Mecanismo de sellado y ventajas de rendimiento de juntas de articulaciones anulares en condiciones de alta temperatura y alta presión

1. Antecedentes de aplicaciones industriales de juntas de articulación de anillo

Las juntas de juntas de anillo son componentes de sellado clave en la industria del petróleo, plataformas de perforación y sistemas de tuberías de alta presión, y están diseñados para condiciones de trabajo extremas. En los equipos de producción de petróleo y gas, las tuberías y los contenedores generalmente necesitan soportar presiones por encima de 9.8MPa y temperaturas superiores a 700 ℃. Las juntas tradicionales no metálicas (como el caucho o el asbesto) son propensas al fluencia, el envejecimiento o la corrosión química, mientras que las juntas de articulación del anillo de metal se han convertido en una opción confiable bajo entornos de alta temperatura y alta presión a través de principios únicos de sellado de auto-modificación y un diseño estructural de alta precisión.

2. Mecanismo de sellado de juntas de juntas de anillo

La deformación plástica llena micro defectos de bridas

El núcleo de sellado de las juntas de juntas de anillo se encuentra en la capacidad de deformación plástica de los materiales metálicos. Cuando los pernos aplican una fuerza de sujeción, la junta (generalmente hecha de metal blando como hierro puro, cobre o acero plateado) fluye plásticamente bajo alta presión y penetra en la desigualdad microscópica de la superficie de sellado de la brida, bloqueando así el canal de fuga. Este método de sellado "de metal a metal" es más resistente a la alta temperatura y el choque de presión que las juntas no metálicas.

Solución para la fuga de interfaz: a través de la precarga de pernos altos (generalmente más del 70% de la resistencia al rendimiento del material), asegúrese de que la superficie de contacto de la junta y la brida estén bien ajustadas para reducir la fuga de interfaz causada por la deformación o vibración térmica.

Prevención de la fuga de penetración: las juntas de metales tienen una estructura no porosa, lo que evita el problema de la penetración media causada por las fibras sueltas en materiales no metálicos.

El diseño auto-testigo mejora la confiabilidad del sellado

Algunas juntas anulares adoptan el "Principio de área no compatible" y usan la presión interna del sistema para empujar la junta para presionar aún más la superficie para formar un efecto dinámico de innumeramiento. Este diseño mejora el rendimiento del sellado cuando aumenta la presión, especialmente para las tuberías de petróleo y gas con fluctuaciones de presión frecuentes.

3. Ventajas de rendimiento en condiciones de alta temperatura y alta presión

Resistencia de material a ambientes extremos

Estabilidad de alta temperatura: las juntas hechas de aleaciones a base de níquel (como GH4169) o acero inoxidable (SUS316L) pueden mantener la resistencia en el rango de -200 ℃ a 700 ℃, y la temperatura de trabajo a largo plazo puede alcanzar 538 ℃ (correspondiente al estándar ASME B16.20).

Resistencia a la corrosión química: la plata o el revestimiento de níquel pueden evitar la corrosión del sulfuro de hidrógeno (H₂S) y los medios ácidos, extendiendo la vida útil de la junta.

Diseño estructural y adaptabilidad de la brida

Requisitos de procesamiento de alta precisión: la junta de la junta anular debe coincidir estrictamente con el surco anular de la brida (como el tipo R o el tipo RX), y la tolerancia debe controlarse dentro de ± 0.05 mm para garantizar el efecto de sellado inicial.

Optimización de resistencia a la brida: en comparación con las juntas planas tradicionales, las juntas anulares requieren una precarga de pernos más baja, lo que puede reducir el riesgo de deformación de la brida.

4. Consideraciones clave en aplicaciones prácticas

• Puntos de instalación y mantenimiento

Manejo del par de pernos: los pernos deben apretarse en etapas de acuerdo con los estándares para evitar fugas causadas por un estrés desigual.

Tratamiento de la superficie: la rugosidad de la superficie de sellado de la brida debe controlarse a 0.8 ~ 1.6 μm (valor de AR). Demasiado alto o demasiado bajo afectará el sellado.

• Modo de falla y solución

Fuga del ciclo térmico: los cambios de temperatura repentina pueden hacer que los pernos se aflojen, y deben volver a los retirados después del apagado.

Endurecimiento por material: el metal puede volverse quebradizo a alta temperatura a largo plazo, por lo que se recomienda reemplazarlo regularmente (generalmente cada 3-5 años).

5. Comparación con las juntas tradicionales