Funzione e nozioni di base della guarnizione
Una guarnizione della flangia funziona comprimendosi sotto il precarico del bullone per riempire le irregolarità nelle superfici rivolte verso la flangia. La sollecitazione di compressione deve essere sufficientemente elevata da creare una tenuta ma sufficientemente bassa da evitare di danneggiare la guarnizione o la flangia. La guarnizione deve inoltre adattarsi al movimento relativo tra le flange causato dall'espansione termica, dalle forze indotte dalla pressione-e dai carichi delle tubazioni esterne. La selezione del tipo o del materiale di guarnizione sbagliato può causare perdite, emissioni fuggitive e potenziali guasti al sistema.
Guarnizioni non-metalliche
Le guarnizioni non-metalliche sono realizzate con materiali comprimibili e vengono generalmente utilizzate in applicazioni a bassa-pressione e a bassa{{2}temperatura. Le guarnizioni in gomma (elastomero) sono adatte a servizi a bassa-temperatura e bassa{5}}pressione fino a 400 gradi F. Le guarnizioni in PTFE offrono un'eccellente resistenza chimica in un ampio intervallo di pH fino a 500 gradi F. Le guarnizioni flessibili in grafite gestiscono temperature elevate fino a 850 gradi F con buona resistenza chimica. Le guarnizioni in fibra compressa non di amianto (CNAF) sono un'opzione comune per uso generico per condizioni di servizio moderate. Le principali limitazioni delle guarnizioni non-metalliche sono la capacità di pressione inferiore e il rischio di scoppio ad alta pressione.
| Tipo di guarnizione | Temperatura massima | Classe massima | Resistenza chimica | Costo relativo |
|---|---|---|---|---|
| Elastomero (NBR, EPDM) | 400 gradi F | 150 | Buono (specifico per i media-) | Basso |
| PTFE | 500 gradi F | 300 | Eccellente (tutti i prodotti chimici) | Medio |
| Grafite flessibile | 850 gradi F | 600 | Buono (evitare forti ossidanti) | Medio |
| CNAF | 700 gradi F | 300 | Buono (servizio generale) | Basso |
Guarnizioni semi-metalliche
Le guarnizioni semi-metalliche combinano la resistenza meccanica del metallo con le proprietà di tenuta di un materiale di riempimento morbido.Guarnizioni spirometallichesono il tipo semi-metallico più comune, costituito da strati alternati di nastro metallico e materiale di riempimento avvolti a forma di spirale. In genere includono anelli interni ed esterni per il centraggio e il rinforzo.Guarnizioni con rivestimento metallicohanno un nucleo di riempimento morbido all'interno di una camicia metallica.Guarnizioni Camprofile (Kammprofile).presentano un nucleo metallico scanalato con rivestimento in grafite o PTFE. Le guarnizioni semi-metalliche sono adatte per applicazioni a pressione e temperatura da medie ad alte-fino alla Classe 1500.
Guarnizioni Metalliche
Le guarnizioni metalliche forniscono la massima integrità di tenuta per servizi critici.Guarnizioni per giunti ad anellosono anelli metallici solidi progettati per i rivestimenti delle flange RTJ. Si deformano nella scanalatura sotto il carico del bullone per creare una tenuta metallo-su-metallo. Sono disponibili sezioni trasversali ovali e ottagonali-per diversi modelli di scanalatura. Le guarnizioni piatte in metallo solido vengono utilizzate per applicazioni a temperature o pressioni estreme. Il materiale della guarnizione deve essere più morbido del materiale della flangia per evitare danni alla superficie della flangia e la scelta del metallo deve considerare la compatibilità della corrosione galvanica con il materiale della flangia.
Linee guida per la selezione dei materiali
L'intervallo di temperatura è spesso il fattore principale: elastomeri fino a 400 gradi F, PTFE fino a 500 gradi F, grafite fino a 900 gradi F e metallo fino a 1800 gradi F. La compatibilità chimica è fondamentale: PTFE per prodotti chimici aggressivi, grafite per alcali e acciaio inossidabile per servizi corrosivi generali. La capacità di pressione segue una gerarchia: guarnizioni non-metalliche fino alla Classe 300, guarnizioni semi-metalliche fino alla Classe 1500 e guarnizioni metalliche per la Classe 2500. Il costo segue lo stesso schema: non-metallico è il più economico, quello metallico è il più costoso.
Dimensioni e standard
ASME B16.20 copre le dimensioni delle guarnizioni metalliche e a spirale, mentre ASME B16.21 copre le guarnizioni piatte non-metalliche. I diametri interno ed esterno della guarnizione devono corrispondere alle dimensioni del rivestimento della flangia. Per le guarnizioni a spirale, l'anello interno fornisce il centraggio e impedisce il collasso verso l'interno, mentre l'anello esterno funge da arresto di compressione. Il corretto dimensionamento della guarnizione garantisce che la guarnizione sia posizionata correttamente all'interno del cerchio dei bulloni e che lo stress di tenuta sia distribuito uniformemente.
Migliori pratiche di installazione
Pulire accuratamente entrambe le facce della flangia e verificare eventuali danni prima di installare una nuova guarnizione. Applicare la coppia di bulloni corretta in una sequenza di bulloni incrociati-per garantire una compressione uniforme della guarnizione. Non superare mai i limiti di compressione consigliati dal produttore della guarnizione, poiché una compressione eccessiva- può danneggiare la guarnizione e causare perdite. Utilizzare sempre nuove guarnizioni per ogni riassemblaggio del giunto e assicurarsi che la guarnizione sia correttamente centrata all'interno del cerchio dei bulloni prima di serrare. Il rispetto di queste pratiche massimizzerà l'integrità e la durata di servizio del giunto.
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