Có nhiều loại miếng đệm kín và miếng đệm làm bằng vật liệu khác nhau có ứng dụng và hiệu suất khác nhau. Vậy chất liệu nào tốt hơn? Lựa chọn cụ thể như thế nào? Biên tập viên đã chọn ra 8 gioăng làm kín thông dụng để phân tích và so sánh. Chỉ khi hiểu rõ các thông số chi tiết thì chúng ta mới có thể đưa ra lựa chọn chính xác hơn!
1. Tấm cao su công nghiệp
Cao su tự nhiên thích hợp với các môi trường như nước, nước biển, không khí, khí trơ, kiềm, dung dịch nước muối, v.v., nhưng nó không chịu được dầu khoáng và dung môi không phân cực. Nhiệt độ sử dụng lâu dài của nó không vượt quá 90 độ và hiệu suất ở nhiệt độ thấp là tuyệt vời. Nó có thể được sử dụng trên -60 độ .
Cao su nitrile thích hợp cho các sản phẩm dầu mỏ như dầu mỏ, dầu bôi trơn, dầu nhiên liệu, v.v. Nhiệt độ sử dụng lâu dài của nó là 120 độ và có thể chịu được 150 độ trong dầu nóng, với phạm vi nhiệt độ thấp là -10 ~-20 độ .
Cao su cloropren thích hợp cho nước biển, axit yếu, bazơ yếu và dung dịch muối. Nó có khả năng chống lão hóa oxy và ozone tuyệt vời, khả năng chống dầu kém hơn cao su nitrile nhưng vượt trội so với các loại cao su thông thường khác. Nhiệt độ sử dụng lâu dài của nó là dưới 90 độ và nhiệt độ sử dụng tối đa không vượt quá 130 độ. Nhiệt độ thấp là -30~-50 độ .
Có nhiều loại cao su fluororubber, mỗi loại có khả năng chống axit và oxy hóa tuyệt vời, cũng như khả năng chống dầu và dung môi. Nó có thể được sử dụng trong hầu hết các môi trường axit cũng như một số loại dầu và dung môi, với nhiệt độ sử dụng lâu dài dưới 200 độ.
Tấm cao su thường được sử dụng làm gioăng mặt bích cho đường ống hoặc các hố ga, hố tay thường xuyên tháo rời, có áp suất không quá 1.568MPa. Trong số các loại gioăng khác nhau, gioăng cao su là loại mềm nhất và có hiệu suất bám dính tốt, có thể đạt được hiệu quả bịt kín với lực siết trước nhỏ. Vì vậy, khi chịu áp suất bên trong, gioăng dễ bị đùn do có độ dày hoặc độ cứng thấp.
Tấm cao su được sử dụng trong các dung môi hữu cơ như benzen, xeton và ete dễ bị phồng, tăng trọng lượng, mềm và dính, dẫn đến hỏng gioăng. Nói chung, nếu mức độ sưng vượt quá 30% thì không thể sử dụng được.
Trong điều kiện áp suất thấp (đặc biệt là dưới 0.6MPa) và chân không, việc sử dụng miếng đệm cao su sẽ phù hợp hơn. Chất liệu cao su có mật độ tốt và độ thoáng khí thấp. Ví dụ, cao su huỳnh quang là miếng đệm kín thích hợp nhất cho thùng chứa chân không, với độ chân không tối đa là 1,3 × 10-7Pa. Khi sử dụng miếng đệm cao su trong phạm vi chân không 10-1~10-7Pa, chúng cần được nướng và hút chân không.
2. Tấm cao su amiăng
Giá thành thấp hơn so với các loại gioăng khác, thuận tiện sử dụng; Vấn đề lớn nhất là mặc dù cao su và một số chất độn được thêm vào vật liệu đệm nhưng chúng vẫn không thể lấp đầy hoàn toàn các lỗ nhỏ liên kết với nhau, dẫn đến hiện tượng thấm dấu vết. Do đó, nó không thể được sử dụng trong môi trường có mức độ ô nhiễm cao ngay cả khi áp suất và nhiệt độ không cao. Khi được sử dụng trong một số môi trường dầu có nhiệt độ cao, thường ở giai đoạn sử dụng sau, do quá trình cacbon hóa của cao su và chất độn, độ bền giảm, vật liệu trở nên lỏng lẻo và xảy ra hiện tượng thẩm thấu ở giao diện và bên trong miếng đệm, dẫn đến hiện tượng luyện cốc và hút thuốc. Ngoài ra, tấm cao su amiăng dễ bị dính vào bề mặt làm kín mặt bích ở nhiệt độ cao, gây nhiều khó khăn cho việc thay thế gioăng.
