СПОСОБ
ГЕРМЕТИЗАЦИИ ФЛАНЦЕВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
ТРУБОПРОВОДНЫХ СИСТЕМ
Описание изобретения к авторскому свидетельству
Изобретение относится к машиностроению
и касается способа герметизации фланцевых соединений трубопроводов.
Целью изобретения является повышение надежности за счет предотвращения
разгерметизации трубопроводных фланцевых соединений в процессе эксплуатации
благодаря уменьшению в них релаксации напряжений и сокращению времени
достижения стабильного состояния момента затяжки.
При сборке соединений затяжку крепежных болтов проводят до начального
момента (Мнач), превышающего рабочий (Мраб) на величину его возможного
(наибольшего) падения при эксплуатации в пределах 25-30 %, достигая при
этом напряжения на уплотнительной прокладке 3,5-4,5 предела ее текучести
(sт. пр).
Выбор указанного значения напряжения на прокладке (3,4-4,5) sт обеспечивает
пластическое течение прокладки в стесненных условиях затвора с полным
заполнением микрошероховатостей и тем самым созданием высокой герметичности.
Здесь большие значения напряжения устанавливают для соединений малой жесткости,
как правило, диаметров от 100 мм и более.
При увеличении момента Мраб более чем на 30 % интенсивнее возрастает и
пластическая деформация в элементах соединения, не принося существенного
выигрыша по остаточному (после эксплуатации) моменту затяжки (Мост).
При экспериментах с прокладкой и без нее установлено, что после начальной
затяжки существует промежуток времени в течение 6-8 часов наиболее интенсивного
снижения момента за счет текучести материала прокладки. Если в этот период
произвести 3-4-кратное подгружение (деформацию) прокладки подзатяжкой
болтов, то пластическая деформация в ней значительно уменьшается. Для
большего снижения пластической деформации в прокладке подзатяжку болтов
проводят до величены начального (наибольшего) момента (Мнач) и при этом
делают перерывы между подзатяжками 1-2 ч. Это объясняется тем, что при
больших нагрузках и промежутках времени выдержки происходит и более полное
исчерпывание пластической деформации в материале. При выдержке при экспериментах
менее 1 ч снижение момента было недостаточным.
После всестороннего и многократного обжатия прокладки она приобретает
характеристики текучести близкие к остальным элементам соединения (фланцам,
гайкам, шайбам, болтам). Снижение момента за счет пластической деформации
в материале этих элементов, имеющих более высокий предел текучести, наступает
позже, чем за счет прокладки и процесс снижения длится больше (до 10 сут.).
Однако наиболее интенсивно момент снижается в течение первых 2-х суток,
в пределах которых и проводится выдержка соединения перед подзатяжками
для исчерпывания в элементах пластической деформации. Наличие двух выделенных
этапов протекания пластической деформации в соединении объясняется тем,
что в стальных деталях, имеющих значительно больший предел текучести,
чем у прокладки, накопление пластической деформации начинается только
после исчерпания большей части пластической деформации в прокладке и приобретения
ею свойств текучести, сравнимых со стальными деталями. Причем стальные
детали, в свою очередь, являются не одинаково нагруженными и процесс текучести
менее нагруженного элемента (или более прочного) начинается после снижения
части пластической деформации в более нагруженной (менее прочной) детали
соединения.
Стабильное состояние момента на окончательном этапе затяжки (до значения
Мнач) достигается, как правило, уже после 2-5 подзатягиваний болтов с
интервалом между затяжками 1-2 ч.
Эксперименты показали, что соединения, подвергаемые многократному подгружению
болтами после временной выдержки сохраняют практически неизменным момент
затяжки в процессе эксплуатации при нормальных температурных условиях.
Перепечатано
с сокращениями. |