Metalllindade packningar är den mest använda och pålitliga tätningslösningen för industriella rörledningar och utrustningsflänsar. Deras unika, välutvecklade struktur ger exceptionell tätningsprestanda under höga temperaturer, högt tryck och cykliska förhållanden, vilket gör dem oumbärliga inom kraftproduktion, petrokemisk och kemisk industri.
1. Strukturanalys: Hybrid styv-flexibel komposit
Kärnstrukturen består av alternerande spiralformade lager avmetallremsaochicke-metalliskt fyllnadsmaterial, vanligtvis förstärkta med inre/yttre ringar (Figur 1):
Figur 1: Struktur av metalllindad packning
https://via.placeholder.com/450×250.png?text=Metall+Sår+Tätning+Struktur
(Illustration: V-formad metallremsa + fyllnadsmaterial spirallindning med inner-/ytterringar)
Viktiga komponenter:
- Tätningskärna:
- V/W-formad metallremsa(0,15–0,25 mm tjock): Rostfritt stål (304/316) eller speciallegeringar (Inconel®). Ger elastisk återhämtning och mekanisk styrka.
- Icke-metalliskt fyllmedelGrafit-, PTFE-, glimmer- eller keramiska fibrer inbäddade i spår i metallremsor. Säkerställer initial tätning och kompenserar för mikrodefekter.
- LindningsprocessMetall-/fyllnadsremsor lindade vid ≈30° för att bilda koncentriska tätningsskikt.
- Förstärkningsringar:
- Inre ringMassiv metall (kol/rostfritt stål). Förhindrar inåtriktad packningsrelaxation, motverkar utblåsning och underlättar centrering.
- Yttre ringenIdentiskt material. Skyddar kanter, begränsar utåtriktad avslappning och fördelar bultbelastningen.
2. Strukturella fördelar: Överlägsen tätningsprestanda
- Elastisk kompensationFlerskiktade tunna remsor + mjukt fyllnadsmedel hanterar flänsböjning, vibrationer och variationer i bultbelastning.
- Extrem T/P-motståndMetallremsor tål bultbelastning/inre tryck; grafit/glimmer bibehåller stabilitet vid ≤1 000 °C.
- Stressfördelning och anti-avslappningSpirallindningen sprider tryckspänningar; V/W-geometrin ger en fjäderliknande återhämtning under termiska cykler.
- UtblåsningsmotståndInre/yttre ringar + styv struktur förhindrar utstötning under högt tryck.
- Bred anpassningsförmågaAnpassningsbara material/konstruktioner passar temperaturer (-200 °C till +1 000 °C+), tryck (vakuum till 500+ bar) och media (syror, H₂, ånga).
3. Jämförelse med andra flänspackningar
Tabell 1: Metalllindad packning jämfört med alternativ
| Egendom | Metallsår | Gummi/Komposit | PTFE-packning | Metallmantlad | Räfflad metall |
|---|---|---|---|---|---|
| Max. temperatur | -200°C till 1 000°C+ | -40°C till 150°C | -200°C till 260°C* | -200°C till 800°C+ | -200°C till 1 000°C+ |
| Max. tryck | | 40–80 bar | 60–100 bar | 300+ bar | 500+ bar |
| Termisk cykling | Excellent | Dålig (åldrande) | Dåligt (kallflöde) | Måttlig | Dålig (ej återhämtningsbar) |
| Kemisk resistens | Bred (materialberoende) | Begränsad (gummityp) | Utmärkt (PTFE-inert) | Bred | Bred |
| Flänsfinish | RF (Ra 3,2–6,3 μm) | Låg ojämnhetstolerans | Slät (anti-extrudering) | Spegelfinish krävs | RTJ-spår krävs |
| Kostnad/Återanvändbarhet | Hög kostnad;engångsbruk | Låg kostnad; återanvändbar | Måttlig; begränsad återanvändning | Hög; engångsbruk | Hög; engångsbruk |
| *Undvik allvarlig termisk chock. |
4. Viktiga material och tillämpningar
Val av metallremsa:
- SS 304/304LAllmän industriell användning (-200°C–550°C; ånga, olja, svaga syror).
- SS 316/316LÖverlägsen kloridbeständighet (t.ex. havsvatten, ättiksyra).
- Inconel® 625/X750Extrema förhållanden (+1 000 °C, H₂, sur gas, kärnkraft).
- Monel® 400HF-syra, heta alkalier, marin.
- TitanFlyg- och rymdindustrin, kloralkali.
Fyllnadsmaterial:
- Flexibel grafit:
- Fördelar-200°C–1 600°C (inert atmosfär); kemisk resistens; självsmörjande.
- NackdelarEj lämplig för starka oxidationsmedel (HNO₃).
- Använda: Primärt val för ånga, H₂, ammoniak, termisk olja (≥90 % av HT/HP-applikationer).
- PTFE-:
- FördelarUniversell kemisk resistens; låg friktion.
- Nackdelar: Kraftig kallströmning (>100°C/20 bar); termisk expansion.
- AnvändaLäkemedel/livsmedel; syror/baser <200°C.
- GlimmerHögtemperaturisolering; elektrokemisk korrosionsbeständighet.
- Keramisk fiberMiljövänlig; måttlig temperatur (≤1 000 °C).
Slutsats
Metalllindade packningar dominerar kritisk flänstätning genom att förena metallstyrka med fyllnadskompressibilitet. Trots högre kostnad, oåteranvändbarhet och stränga krav på flänsfinish (RF föredras), är deras tillförlitlighet under termiska cykler/tryckstötar oöverträffad. Materialflexibilitet möjliggör skräddarsydda lösningar enligt ASME B16.20/EN 1514. Valet kräver rigorös validering av temperatur, tryck, medium och cykliska belastningar.
Publiceringstid: 5 augusti 2025