Áp suất sử dụng của miếng đệm trong các môi trường khác nhau trong điều kiện gia nhiệt phụ thuộc vào tốc độ duy trì độ bền của vật liệu miếng đệm. Nước tinh thể và nước bị hấp phụ tồn tại trong vật liệu sợi amiăng. Ở 110 độ, 2/3 lượng nước hấp phụ giữa các sợi đã kết tủa và độ bền kéo của sợi giảm khoảng 10%; Ở 368 độ, tất cả nước bị hấp phụ sẽ kết tủa và độ bền kéo của sợi giảm khoảng 20%; Vượt quá 500 độ, nước tinh thể bắt đầu kết tủa và độ bền giảm dần.
Môi trường cũng có tác động đáng kể đến độ bền của tấm cao su amiăng. Tấm cao su amiăng chứa ion clorua và sunfua, có thể dễ dàng ăn mòn pin gốc có mặt bích kim loại sau khi hấp thụ nước. Đặc biệt, hàm lượng lưu huỳnh trong tấm cao su amiăng chịu dầu cao gấp mấy lần so với tấm cao su amiăng thông thường nên không thích hợp sử dụng trong môi trường không chứa dầu. Các miếng đệm có thể phồng lên trong môi trường dầu và dung môi, nhưng trong một phạm vi nhất định, nó ít ảnh hưởng đến hiệu suất bịt kín. Ví dụ: tấm cao su amiăng chịu dầu 400 phải trải qua thử nghiệm ngâm 24- giờ trong nhiên liệu hàng không ở nhiệt độ môi trường xung quanh, với yêu cầu rằng mức tăng trọng lượng hấp thụ dầu không được vượt quá 15%.
3. Polytetrafluoroetylen
Polytetrafluoroethylene dễ bị dòng chảy lạnh và bò dưới áp suất và nhiệt độ cao, vì vậy nó thường được sử dụng trong môi trường áp suất thấp, nhiệt độ trung bình, ăn mòn mạnh và không gây ô nhiễm như axit mạnh, bazơ mạnh, halogen, thuốc, v.v. nhiệt độ hoạt động là 150 độ và áp suất dưới 1MPa. Mặc dù chứa đầy polytetrafluoroethylene có độ bền cao hơn nhưng nhiệt độ sử dụng của nó không vượt quá 200 độ và khả năng chống ăn mòn của nó giảm. Áp suất hoạt động tối đa của miếng đệm polytetrafluoroethylene thường không vượt quá 2MPa.
Do nhiệt độ tăng lên, vật liệu bị rão, dẫn đến áp suất bịt kín giảm đáng kể. Ngay cả khi không nóng lên, theo thời gian, ứng suất nén trên bề mặt bịt kín sẽ giảm, dẫn đến "hiện tượng giảm ứng suất". Hiện tượng này xảy ra ở nhiều loại miếng đệm khác nhau, nhưng hiện tượng giãn ứng suất của miếng đệm PTFE nghiêm trọng hơn và cần được lưu ý.
Hệ số ma sát của polytetrafluoroethylene tương đối nhỏ (với ứng suất nén lớn hơn 4MPa và hệ số ma sát là 0.035-0.04), và miếng đệm dễ bị trượt ra ngoài trong quá trình siết trước, do đó, nó tốt nhất là sử dụng bề mặt mặt bích lồi lõm. Khi sử dụng mặt bích phẳng, đường kính ngoài của miếng đệm có thể tiếp xúc với bu lông để ngăn miếng đệm trượt ra ngoài.
Do thiết bị tráng men được chế tạo bằng cách phun một lớp men sứ lên bề mặt kim loại rồi nung kết nên lớp men rất giòn. Ngoài ra, việc phun và chảy không đều của lớp men dẫn đến độ phẳng của bề mặt mặt bích kém. Việc sử dụng các miếng đệm composite bằng kim loại có thể dễ dàng làm hỏng lớp men, vì vậy nên sử dụng miếng đệm PTFE có tấm amiăng và cao su làm vật liệu lõi. Loại đệm này dễ bám dính vào bề mặt mặt bích và chống ăn mòn, có hiệu suất tốt.
Nhiều nhà máy sử dụng tấm cao su amiăng được bọc bằng băng polytetrafluoroethylene trong môi trường có tính ăn mòn cao với nhiệt độ và áp suất thấp, được sử dụng trên các hố ga và đường ống thường xuyên được tháo rời. Do sản xuất và sử dụng tiện lợi nên khá được ưa chuộng.
4. Tấm nhựa amiăng và miếng đệm tấm amiăng tẩm
Thường được sử dụng cho đường ống, máy bơm, van, mặt bích đầu vào và đầu ra trong các môi trường axit khác nhau, với nhiệt độ sử dụng 80 độ và áp suất dưới 0,6MPa.
