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.