V potrubních systémech s vysokými teplotami a vysokým tlakem konvenční těsnění často katastrofálně selhávají. Kovová spirálovitě vinutá těsnění s kompozitní strukturou z elastického kovu a flexibilní výplně vytvářejí jedinečné „tuhé, ale flexibilní“ těsnicí řešení. Tento článek odhaluje, proč jsou ideální volbou pro extrémní podmínky v petrochemickém a jaderném průmyslu.
I. Strukturální anatomie: Přesné vrstvené inženýrství
EN 1092-1 Standardní konstrukce:
|----------------------------------------------| | Kovová páska (CS/SS/Ti) → Odolnost proti tlaku | | Výplňová vrstva (Grafit/PTFE/Slída) → Mikrotěsnění | | Vlnité vinutí ve tvaru V (25–45 vrstev) → Elastická nádržka | | Vnitřní/vnější kroužky (304SS/316L) → Ochrana proti vyfouknutí | |---------------------------------------------|Princip těsněníZvýšení tlaku → Radiální smrštění V-kroužků → Roztažná výplň utěsňuje mikromezery
II. Výkonnostní převaha (oproti plochým těsněním)
| Parametr | Azbestové těsnění | Spirálově vinuté těsnění | Zlepšení |
|---|---|---|---|
| Maximální teplota | 260 °C | 800 °C | 3,1× |
| Tlakový limit | 10 MPa | 42 MPa | 4,2× |
| Tepelné cykly | 50 | 5 000 | 100× |
| Rychlost úniku (hmotnostní spektrometrie He) | 1×10⁻² mbar·L/s | 1×10⁻⁶ mbar·L/s | 10 000× |
Kritické aplikace:
- Kompenzace tepelné roztažnosti (ΔL=12 mm/m při 550 °C parovody)
- Odolnost proti kryogenním nárazům (-196 °C → 25 °C)
- Bariéra propustnosti vodíku (<0,001 ppm při 15MPa vodíkových reaktorech)
III. Případové studie řešení problémů v odvětví
**▶ Selhání systému zhášení krakovací jednotky**
- ProblémZlomení grafitového těsnění v kalicím oleji při 950 °C
- ŘešeníInconel 625 + flexibilní grafitové vinutí
- VýsledekInterval údržby ↑ z 3 měsíců na 2 roky (úspora 12 milionů USD/rok)
**▶ Únik kompresoru LNG BOG**
- ProblémSelhání těsnění při -162 °C
- ŘešeníTitanové vinutí + modifikovaná PTFE výplň
- VýsledekEmise metanu ↓ z 2 300 m³/h na 5 m³/h
IV. Výběrová matice
| Stav | Kovová stuha | Výplňový materiál | Těsnicí napětí |
|---|---|---|---|
| Silné kyseliny (pH < 1) | Hastelloy C276 | ePTFE | 90–120 MPa |
| Jaderné parovody | 316L jaderná | Jaderný grafit | 150–200 MPa |
| Superkritický CO₂ | Incoloy 825 | Pozlacená slída | 180–240 MPa |
| Letecké palivové systémy | Monel 400 | Fluorografit | 210–280 MPa |
Zlatá pravidla:
- T>540 °C → Vyhněte se PTFE plnivům
- Pulzace tlaku > 10 Hz → Musí mít vnitřní/vnější kroužky
- Pevné částice v médiu → Tvrdost plniva > 90 Shore A
V. Instalační revoluce
Chybná tradiční metoda:
Utahování kladivem → Nerovnoměrné napětí → 37% lokální drceníLaserově naváděná sestava (patentováno):
- Rovinnost příruby z 3D skenování (±3 μm)
- Optimalizace pořadí šroubů (simulace metodou konečných prvků)
- Hydraulické napínání (odchylka <5 %)
→ Dosahuje >94% rovnoměrného těsnicího napětí
Čas zveřejnění: 2. července 2025