Kovová vinutá těsnění jsou nejrozšířenějším a nejspolehlivějším řešením těsnění pro průmyslové potrubí a příruby zařízení. Jejich jedinečná, zralá struktura poskytuje výjimečný těsnicí výkon za vysokých teplot, vysokého tlaku a cyklických podmínek, což je činí nepostradatelnými v energetickém, petrochemickém a chemickém průmyslu.
1. Analýza struktury: Hybridní tuho-pružný kompozit
Jádrová struktura se skládá ze střídajících se spirálových vrstevkovový pásekanekovový přídavný materiál, obvykle vyztužené vnitřními/vnějšími kroužky (obrázek 1):
Obrázek 1: Struktura kovového vinutého těsnění
https://via.placeholder.com/450×250.png?text=Kovová+Runová+Těsnění+Struktura
(Obrázek: Spirálové vinutí z kovového pásu ve tvaru V + přídavného materiálu s vnitřními/vnějšími kroužky)
Klíčové komponenty:
- Těsnicí jádro:
- Kovový pásek ve tvaru V/W(tloušťka 0,15–0,25 mm): Nerezová ocel (304/316) nebo speciální slitiny (Inconel®). Zajišťuje elastické zotavení a mechanickou pevnost.
- Nekovové plnivoGrafitová, PTFE, slídová nebo keramická vlákna zabudovaná do drážek kovového pásku. Zajišťuje počáteční utěsnění a kompenzuje mikronedokonalosti.
- Proces navíjeníKovové/přídavné pásky navinuté pod úhlem ≈30° vytvářejí soustředné těsnicí vrstvy.
- Výztužné kroužky:
- Vnitřní kroužekPlný kov (uhlíková/nerezová ocel). Zabraňuje uvolnění těsnění směrem dovnitř, odolává proražení a usnadňuje centrování.
- Vnější kroužekIdentický materiál. Chrání hrany, omezuje uvolnění směrem ven a rozkládá zatížení šroubů.
2. Konstrukční výhody: Vynikající těsnicí výkon
- Elastická kompenzaceVícevrstvé tenké pásky + měkká výplň vyrovnávají deformaci přírub, vibrace a změny zatížení šroubů.
- Extrémní odolnost proti T/PKovové pásky odolávají zatížení šrouby/vnitřnímu tlaku; grafit/slída si udržují stabilitu při ≤1 000 °C.
- Rozložení stresu a antirelaxaceSpirálové vinutí rozptyluje tlakové napětí; geometrie V/W zajišťuje pružinový odraz během tepelných cyklů.
- Odolnost proti protrženíVnitřní/vnější kroužky + pevná konstrukce zabraňují vymrštění za vysokého tlaku.
- Široká přizpůsobivostPřizpůsobitelné materiály/designy vhodné pro teploty (-200 °C až +1 000 °C+), tlaky (vakuum až 500+ barů) a média (kyseliny, H₂, pára).
3. Porovnání s jinými přírubovými těsněními
Tabulka 1: Kovové vinuté těsnění vs. alternativy
| Vlastnictví | Kovová rána | Guma/kompozit | Těsnění z PTFE | Kovový plášť | Zoubkovaný kov |
|---|---|---|---|---|---|
| Max. teplota | -200 °C až 1 000 °C+ | -40 °C až 150 °C | -200 °C až 260 °C* | -200 °C až 800 °C+ | -200 °C až 1 000 °C+ |
| Max. tlak | | 40–80 barů | 60–100 barů | 300+ barů | 500+ barů |
| Tepelné cyklování | Vynikající | Chudí (stárnoucí) | Špatný (studený tok) | Mírný | Špatné (neobnovitelné) |
| Chemická odolnost | Široký (závislý na materiálu) | Omezené (gumové) | Vynikající (PTFE inertní) | Široký | Široký |
| Povrchová úprava přírubové plochy | RF (Ra 3,2–6,3 μm) | Nízká tolerance drsnosti | Hladký (proti vytlačování) | Vyžadován zrcadlový lesk | Vyžaduje se drážka RTJ |
| Cena/Opakovatelnost | Vysoká cena;jednorázové | Nízká cena; opakovaně použitelné | Mírné; omezené opětovné použití | Vysoká; jednorázová | Vysoká; jednorázová |
| *Zabraňte silnému tepelnému šoku. |
4. Klíčové materiály a aplikace
Výběr kovového pásku:
- nerezová ocel 304/304LVšeobecné průmyslové použití (-200 °C–550 °C; pára, olej, slabé kyseliny).
- Nerezová ocel 316/316LVynikající odolnost vůči chloridům (např. mořské vodě, kyselině octové).
- Inconel® 625/X750Extrémní podmínky (+1 000 °C, H₂, kyselý plyn, jaderné elektrárny).
- Monel® 400: kyselina HF, horké zásady, mořské.
- TitanLetectví a kosmonautika, chlor-alkalické sloučeniny.
Výplňové materiály:
- Flexibilní grafit:
- Výhody: -200 °C–1 600 °C (inertní atmosféra); chemická odolnost; samomazné.
- NevýhodyNevhodné pro silná oxidační činidla (HNO₃).
- Použití: Primární volba pro páru, H₂, amoniak, termální olej (≥90 % aplikací HT/HP).
- PTFE:
- VýhodyUniverzální chemická odolnost; nízké tření.
- Nevýhody: Silný tok za nízkých teplot (>100 °C/20 barů)tepelná roztažnost.
- PoužitíFarmaceutické/potravinářské; kyseliny/zásady <200 °C.
- SlídaVysokoteplotní izolace; elektrochemická odolnost proti korozi.
- Keramické vláknoEkologický; mírná teplota (≤1 000 °C).
Závěr
Kovová vinutá těsnění dominují v oblasti těsnění přírub, protože spojují pevnost kovu se stlačitelností výplně. Navzdory vyšším nákladům, nemožnosti opakovaného použití a přísným požadavkům na povrchovou úpravu přírub (preferováno pro RF) je jejich spolehlivost při teplotních cyklech/tlakových rázech bezkonkurenční. Flexibilita materiálu umožňuje řešení na míru dle ASME B16.20/EN 1514. Výběr vyžaduje důkladné ověření teploty, tlaku, média a cyklického zatížení.
Čas zveřejnění: 5. srpna 2025