گسکت فلنج باید بر اساس فاکتورهای مختلف فرآیند ، مانند درجه حرارت / فشار کار ، نوع سیال منتقل شده توسط خط لوله ، نوع فلنج ، اندازه ، درجه بندی فشار ، درجه مواد و مشخصات انتخاب شود. اکنون بیایید به هر یک از این فاکتورها شیرجه بزنیم:
نوع سیال
اولین معیارها برای انتخاب نوع گسکت مناسب ، البته نوع مایعات منتقل شده توسط خط لوله – و دمای و فشار سیال است. مایعات مختلف به مواد گسکت متفاوتی احتیاج دارند تا اطمینان حاصل شود که اتصال فلنج در مدت زمان طولانی انجام می شود. نمودار مقاومت شیمیایی نشان می دهد که چگونه مواد گسکت فلنج مختلف در برابر دما ، فشار و مایعات خاص مقاومت می کنند.
نمودار مقاومت شیمیایی گسگت های فشرده شده
| Gasket Material | Max temperature (F) | Max Pressure (psi) | Gasket Thickness | Gasket Service Recommended |
| Butyl | -40 to 225 | 150 | 1/16 to 1/4 | Gases, inorganic acids & alkalis. Excellent weather/abrasion resistance. |
| EPDM | -40 to 212 | 150 | 1/16 to 1/4 | Water, steam, animal/vegetable oils, oxygenated solvents. Excellent weather resistance. |
| Natural (Pure Gum) | -20 to 140 | 100 | 1/32 to 1 | Acids, organic salts & alkalis. Non-toxic. Abrasion-resistant. Soft. |
| Neoprene | -20 to 170 | 150 | 1/32 to 2 | Oil/gasoline. Excellent weather resistance. |
| Neoprene – Cloth Inserted | -20 to 170 | 150 | 1/32 to 1/4 | Oil/gasoline. Excellent weather resistance. Handles movement. High tensile strength. |
| Nitrile (NBR, Buna-N) | -25 to 170 | 150 | 1/32 to 2 | Oil/Aromatic fuels, mineral, animal and vegetable oils, solvents and hydraulic fluid. Available in commercial, premium and FDA grades. |
| SBR (Red Rubber) | -20 to 170 | 150 | 1/32 to 1/4 | Air, hot/cold water. |
| SBR – Cloth Inserted | -20 to 170 | 150 | 1/16 to 1/4 | Air, hot/cold water, saturated/ low-pressure steam. Excellent for high compression loads. Handles movement. |
| Silicone | to 400 | 150 | 1/32 to 1/4 | High-temperature air or water (not oil or steam). Soft. Available in FDA grade. |
| Vinyl | 20 to 160 | 150 | 1/16 to 1/4 | Water, oxidizing agents. Excellent weather/abrasion resistance |
| Viton | to 400 | 150 | 1/32 to 1/4 | Oil/Aromatic fuels, mineral, animal and vegetable oils, solvents and hydraulic fluid. |
مواد سرویس پیشنهادی گسکت
| Gasket Material | Max temperature (F) | Max Pressure (psi) | Creep Relaxation (%) | Recommended Gasket Service |
| NON-ASBESTOS GASKETS | ||||
| Non-Asbestos/EPDM | 800 | 1200 | 15 | Steam/oxygenated solvents/mild organic acids/alkalis. Excellent aging properties. |
| Non-Asbestos/Hypalon | 400 | 900 | 40 | Strong organic & inorganic acids/oils/aromatic hydrocarbons, powerful oxidizing agents. |
| Non-Asbestos/Neoprene | 800 | 1200 | 15 | Fuel/oils. Good general purpose material. |
| Non-Asbestos/Nitrile | 800 | 1500 | 15 | Steam/oil/fuel/solvent. Excellent general-purpose material with wide chemical resistance. |
| Non-Asbestos/Nitrile (with metal insertion) | 850 | 2500 | 15 | Hot gases. High load/stress environments. Available with galvanized low carbon steel foil or mesh insert. |
| Non-Asbestos/SBR | 800 | 1500 | 15 | Steam/industrial gases, Low pressure/temperature. |
| Pure PTFE | 500 | 800 | 35 – 55 | Excellent chemical resistance. |
| Filled PTFE | 500 | 1200 | 11-40 | Excellent chemical resistance. |
| Filled PTFE – Metal Inserted | 500 | 2500 | 20 | Excellent chemical resistance. 316 SS perforated core. |
| Expanded PTFE | 600 | 3000 | 30 | Excellent chemical resistance. Highly compressible. |
| Carbon or Graphite/Nitrile | 840 | 1900 | 20 | Excellent for steam. Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. |
