Die Gurtflansche für Druckbehälter sind die Grundkomponenten für die Verbindung verschiedener Druckbehälterkomponenten und werden häufig in Industriebereichen wie Petrochemie, Atomenergie, Elektrizität und Leichtindustrie eingesetzt.

Bei Druckbehältern ist ein Flansch eine Komponente, die Flansche, Dichtungen, Verbindungsschrauben oder -bolzen und Muttern umfasst. Seine Funktion besteht darin, verschiedene drucktragende Komponenten zu verbinden und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Verbindungsteile nicht lecken.

Die Hauptversagensform von Flanschverbindungen ist das Steifigkeitsversagen der Verbindung und äußert sich äußerlich in Undichtigkeiten. Das Medium im Druckbehälter weist die Eigenschaften hoher Temperatur und hohem Druck auf und ist außerdem brennbar, explosiv oder giftig. Sobald eine Leckage auftritt, kann es zu schwerwiegenden Folgekatastrophen kommen. Eine ernsthafte Gefahr für die Sicherheit des Druckbehälters selbst, der umgebenden Ausrüstung und des Personals. Daher steht bei der Konstruktion und Auswahl von Behälterflanschen vor allem die Gesamtdichtleistung im Vordergrund.

Dichtungsform des Umfangsflansches für Druckbehälter:

(1) Zwangsversiegelung. Die Dichtfläche wird durch Anziehen der Verbindungsschrauben zwischen Enddeckel und Zylinderflansch komprimiert, um den Zweck der Abdichtung zu erreichen, wie z. B. Flachdichtungen, Cazari-Dichtungen usw.

(2) Selbstspannende Dichtung. Durch den Druck des Mediums im Behälter wird eine Anpresskraft auf die Dichtfläche erzeugt, um den Zweck der Abdichtung zu erreichen. Seine Dichtkraft nimmt mit steigendem Mediumsdruck zu. Daher kann eine zuverlässige Dichtungsleistung unter höheren Drücken aufrechterhalten werden, wie zum Beispiel bei kombinierten Dichtungen, O-Ring-Dichtungen, C-Ring-Dichtungen, B-Ring-Dichtungen, Keildichtungen, achteckigen Dichtungen und ovalen Dichtungen sowie selbstdichtenden Flachdichtungen. , Holzversiegelung, Stickstoffversiegelung usw.

(3) Halbselbstspannende Dichtung. Es nutzt nicht nur den Druck des Mediums im Behälter, sondern erzeugt auch durch die Verbindung von Befestigungselementen eine Druckkraft auf die Dichtfläche, um den Zweck der Abdichtung zu erreichen, beispielsweise eine Doppelkegeldichtung.

Das Funktionsprinzip des Gurtflansches für Druckbehälter:

Wenn eine Vorspannkraft auf die Flanschschrauben ausgeübt wird, drückt die Schraubenkraft die Dichtung durch den Flanschring zusammen und zwingt die Flanschdichtflächen und die erhabenen Oberflächen der Dichtung, sich aufgrund der Verformung der Dichtung auszufüllen. Dadurch wird der anfängliche Dichtungszustand geschaffen, um ein Austreten von Flüssigkeit zu verhindern.

Wenn eine Vorspannkraft auf die Flanschschrauben ausgeübt wird, drückt die Schraubenkraft die Dichtung durch den Flanschring zusammen und zwingt die Flanschdichtung zu einer Kompressionsverformung. Wenn die Schraubenkraft einen bestimmten Wert erreicht, werden die vier konvexen unebenen Flächen auf der Flanschdichtfläche und der Dichtung mithilfe der Dichtungsverformung gezwungen, sich zu füllen, wodurch anfängliche Dichtungsbedingungen geschaffen werden, um ein Austreten von flüssigem Medium zu verhindern.

An diesem Punkt wird die Druckkraft auf die effektive Dichtungsfläche der Einheit als anfängliche Sitzspannung bezeichnet. Wenn das Gerät oder die Rohrleitung einem Flüssigkeitsdruck ausgesetzt ist, unterliegen die Schrauben einer Zugspannung und einer Dehnung. Die Flanschdichtflächen bewegen sich in Trennrichtung, wodurch die Druckkraft zwischen den Dichtflächen und der Dichtung abnimmt. Dadurch nimmt die Kompression der Dichtung ab und die Sitzvorspannung nimmt ab.

