Մետաղական պատռվածքային միջադիր. Բարձր ջերմաստիճանի/բարձր ճնշման ֆլանշային միացումների միջուկի կնքման լուծում

Մետաղական փաթաթված միջադիրները արդյունաբերական խողովակաշարերի և սարքավորումների եզրագծերի ամենատարածված և հուսալի կնքման լուծումն են: Դրանց եզակի, հասուն կառուցվածքը ապահովում է բացառիկ կնքման արդյունավետություն բարձր ջերմաստիճանի, բարձր ճնշման և ցիկլիկ պայմաններում, ինչը դրանք անփոխարինելի է դարձնում էլեկտրաէներգիայի արտադրության, նավթաքիմիական և քիմիական արդյունաբերություններում:

1. Կառուցվածքի վերլուծություն. Հիբրիդային կոշտ-ճկուն կոմպոզիտ

Հիմնական կառուցվածքը բաղկացած է հերթագայող պարուրաձև շերտերից՝մետաղական շերտևոչ մետաղական լցոնիչ նյութ, սովորաբար ամրացված ներքին/արտաքին օղակներով (Նկար 1):

Նկար 1. Մետաղական վերքի միջադիրի կառուցվածք

https://via.placeholder.com/450×250.png?text=Metal+Wound+Gasket+Structure

(Նկարազարդում՝ V-աձև մետաղական ժապավեն + լցանյութ՝ պարուրաձև փաթաթված ներքին/արտաքին օղակներով)

​Հիմնական բաղադրիչներ՝​

• ​Կնքման միջուկ՝​
  • V/W ձևի մետաղական շերտ(0.15–0.25 մմ հաստությամբ): Անժանգոտվող պողպատ (304/316) կամ հատուկ համաձուլվածքներ (Inconel®): Ապահովում է առաձգական վերականգնում և մեխանիկական ամրություն:
  • Ոչ մետաղական լցոնիչԳրաֆիտ, PTFE, փայլար կամ կերամիկական մանրաթելեր, որոնք ներդրված են մետաղական շերտի ակոսներում։ Ապահովում է սկզբնական մեկուսացումը և փոխհատուցում միկրոթերությունները։
  • Փաթաթման գործընթացՄետաղական/լցանյութային շերտեր, որոնք փաթաթված են ≈30° անկյան տակ՝ համակենտրոն կնքման շերտեր ձևավորելու համար։
• ​Ամրապնդող օղակներ՝​
  • Ներքին օղակԱմուր մետաղ (ածխածնային/չժանգոտվող պողպատ): Կանխում է ներքին միջադիրի թուլացումը, դիմադրում է փչելուն և նպաստում է կենտրոնացմանը:
  • Արտաքին օղակՆույնական նյութ։ Պաշտպանում է եզրերը, սահմանափակում է արտաքին թուլացումը և բաշխում է պտուտակների բեռը։

2. Կառուցվածքային առավելություններ. Գերազանց կնքման կատարողականություն

• ​Առաձգական փոխհատուցումԲազմաշերտ բարակ շերտերը + փափուկ լցոնը հարմարվում են եզրերի ծռմանը, թրթռմանը և պտուտակների բեռնվածության տատանումներին։
• ​Ծայրահեղ ջերմաէլեկտրական/փրփրային դիմադրությունՄետաղական շերտերը դիմանում են պտուտակների ծանրաբեռնվածությանը/ներքին ճնշմանը. գրաֆիտը/փայլաքարը պահպանում են կայունությունը ≤1000°C ջերմաստիճանում։
• ​Սթրեսի բաշխում և հակա-թուլացումՊարուրաձև փաթաթումը ցրում է սեղմման լարումը; V/W երկրաչափությունը ապահովում է զսպանանման հետընթաց ջերմային ցիկլերի ընթացքում։
• ​Պայթյունի դիմադրությունՆերքին/արտաքին օղակները + կոշտ կառուցվածքը կանխում են բարձր ճնշման տակ արտանետումը։
• ​Լայն հարմարվողականությունԱնհատականացվող նյութերը/դիզայնները համապատասխանում են ջերմաստիճաններին (-200°C-ից մինչև +1000°C+), ճնշումներին (վակուում մինչև 500+ բար) և միջավայրին (թթուներ, H₂, գոլորշի):