Miếng đệm amiăng phù hợp với điều kiện áp suất thấp và nhiệt độ cao với áp suất dưới 0.1MPa và nhiệt độ không quá 800 độ. Và theo yêu cầu cụ thể của thiết bị, nó có thể được dệt thành các miếng đệm có chiều rộng, độ dày và đường kính khác nhau. Hoặc cắt băng amiăng và dán trực tiếp lên bề mặt mặt bích. Nó được sử dụng ở bề mặt tiếp xúc của các lò oxy hóa axit sulfuric và axit nitric lớn, cũng như một số thiết bị chưa qua chế biến, và hiệu quả của nó vượt xa so với dây amiăng ban đầu.
5. Tấm amiăng bọc kim loại
Việc bọc tấm amiăng hoặc tấm cao su amiăng bằng tấm kim loại sẽ ngăn tiếp xúc trực tiếp với môi trường, tránh làm giảm độ bền của sợi amiăng và ngăn ngừa rò rỉ, từ đó mở rộng phạm vi sử dụng tấm cao su amiăng.
Nhiệt độ chung để sử dụng miếng amiăng bọc kim loại là 450 độ (một số có thể đạt tới 600 ~ 700 độ, chẳng hạn như trong khí thải ở áp suất khí quyển ~ 0,16MPa) và áp suất vận hành là 4MPa, tối đa là 4MPa. 6MPa. Nếu áp suất tăng thêm, miếng đệm có xu hướng chảy ngang và vật liệu lõi bị đẩy ra khỏi lớp phủ.
Do lực siết bu lông cao cần thiết cho tấm amiăng bọc kim loại nên ngay cả khi áp suất dưới 2,45 MPa, không thể sử dụng mặt bích có trọng lượng dưới 25 kg. Nếu không, độ cứng của mặt bích và bu lông sẽ không đủ, gây biến dạng và dẫn đến hư hỏng vòng đệm. Một số người cho rằng nếu thay vật liệu lõi bằng cao su tổng hợp có độ đàn hồi tốt hơn thì lực siết của nó sẽ giảm đi. Trên thực tế, điều này không xảy ra vì sau khi vật liệu lõi bị mềm, lực buộc bị vật liệu lõi hấp thụ, không thể cung cấp lực buộc cần thiết để tấm kim loại bám vào bề mặt mặt bích, và miếng đệm dễ bị hỏng. . Ngoài ra, trong môi trường có nồng độ ion clorua và môi trường axit cao, sự chồng chéo giữa miếng thép không gỉ và miếng sắt dễ bị ăn mòn kẽ hở.
Nếu nhiệt độ trên 450 độ, sợi gốm hoặc sợi carbon có thể được sử dụng làm vật liệu cốt lõi. Một nhà máy thép nào đó sử dụng miếng đệm bằng sợi gốm phủ kim loại chịu nhiệt độ cao 1100 độ, không bị hư hỏng sau hai năm sử dụng. Việc sử dụng than chì dẻo làm vật liệu lõi có hiệu quả hơn so với các miếng amiăng bọc kim loại.
Các miếng đệm kim loại có thể được chế tạo thành nhiều hình dạng khác nhau và được sử dụng rộng rãi cho các nắp lớn, lỗ nạp và dỡ hàng, mặt bích cửa cống, v.v. trong các bộ trao đổi nhiệt và lò phản ứng khác nhau.
Một lớp tấm than chì dẻo được phủ lên bề mặt của miếng đệm kim loại. So với các miếng đệm kim loại tương tự không có lớp phủ bề mặt, miếng đệm này có tỷ lệ tải trước nhỏ hơn và hiệu suất bịt kín tốt hơn
Việc dán băng nhăn than chì linh hoạt hiện có lên bề mặt của miếng kim loại, miếng phẳng bằng kim loại, miếng có răng và thậm chí cả miếng cao su amiăng đã giải quyết được nhiều vấn đề rò rỉ. Ví dụ, bộ trao đổi nhiệt trong một nhà máy nhất định có áp suất 5,88MPa, nhiệt độ 450 độ và môi trường hydro/dầu và khí. Trước đây tôi đã từng sử dụng miếng đệm phẳng bằng kim loại và miếng đệm có răng, cả hai đều bị rò rỉ. Sau đó, băng nhăn bằng than chì dẻo được dán trên tấm phẳng để giải quyết vấn đề này. Cần chỉ ra rằng dạng miếng đệm này là một biện pháp đơn giản để giải quyết tình trạng rò rỉ miếng đệm mặt bích và chất lượng làm việc của băng than chì dẻo ảnh hưởng trực tiếp đến việc thiết bị có thể hoạt động bình thường hay không. Nếu phủ một lớp keo lên mặt sau của băng, chất lượng của lớp phủ có thể được cải thiện.