Wenn die Dichtung an dieser Stelle über eine ausreichende Elastizität verfügt, kann die Verformung der Dichtung den Abstand zwischen den Schrauben und den Dichtflächen ausgleichen und so sicherstellen, dass die Vorspannungssitzspannung nicht unter die Betriebssitzspannung fällt und so ein guter Dichtungszustand aufrechterhalten wird für den Flansch. Wenn es der Dichtung hingegen an ausreichender Elastizität mangelt, sinkt die Sitzspannung unter die Betriebssitzspannung oder es entstehen sogar wieder Lücken an der Dichtung, was zu einem Dichtungsversagen führt.

Folgende Faktoren beeinflussen die Flanschdichtung von Druckbehältern:

1. Schraubenvoranzugskraft

Durch die richtige Vorspannkraft wird sichergestellt, dass die Dichtung während des Betriebs eine bestimmte Sitzspannung beibehält. Eine zu hohe Vorspannkraft kann dazu führen, dass die Dichtung komprimiert oder extrudiert wird, was zu einer Beschädigung der Dichtung führt. Auch die Verteilung der Vorspannkraft auf die Dichtung beeinflusst die Dichtleistung. Eine Methode, um eine gleichmäßige Verteilung der Vorspannkraft sicherzustellen, besteht darin, die Anzahl der Schrauben zu erhöhen, sofern diese den Anforderungen an den Platz zum Ein- und Ausbau der Schrauben genügen.

2. Dichtungsleistung

Dichtungen sind ein wichtiger Bestandteil der Abdichtung. Ein geeignetes Dichtungsmaterial sollte die Tatsache widerspiegeln, dass die Dichtung unter Einwirkung einer entsprechenden Vorspannkraft die erforderliche elastische Verformung erzeugen kann, ohne gequetscht oder extrudiert zu werden. Während des Betriebs vergrößert sich der Abstand zwischen den Flanschdichtflächen, und das Dichtungsmaterial sollte über eine ausreichende Rückprallfähigkeit verfügen, damit die Dichtungsfläche und die Flanschfläche in engen Kontakt kommen und weiterhin eine gute Dichtungsleistung aufrechterhalten wird.

3. Eigenschaften der Flanschdichtfläche

Für die Dichtwirkung spielen Art und Oberflächenbeschaffenheit der Flanschdichtfläche eine entscheidende Rolle. In Situationen mit strengen Arbeitsbedingungen sollten konkav-konvexe Oberflächen und Nut-Feder-Oberflächen verwendet werden. Die Ebenheit der Flanschdichtfläche, die Mittellinie und die Rechtwinkligkeit zwischen Dichtfläche und Flansch wirken sich direkt auf die Gleichmäßigkeit der Kraft auf die Dichtung und den guten Kontakt zwischen Dichtung und Flansch aus. Die Oberflächenrauheit der Flanschdichtfläche sollte den Anforderungen der Dichtung entsprechen. Es sind keine radialen Messerspuren oder Kratzer auf der Oberfläche zulässig, geschweige denn Oberflächenrisse.

4. Flanschsteifigkeit

Eine unzureichende Steifigkeit führt zu einer übermäßigen Verformung des Flansches und damit zu einem Versagen der Dichtung. Es gibt viele Faktoren, die die Flanschsteifigkeit beeinflussen. Unter anderem können eine Erhöhung der Flanschdicke, eine Vergrößerung des Flanschaußendurchmessers und andere Methoden die Flanschsteifigkeit verbessern, Verformungen reduzieren, eine gleichmäßige Übertragung der Schraubenkraft auf die Dichtung ermöglichen und einen gleichmäßigen und ausreichenden spezifischen Dichtungsdruck erzielen. Gleichzeitig kann die Dichtleistung verbessert werden. Der Hebelarm, der die Schraubenkraft reduziert, kann das Biegemoment des Flansches verringern und wirkt sich positiv auf die Abdichtung aus.

5. Betriebsbedingungen

Auch Betriebstemperatur, Druck sowie chemische und physikalische Eigenschaften des Mediums beeinflussen die Zuverlässigkeit von Flanschverbindungen. Mit zunehmender Temperatur wird die Viskosität des Mediums geringer und die Leckageneigung nimmt zu; Hohe Temperaturen erhöhen die chemische und physikalische Aktivität des Mediums und führen zu Korrosion und Auflösung von Dichtungen und Flanschen. Hohe Temperaturen können auch zur Korrosion von Schrauben, Flanschen und Dichtungen führen. Kriech- und Stressentspannung.