| Carbon or Graphite/SBR | 900 | 2000 | 14 | Excellent for steam. Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. |
| Pure Flexible Graphite | 950 | 2100 | 5 | Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. Available laminated or homogeneous. |
| Pure Flexible Graphite – Metal Inserted | 950 | 2800 | 7 | Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. Available with 316 SS Foil, Mesh or Tang Core. Available laminated or homogeneous. |
| METALLIC GASKETS | ||||
| Copper | 600 | Excellent for steam. Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. | ||
| Brass | 500 | Excellent for steam. Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. | ||
| GHL | 212 | Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. Available laminated or homogeneous. | ||
| Grafoil ® | 800 | Excellent chemical resistance except for powerful oxidizing agents. Available with 316 SS Foil, Mesh or Tang Core. Available laminated or homogeneous. | ||
| Titanium | 1000 | Similar strength to 300 series stainless, but tougher and much less dense. Excellent resistance to chloride solutions (sea water) and bleaching solutions. | ||
| Soft Iron, Low Carbon Steel | 1000 | Soft. Will corrode in water. Mostly used where immersed in liquid hydrocarbons. | ||
| Stainless Steel 304 | 1000 | A general-purpose, soft, corrosion-resistant, non-magnetic stainless that will not harden under heat. | ||
| Stainless Steel 316 | 1000 | Not as strong as 304, but more corrosion-resistant in chemical solutions (except for a limited range of oxidizing acids) | ||
| Stainless Steel 321 | 1600 | Stronger than 304. Used when similar performance to 304 is needed at higher temperatures. | ||
| Stainless Steel 347 | 1600 | More corrosion-resistant and harder than 321. | ||
| Stainless Steel 410 | 1200 | Commonly referred to as “Chrome”. This stainless will harden when heat-treated. It is highly magnetic, hard and strong, but not very corrosion-resistant. | ||
| Stainless Steel 430 | 1400 | More corrosion-resistant than 410, but will not harden when heat-treated. This stainless is soft and no stronger than 300 series stainless. | ||
| Nickel | 1400 | Exhibits good corrosion and erosion resistance at moderate temperatures. | ||
| Monel | 1500 | A family of nickel/copper alloys that offer greater corrosion and erosion resistance than nickel alone. Particularly useful in seawater applications. | ||
| Inconel | 2000 | A family of nickel/chromium alloys that are non-magnetic and take corrosion resistance to elevated temperatures. | ||
| Hastelloy | 2000 | A family of Nickel/chromium/molybdenum alloys for use in highly aggressive chemical environments at elevated temperatures |
دما و فشار روند
دومین فاکتور برای انتخاب مواد گسکت مناسب ، دمای کار و فشار سیستم لوله کشی است. به طور خاص ، ماده گسکت قادر به تحمل بالاترین دما و فشارهای مورد انتظار برای فرایند (بالاترین فشار مورد انتظار برای کاربردهای درجه حرارت بالا و پایین ترین دما برای کاربردهای درجه حرارت پایین) است. درجه بندی درجه حرارت فشار مواد گسکت معمولی در تصویر زیر به عنوان یک مرجع عمومی نشان داده شده است.
درجه حرارت گسکت نباید در بالاترین دما و فشار مورد انتظار برای فرآیند خزش کند ، در غیر این صورت اتصال فلنج به نشت مولد ناکارآمد می شود. گسکت فلنج باید قادر به تحمل حداکثر فشار مورد انتظار در خط لوله باشد. این اغلب فشار تست است که می تواند حداقل 2 برابر درجه فلنج در دمای محیط باشد.
قوانین حقوقی
قوانین انتشار فراری در کشور نصب نیز باید هنگام انتخاب نوع مناسب گسکت برای یک فرآیند مورد توجه قرار گیرد. در حقیقت ، قوانین سختگیرانه تر در مورد انتشار فرار ممکن است تصمیمات خاصی را در مورد فلنج ها و گسکت هایی که برای اتصالات فلنج این فرآیند استفاده می شود ، هدایت کند.