6. Tấm cuộn dây bằng kim loại
Miếng đệm bọc kim loại tận dụng khéo léo khả năng chịu nhiệt, khả năng phục hồi và độ bền của kim loại cũng như tính linh hoạt của vật liệu phi kim loại, mang lại hiệu suất bịt kín tốt hơn. Trong số đó, hiệu suất của miếng than chì linh hoạt được bọc bằng thép không gỉ là tốt nhất. Tỷ lệ siết chặt trước của nó nhỏ hơn so với miếng bọc amiăng và không có nhược điểm về rò rỉ mao mạch sợi amiăng. Hình 2-10 hiển thị đường cong mối quan hệ giữa tỷ lệ căng trước và tốc độ rò rỉ của cả hai. Trong môi trường dầu, 0Cr13 thường được sử dụng cho các dải kim loại, trong khi 1Cr18Ni9Ti được khuyên dùng cho các môi trường khác.
Tấm cuộn dây than chì linh hoạt dải thép không gỉ có thể được sử dụng trong môi trường khí ở áp suất 14,7MPa (lên đến 19,6MPa) và có thể được sử dụng lên đến 30MPa trong chất lỏng. Nhiệt độ -190~+600 độ (có thể sử dụng lên tới 1000 độ trong điều kiện kỵ khí và áp suất thấp).
Polytetrafluoroethylene có khả năng chịu nhiệt độ thấp tốt và cường độ năng suất của nó ở nhiệt độ thấp cao hơn nhiều so với nhiệt độ phòng. Vì vậy, miếng đệm cuộn dây PTFE có thể được sử dụng cho các môi trường có nhiệt độ thấp như hydrocacbon lỏng. Đồng thời, việc bổ sung các dải kim loại giúp cải thiện độ dẫn nhiệt và nhiệt độ sử dụng của miếng cuộn dây polytetrafluoroethylene có thể đạt tới 250 độ, có thể sử dụng lên đến 9MPa và 200 độ trong môi trường axit.
Tấm bọc xoắn ốc thích hợp cho các bộ trao đổi nhiệt, lò phản ứng, đường ống, van và mặt bích đầu vào và đầu ra của máy bơm có biến động áp suất và nhiệt độ đáng kể. Đối với áp suất trung bình đến cao và nhiệt độ vượt quá 300 độ, cần cân nhắc sử dụng vòng trong, vòng ngoài hoặc vòng ngoài trong. Nếu sử dụng mặt bích lồi lõm, miếng đệm quấn có vòng trong sẽ có tác dụng tốt hơn.
Việc áp dụng các tấm than chì linh hoạt trên cả hai mặt của miếng cuộn dây than chì linh hoạt cũng có thể đạt được hiệu quả bịt kín tốt. Lò hơi nhiệt thải của một nhà máy phân bón lớn là thiết bị chính cho nhiệt độ cao và áp suất cao. Nó sử dụng các miếng đệm bọc bằng than chì dẻo có vòng ngoài, không bị rò rỉ khi đầy tải nhưng rò rỉ khi giảm tải. Một tấm than chì dẻo dày 0,5mm được thêm vào cả hai mặt của miếng đệm, được cắt thành hình vòng cung và phần khớp được chồng lên nhau bằng một miệng xiên, hoạt động tốt.
7. Miếng đệm phẳng kim loại, miếng đệm dạng sóng và miếng đệm hình răng Miếng đệm phẳng kim loại và miếng đệm dạng sóng kim loại
Thường được sử dụng trên mặt bích của van áp suất trung bình và cao, đường ống và thiết bị có đường kính nhỏ hơn. Áp suất được sử dụng thay đổi tùy theo nhiệt độ, trong đó áp suất trước dao động từ 1,568 đến 31,36 MPa và áp suất sau dao động từ 1,568 đến 3,92 MPa. Vật liệu đệm được lựa chọn dựa trên môi trường và nhiệt độ.
8. Miếng đệm hình bát giác và hình elip
Miếng đệm hình bát giác và miếng đệm hình elip (thường được gọi là "vòng thép đất" trong ngành lọc dầu) dùng cho mặt bích rãnh hình thang có hiệu suất bịt kín tốt. Trên bề mặt hình nón của rãnh, miếng đệm hình bát giác tiếp xúc bề mặt trong khi miếng đệm hình elip có tiếp xúc đường thẳng. Do đó, miếng đệm hình elip có độ bám dính tốt dưới lực buộc thấp, nhưng cần phải buộc chặt thứ cấp; Và miếng đệm hình bát giác thường ít bị rò rỉ hơn sau khi được siết chặt một lần. Hạn chế của chúng là yêu cầu lực siết bu lông lớn và khi sử dụng trong các tình huống áp suất thấp và nhiệt độ cao, cấp mặt bích phải trên pg25 kg.