si decide sulla scelta della guarnizione, considerare attentamente il potenziale impatto finanziario del guasto della guarnizione.
Conclusione
Sebbene le guarnizioni siano economiche nella costruzione di un sistema di tubazioni, il loro ruolo nel preservarne l’affidabilità e la qualità è fondamentale. Pertanto, lesinare sulle guarnizioni può causare enormi difficoltà a lungo termine, quindi è necessario prestare attenzione durante la selezione per qualsiasi applicazione.