V extrémních podmínkách zahrnujících vysoké teploty, vysoké tlaky a silnou korozi tradiční elastomerová těsnění často selhávají. Kovová těsnění vynikají jako klíčové „pojistné ventily“ pro klíčová zařízení. Mezi nimi…Vnitřní tlakově aktivované kovové E-těsněnívyniká svou jedinečnou strukturou a výkonem. Tento článek se ponoří do jeho strukturálních vlastností, principů fungování, výběru materiálů a použití.
1. Strukturální jedinečnost: Design těsnění E-Seal
Těsnění E-Seal se vyznačuje výrazným zrcadlově symetrickým tvarem"E" or „M“průřez (obvykle se třemi vrcholy). Mezi klíčové strukturální prvky patří:
- Profil „M“Centrální drážka tvoří přirozenýtěsnicí komora, zatímco duální symetrické vrcholy slouží jako primární těsnicí břityTato drážka je klíčová pro samoaktivaci.
- Podpůrná strukturaPoužívá se s koncentrickýmivnitřní podpůrné kroužky(nebo vnější omezovací kroužky), aby se zabránilo vytlačování a směřoval tlak směrem k těsnicím břitům.
- Kovové jádroVyrobeno z deformovatelných kovových slitin pro dosažení plasticity.
Strukturální rozdíly oproti jiným kovovým těsněním:
| Srovnání | Klíčové rozdíly |
|---|---|
| Plné/duté kovové O-kroužky | Drážka těsnění E-Seal zvyšuje účinnost přeměny tlaku na radiální těsnicí sílu. |
| C-těsnění | Dvojité břity a utěsněná komora umožňují rychlejší/silnější utěsnění reagující na tlak. |
| Delta prsteny | Odolnější vůči změnám mezer; vyšší účinnost využití tlaku. |
2. Základní mechanismus: Princip aktivace tlakem
Vynikající vlastnosti E-Seal spočívají v jeho…tlakové samonabíjení:
- PředpětíPočáteční utažení šroubů plasticky deformuje břity pro primární utěsnění.
- Vniknutí tlakuTlak ze systému vstupuje do centrální komory.
- Transformace sílyTlak působí na stěny komory a tlačí okraje radiálně ven/dovnitř. Opěrné kroužky omezují posunutí a přeměňují tlak na těsnicí sílu působící na povrchy přírub.
- Obousměrné těsněníTěsnicí tlak se úměrně zvyšuje s tlakem v systému („těsnější pod tlakem“).
3. Výhody ve výkonu
- Spolehlivost při vysokém tlaku (až 1 000+ MPa).
- Extrémní teplotní odolnost (-196 °C až 800 °C).
- Vynikající odolnost proti korozi/chemické odolnosti.
- Ochrana proti vytlačování (s opěrnými kroužky).
- Dlouhá životnost, opakovaně použitelné (pokud není poškozené).
4. Materiály a vlastnosti
| Kategorie materiálu | Příklady | Výhody | Nevýhody | Maximální teplota (°C) |
|---|---|---|---|---|
| Austenitická nerezová ocel | 304, 316L | Cenově výhodné, odolné proti korozi | Nízká pevnost, náchylnost k podtlaku (SCC) | 600 (dlouhodobé) |
| Nerezová ocel PH | 17-4PH (630) | Vysoká pevnost, odolnost proti korozi | Vyšší cena než u austenitických ocelí | 400 |
| Superslitiny na bázi niklu | Inconel 718/X-750 | Vysokoteplotní pevnost, odolnost proti oxidaci | Drahý | 800 |
| Korozní slitiny na bázi niklu | Hastelloy C-276 | Výjimečná odolnost vůči kyselinám/halogenům | Velmi vysoké náklady | 400 |
| Speciální slitiny/čisté kovy | Ti Gr.2, Incoloy 925 | Cílený výkon (např. Ti: lehký) | Riziko vodíkového křehnutí (Ti) | Liší se |
Nosné kroužky používají vysoce pevné materiály (např. kalené oceli).
5. Aplikace
E-těsnění jsou nepostradatelná v:
- Ropa a plyn: Vrty vrtů (API 6A), vánoční stromky, ventily HPHT.
- PetrochemieHydrokrakovací reaktory, polyetylénové jednotky.
- Chemické zpracováníSuperkritické reaktory, korozivní média.
- JadernáUzávěry reaktorových nádob, primární chladicí okruhy.
- Letectví a kosmonautikaSystémy raketových motorů, zkušební zařízení.
- Výzkum vysokého tlakuAutoklávy, komory pro syntézu materiálů.
Čas zveřejnění: 24. července 2025