سایر مشخصات عمومی
عوامل اصلی دیگری که باید در انتخاب نوع گسکت مورد استفاده در نظر بگیرید:
الف) لرزش و نوسان خط لوله: گسکت در برابر نوسانات و ارتعاشاتی که ممکن است روی خط لوله تأثیر بگذارد مقاومت می کند ب) خطر آلودگی به مایعات: برای برخی از کاربردها ، استفاده از گسکت هاییکه مایعات منتقل شده توسط خط لوله را آلوده نمی کنند (برای مثال ؛ کاربردهای دارویی و مواد غذایی یا خطوط لوله گاز) مهم است.
ج) خوردگی فلنج: برخی از مواد فلنج مانند فولاد ضد زنگ آستنیتی در معرض ترک خوردگی استرس قرار دارند. این واقعیت باید هنگام انتخاب نوع و مواد گسکت در نظر گرفته شود
د) یکپارچگی: مایعات سمی برای جلوگیری از آلودگی خاک یا تهدیدات برای زندگی انسان نیاز به مهر و موم کاملاً نشت دارند. در نتیجه ، گسکت های محکم تر و قوی تر ممکن است انتخاب طبیعی برای این نوع برنامه ها باشد (به عنوان مثال گسکت مارپیچی با حلقه بیرونی در مقابل گسکت غیر آزبست)
ه) ریسک مالی که در صورت خرابی واشر ایجاد شده است: اگرچه گسکت تأثیر نسبتاً کم هزینه ای در کل هزینه های مواد لوله کشی دارد ، اما انتخاب گسکت های اشتباه ممکن است تأثیر مالی بزرگی به همراه داشته باشد و پس انداز از این نظر ممکن است هم برای پیمانکار خطرناک باشد. ممکن است مجازات شود و کاربر نهایی به عنوان مرجع عمومی ، در جدول زیر انواع گسکت های پیشنهادی براساس سرویس ، دمای لوله و درجه بندی فشار و انواع روبرو فلنج را نشان می دهد:
چه عواملی بر عملکرد یک گسکت تأثیر می گذارند؟
عملکرد گسکت تحت تأثیر عوامل مختلفی قرار دارد. هنگام انتخاب گسکت باید همه این عوامل مورد توجه قرار گیرد:
فلنج بار
کلیه مواد گسکت باید دارای فشار فلنج کافی برای فشرده سازی گسکت به اندازه کافی برای اطمینان از وقوع مهر و موم محکم و بدون شکاف باشند. فشار فلنج یا حداقل استرس سیت، برای تحقق این امر به عنوان عامل “y” شناخته می شود. این فشار فلنج باید به طور یکنواخت در کل منطقه سیت اعمال شود تا به آب بندی کامل برسد. با این حال ، در سرویس واقعی ، توزیع در اطراف گسکت یکنواخت نیست. بیشترین نیرو روی ناحیه مستقر در اطراف پیچ و مهره ها اعمال می شود. کمترین نیرو در میانه راه بین دو پیچ اتفاق می افتد. این فاکتور باید توسط طراح فلنج در نظر گرفته شود.
فشار در سیستم لوله کشی
در خدمت ، به محض اعمال فشار بر روی لوله، فشار داخلی گسکت با فشار داخلی که در برابر گسکت (فشار انفجار) و فلنج ها (نیروی نهایی هیدرواستاتیک) عمل می کند ، کاهش می یابد. برای این امر باید یک پیش بار اضافی را روی مواد گسکت قرار دهید. “m” یا یک عامل نگهداری توسط ASME ایجاد شده است تا این پیش بار حساب شود. ضریب “m” مشخص می کند که بار چند برابر فشار باقیمانده (بار اصلی منهای فشار داخلی) باید از فشار داخلی تجاوز کند. در این محاسبه ، فشار عادی و فشار تست باید در نظر گرفته شود.
دما در سیستم لوله کشی
تأثیرات دمای محیط و دمای فرآیند بر روی واشر ، فلنج ها و پیچ ها باید در نظر گرفته شود. این تأثیرات شامل کشیدگی پیچ ، آرامش خزش مواد واشر یا تخریب حرارتی است. این می تواند به کاهش بار فلنج منجر شود. هرچه او دمای کار بالاتر باشد ، با انتخاب مواد واشر باید دقت بیشتری به عمل آورد. با فشار دادن و گرم شدن سیستم ، مفصل تغییر شکل می یابد. ضرایب مختلف انبساط بین پیچ ها ، فلنج ها و لوله می تواند منجر به نیروهایی شود كه می توانند در واشر تأثیر بگذارند. سفتی نسبی اتصال پیچ را تعیین می کند که آیا یک افزایش یا ضرر خالص در بار پیچ وجود دارد یا خیر. معمولاً اتصالات انعطاف پذیر بار پیچ را از دست می دهند.
نوع سیال
در حال بسته شدن سیال ها ، معمولاً مایع یا گاز با گاز سخت تر از مایع نیست. تأثیر دما در بسیاری از مایعات باعث تهاجمی تر شدن آنها می شود. بنابراین ، مایعی که می تواند در دمای محیط آب بندی شود ، ممکن است بر دمای گسکت در دمای بالاتر تأثیر منفی بگذارد. ماده گسکت باید در برابر حمله خورنده از سیال مقاوم باشد. باید از نظر شیمیایی در برابر مایعات سیستم مقاومت کند تا از آسیب جدی در خصوصیات بدنی آن جلوگیری شود.
قطر بیرونی گسکت
برای دو گسکت ساخته شده از همان ماده و با عرض یکسان ، یک با قطر بیرونی بزرگتر در برابر فشار بیشتری مقاومت می کند. بنابراین توصیه می شود از گسکت با قطر خارجی استفاده کنید که حداکثر اندازه ممکن باشد.
ضخامت گسکت
برای یک ماده معین ، این یک قاعده کلی است که یک گسکت نازک تر قادر به تحمل فشارهای فشاری بالاتر از ضخیم تر است. با این حال ، مواد نازک تر نیاز به کیفیت سطح بالاتری دارند. به عنوان یک قاعده شست ، گسکت باید حداقل چهار برابر ضخیم تر از حداکثر زبری سطح صورتهای فلنج باشد. گسکت باید به اندازه کافی ضخیم باشد تا شکل صورت های فلنج را اشغال کند و هنوز هم تحت فشار پیچ قرار می گیرد. در شرایطی که لرزش غیرقابل اجتناب است ، باید گسکت ضخیم تر از حداقل مورد نیاز استفاده شود.
عرض گسکت
به منظور کاهش بار پیچ مورد نیاز برای تولید فشار گسکت خاص ، توصیه می شود که گسکت را گسترده تر از حد ضروری نکنید. برای تنش گسکت داده شده ، یک فلنج صورت بلند شده با گسکت باریک نیاز به پیش بار کمتری دارد و در نتیجه مقاومت فلنج کمتری نسبت به گسکت تمام صورت دارد. به طور کلی گسکت های فشار قوی باریک هستند.
گسکت سطح پایان
انتهای سطح گسکت – که از شیارها یا کانالهایی که به سطح خارجی فشرده شده یا ساخته شده اند تشکیل شده است – بر ضخامت و تراکم پذیری مورد نیاز ماده گسکت برای ایجاد یک سد فیزیکی در شکاف ترخیص بین فلنج ها حاکم است. انتهایی که خیلی ریز یا کم عمق باشد ، مطلوب نیست ، خصوصاً روی مواد گسکت سخت ، زیرا ممکن است سطح صاف فاقد چنگال لازم باشد و این امر باعث می شود اکستروژن رخ دهد. از طرف دیگر ، یک پایان بیش از حد عمیق ، گسکت را تحمل می کند که نیاز به فشار بالاتری دارد ، که ممکن است تشکیل یک مهر و موم محکم را دشوار کند ، به خصوص هنگامی که سطوح فلنج بزرگی درگیر هستند. علائم ریز ماشینکاری اعمال شده بر روی صورت فلنج ، مماس جهت جهت استفاده از فشار مایع اعمال شده نیز می تواند کمک کننده باشد. صورتهای فلنج با شیارهای بدون لغزش که عمق تقریباً 1212 میلی متر دارند برای گسکت های بیش از 0.5 میلی متر ضخامت توصیه می شود. و برای گسکت های باریکتر ، شیارهای 0.065 میلی متر عمق توصیه می شود. در هیچ شرایطی نباید سطح آب بندی فلنج با علائم ابزار که به صورت شعاعی در سطح سطح آب بندی گسکت گسترش می یابد ، ماشین کاری شود. چنین علامت هایی می توانند نشت کنند.
آرامش استرس
این عامل اندازه گیری میزان مقاومت مواد در طی یک دوره زمانی خاص است و به طور معمول به عنوان درصد از دست دادن برای هر واحد زمان بیان می شود. تمام مواد واشر به دلیل جریان یا نازک شدن مواد ناشی از فشار اعمال شده ، به مرور زمان مقداری از مقاومت را از دست می دهند. پس از کمی آرامش اولیه ، استرس باقیمانده باید برای واشر ثابت بماند.