3. Համեմատություն այլ եզրային միջադիրների հետ

​Աղյուսակ 1. Մետաղական վերքի միջադիր ընդդեմ այլընտրանքների​

​Հողատարածք​	​Մետաղական վերք​	​Ռետին/Կոմպոզիտ​	​PTFE միջադիր​	​Մետաղական պատյանով​	​Ատամնավոր մետաղ​
​Առավելագույն ջերմաստիճան​	​-200°C-ից մինչև 1000°C+​	-40°C-ից մինչև 150°C	-200°C-ից մինչև 260°C*	-200°C-ից մինչև 800°C+	-200°C-ից մինչև 1000°C+
​Առավելագույն ճնշում​	​​500+ բար​	40–80 բար	60–100 բար	300+ բար	500+ բար
​Ջերմային ցիկլ​	​Գերազանց​	Վատ (ծերացող)	​Վատ (սառը հոսք)​	Միջին	​Վատ (չվերականգնվող)​
​Քիմիական դիմադրություն​	​Լայն (կախված նյութից)	Սահմանափակ (ռետինե տեսակ)	​Գերազանց (PTFE իներտ)​​	Լայն	Լայն
​Ֆլանժի դեմքի ավարտ​	ՌՖ (Ra 3.2–6.3 մկմ)	Ցածր կոպտության հանդուրժողականություն	Հարթ (հակաարտադրողական)	Հայելիի վրա անհրաժեշտ է հայելային ծածկույթ	Պահանջվում է RTJ ակոս
​Արժեք/վերօգտագործելիություն​	Բարձր գին;միանգամյա օգտագործման​	Ցածր գին; վերաօգտագործելի	Միջին; սահմանափակ վերօգտագործում	Բարձր; միանգամյա օգտագործման	Բարձր; միանգամյա օգտագործման
* Խուսափեք ուժեղ ջերմային ցնցումից։

4. Հիմնական նյութեր և կիրառություններ

Մետաղական ժապավենի ընտրություն.

• ​SS 304/304LԸնդհանուր արդյունաբերական կիրառություն (-200°C–550°C; գոլորշի, յուղ, թույլ թթուներ):
• ​SS 316/316LԲարձր քլորիդային դիմադրություն (օրինակ՝ ծովի ջուր, քացախաթթու):
• ​Inconel® 625/X750Ծայրահեղ պայմաններ (+1,000°C, H₂, թթվային գազ, միջուկային):
• ​Մոնել® 400HF թթու, տաք ալկալիներ, ծովային։
• ​ՏիտանԱվիատիեզերական, քլոր-ալկալիական։

Լցոնման նյութեր՝

• ​ճկուն գրաֆիտ:
  • Առավելություններ՝ -200°C–1600°C (իներտ մթնոլորտ); քիմիական դիմադրություն; ինքնայուղվող։
  • Դեմ կողմերըԱնհարմար է ուժեղ օքսիդացնողների (HNO₃) համար։
  • Օգտագործել: ​Առաջնային ընտրություն գոլորշու, H₂-ի, ամոնիակի, ջերմային յուղի համար (HT/HP կիրառությունների ≥90%-ը).
• ​PTFE:
  • ԱռավելություններՀամընդհանուր քիմիական դիմադրություն; ցածր շփում։
  • Դեմ կողմերը: ​Շատ սառը հոսք (>100°C/20 բար)ջերմային ընդլայնում;
  • ՕգտագործելԴեղագործական/սնունդ; թթուներ/ալկալիներ <200°C:
• ​ՄիկաԲարձր ջերմաստիճանային մեկուսացում; էլեկտրաքիմիական կոռոզիոն դիմադրություն։
• ​Կերամիկական մանրաթելԷկոլոգիապես մաքուր; չափավոր ջերմաստիճան (≤1000°C):

Եզրակացություն

Մետաղական փաթաթված միջադիրները գերիշխում են եզրերի կարևորագույն կնքման հարցում՝ համատեղելով մետաղի ամրությունը լցանյութի սեղմելիության հետ: Չնայած բարձր գնին, չվերօգտագործելիությանը և եզրերի մշակման խիստ պահանջներին (գերադասելի է ռադիոհաճախականությունը), դրանց հուսալիությունը ջերմային ցիկլի/ճնշման ալիքների դեպքում անգերազանցելի է: Նյութի ճկունությունը հնարավորություն է տալիս անհատականացված լուծումներ գտնել ASME B16.20/EN 1514 ստանդարտի համաձայն: Ընտրությունը պահանջում է ջերմաստիճանի, ճնշման, միջավայրի և ցիկլիկ բեռների խիստ ստուգում: