Rilson -Dichtung
Ningbo Rilson Sealing Material Co., Ltd ist gewidmet, um sicher und zuverlässig sicherzustellen Betrieb von Flüssigkeitsdichtungssystemen, Angebot Kunden die entsprechende Versiegelungstechnologie Lösungen.
Eine zuverlässige Abdichtung mit gewellten Metalldichtungen hängt von vier Faktoren ab, die in der richtigen Reihenfolge ausgeführt werden: überprüfte Oberflächenbeschaffenheit des Flansches, richtige, auf die Betriebsbedingungen abgestimmte Dichtungsauswahl, kontrolliertes Schraubendrehmoment, das sternförmig angewendet wird, und ein bestätigtes Nachdrehmoment nach dem ersten Temperaturwechsel. Das Überspringen oder Abkürzen eines dieser Schritte ist die Hauptursache für Leckagen bei Flanschverbindungen, die gewellte Metalldichtungen verwenden – nicht das Dichtungsmaterial selbst. Bei korrekter Befolgung des Installationsverfahrens erreichen gewellte Metalldichtungen je nach Metallkern- und Beschichtungsspezifikation routinemäßig eine Dichtungsintegrität bei Drücken über 2.500 PSI und Temperaturen von kryogenem Betrieb (-200 °C) bis zu Hochtemperatur-Prozessumgebungen (800 °C).
Dieser Leitfaden deckt alle Installationsvariablen ab, die die Zuverlässigkeit der Dichtung bestimmen: Anforderungen an die Flanschvorbereitung, Auswahl des Dichtungsmaterials und der Beschichtung, Drehmomentberechnung, Reihenfolge des Anziehens der Schrauben und Überprüfung nach der Installation – mit spezifischen Datenwerten für jeden kritischen Parameter.
Gewellte Metalldichtungen – in Industriespezifikationen auch als gewellte Metalldichtungen bezeichnet – bestehen aus einem dünnen Metallblech (typischerweise 0,2–0,5 mm dick), das mit einer Reihe konzentrischer oder paralleler Wellen geformt ist, die in die Oberfläche eingepresst sind. Diese Riffelungen fungieren als mehrere unabhängige Dichtungslinien: Wenn eine Schraubenlast ausgeübt wird, verformt sich jede Riffelung leicht und bettet sich in die Flanschfläche ein, wodurch eine Reihe hochbeanspruchter Dichtungskontakte anstelle einer einzelnen Kontaktlinie entsteht. Diese Mehrfachkontaktgeometrie verleiht gewellten Metalldichtungen im Vergleich zu flachen Metalldichtungen bei gleichwertigen Schraubenkräften eine überlegene Dichtleistung.
Das gewellte Profil macht diese Dichtungen außerdem anfälliger für Montagefehler als Weichdichtungen. Eine weiche, spiralförmig gewickelte oder komprimierte Faserdichtung passt sich durch Massenkomprimierung kleineren Flanschunregelmäßigkeiten an. Bei einer gewellten Metalldichtung muss die Flanschoberfläche vor dem Einbau den Spezifikationen entsprechen – die Dichtung kann erhebliche Oberflächenfehler oder Fehlausrichtungen nicht ausgleichen. Aus diesem Grund ist es für Anwendungen mit Wellblechdichtungen nicht unbedingt erforderlich, die Installationsanforderungen im Detail zu verstehen.
Kundenspezifische Welldichtungen für nicht standardmäßige Flanschgeometrien folgen identischen Installationsprinzipien, erfordern jedoch eine zusätzliche Überprüfung der Maßübereinstimmung der Dichtung mit dem Flansch, bevor mit der Montage begonnen wird.
Ausfälle von Wellblechdichtungen sind häufiger auf eine unzureichende Flanschvorbereitung zurückzuführen als auf jede andere Einzelursache. Die Flanschfläche muss die Anforderungen an Oberflächenbeschaffenheit, Ebenheit und Sauberkeit erfüllen, bevor die Dichtung angebracht wird – diese können nach der Montage nicht mehr korrigiert werden.
Wellblechdichtungen erfordern eine kontrollierte Oberflächenbeschaffenheit der Gegenflanschfläche. Der optimale Bereich für die meisten Anwendungen mit gewellten Metalldichtungen ist Ra 3,2–6,3 Mikrometer (125–250 Mikrozoll) — eine etwas rauere Oberfläche als für Weichdichtungen erforderlich. Diese kontrollierte Rauheit bietet mikroskopisch kleine mechanische Verankerungspunkte, an denen die Dichtungsbeschichtung (typischerweise Graphit, PTFE oder weiche Metallbeschichtung) beim Einsetzen haften kann. Eine zu glatte Oberfläche (unter Ra 1,6 μm) verringert die Fähigkeit der Beschichtung, Mikrooberflächenunregelmäßigkeiten zu füllen; Eine zu raue Oberfläche (über Ra 12,5 μm) führt zu Leckpfaden entlang der Wellenkontaktlinien.
Messen Sie die Oberflächengüte mit einem Kontaktprofilometer an mindestens vier Punkten auf der Dichtfläche (12-, 3-, 6- und 9-Uhr-Position). Notieren Sie alle Werte – wenn ein einzelner Messwert außerhalb des akzeptablen Bereichs liegt, muss die Flanschfläche vor dem Fortfahren nachbearbeitet oder ausgetauscht werden.
Die Flächen der Gegenflansche müssen innerhalb enger Toleranzen flach und parallel sein. Die maximal zulässige Ebenheitsabweichung für den Einsatz von Wellblechdichtungen beträgt typischerweise 0,1 mm über die gesamte Siegelbreite — fester als die üblicherweise für Spiraldichtungen zulässigen 0,25 mm. Überprüfen Sie die Ebenheit mit einem Präzisionslineal und Fühlerlehren oder einer Messuhr, die über die Dichtfläche geführt wird. Die Parallelität zwischen den beiden Gegenflanschen sollte innerhalb von 0,05 mm liegen, gemessen an gegenüberliegenden Schraubenpositionen vor dem Verschrauben.
Entfernen Sie alle Spuren des vorherigen Dichtungsmaterials, Korrosionsprodukte, Zunder und Prozessmedien von beiden Flanschflächen. Verwenden Sie eine Drahtbürste, ein Flanschplanwerkzeug oder einen mechanischen Schaber – niemals einen Winkelschleifer, der zu Oberflächenunregelmäßigkeiten führt. Wischen Sie nach der mechanischen Reinigung beide Flächen mit einem fusselfreien Tuch ab, das mit einem geeigneten Lösungsmittel (Aceton für Stahlflansche, Isopropylalkohol für Aluminium) angefeuchtet ist. Vor dem Anbringen der Dichtung vollständig trocknen lassen. Jegliche Restverschmutzung zwischen der Dichtung und der Flanschfläche führt zu einem Leckpfad, den keine Schraubenkraft überwinden kann.
Das Grundmetall einer gewellten Metalldichtung und ihre Oberflächenbeschichtung müssen beide mit der Prozessflüssigkeit, der Temperatur und dem Druck kompatibel sein. Die Verwendung der falschen Kombination führt dazu, dass sich nach der ersten erfolgreichen Installation – oft erst nach mehreren Monaten in Betrieb – korrosionsbedingte Leckpfade entwickeln.
| Unedles Metall | Temperaturbereich | Maximaler Druck (typisch) | Typische Beschichtung | Empfohlener Service |
|---|---|---|---|---|
| Kohlenstoffarmer Stahl | -30°C bis 450°C | 2.500 PSI | Graphit, Zink | Dampf, Wasser, allgemeine Industrie |
| Edelstahl 304 | -100°C bis 650°C | 3.500 PSI | Graphit, PTFE, Silber | Chemische Verarbeitung, Lebensmittel, Pharma |
| Edelstahl 316L | -100°C bis 700°C | 4.000 PSI | Graphit, PTFE, Nickel | Chloridumgebungen, Offshore, Meer |
| Inconel 625 | -200°C bis 900°C | 6.000 PSI | Graphit, Silber | Hochtemperatur-Kohlenwasserstoff- und Wasserstoff-Service |
| Titan Grad 2 | -100°C bis 300°C | 3.000 PSI | PTFE, Graphit | Stark ätzende Säuren, Meerwasser |
| Kupfer | -200°C bis 250°C | 2.000 PSI | Blank oder versilbert | Kryogener Gasservice mit niedriger Temperatur |
Bei kundenspezifischen Welldichtungen, die für nicht standardmäßige Betriebsbedingungen spezifiziert sind, holen Sie vor dem Kauf immer eine Bestätigung der Materialverträglichkeit vom Dichtungshersteller ein – insbesondere für halogenierte Flüssigkeiten, starke Säuren oder Wasserstoffanwendungen über 300 °C, bei denen Materialwechselwirkungen nicht intuitiv sind.
Befolgen Sie diese Reihenfolge ohne Abweichung. Jeder Schritt hängt davon ab, dass der vorherige korrekt ausgeführt wird.
Das korrekte Schraubendrehmoment ist die numerisch genaueste Anforderung bei der Installation von Wellblechdichtungen. Das Zieldrehmoment muss eine ausreichende Schraubenkraft erzeugen, um die Dichtungswellen vollständig zu fixieren und eine ausreichende Sitzspannung unter Betriebsdruck aufrechtzuerhalten – es darf jedoch die strukturelle Kapazität des Flansches oder die Stauchgrenze der Dichtung nicht überschreiten.
Die Grafik veranschaulicht einen entscheidenden praktischen Punkt: Geschmierte Schrauben erfordern 30–35 % weniger Drehmoment als trockene Schrauben, um die gleiche Schraubenkraft zu erzeugen . Die Anwendung des Trockenschrauben-Drehmomentwerts auf geschmierte Schrauben führt zu einer Überlastung der Dichtung und der Flansche. Verwenden Sie immer den Drehmomentwert, der für das jeweilige Schmiermittel berechnet wurde, und ersetzen Sie niemals die Schmiermitteltypen ohne Neuberechnung.
Die allgemeine Drehmomentformel für Flanschverbindungen mit Wellblechdichtungen lautet:
T = K × F × d
Wobei T = Zieldrehmoment (Nm), K = Mutternfaktor (0,12–0,15 für Molybdän-geschmiert; 0,18–0,22 für trocken), F = erforderliche Schraubenkraft (N), berechnet aus den Anforderungen an die Sitzspannung der Dichtung, und d = Nennschraubendurchmesser (m). Für Standardflanschklassen wird die erforderliche Schraubenkraft F aus ASME PCC-1- oder EN 1591-Berechnungen unter Verwendung der Mindestsitzspannung (m-Faktor) der Dichtung und der Betriebsdruckdaten abgeleitet.
Das Verständnis der häufigsten Installationsfehler und ihrer direkten Folgen ermöglicht es Inspektionsteams, Probleme zu erkennen und zu beheben, bevor die Verbindung unter Druck gesetzt wird.
| Installationsfehler | Unmittelbare Konsequenz | Langfristiges Ergebnis | Korrekturmaßnahme |
|---|---|---|---|
| Schrauben zu wenig angezogen | Unzureichende Sitzspannung der Dichtung | Unmittelbares oder frühes Wartungsleck | Druck abbauen und wieder auf den Zielwert anziehen |
| Überdrehte Schrauben | Überkomprimierung/Quetschung der Wellung | Flanschschaden, Dichtungsleck | Dichtung austauschen und Drehmoment neu berechnen |
Flanschoberfläche zu glatt (| Schlechte Beschichtungshaftung am Flansch | Fretting und Schichtablösung | Nachbearbeiten bis zum angegebenen Oberflächenbereich | |
| Kreisförmige Anzugssequenz | Ungleichmäßige Sitzspannungsverteilung | Lokalisiertes Leck in der Zone mit geringer Belastung | Alle Schrauben lösen, sternförmig neu starten |
| Kein erneutes Drehmoment nach dem thermischen Zyklus | Spannungsrelaxation reduziert die Schraubenbelastung | Fortschreitende Leckentwicklung | Planen Sie das Nachziehen beim ersten Wartungsfenster ein |
| Wiederverwendung einer zuvor installierten Dichtung | Wellen dauerhaft verformt | Sofortiges Leck bei anfänglicher Druckbeaufschlagung | Ersetzen Sie die Dichtung durch eine neue – verwenden Sie immer eine neue |
Der korrekte Abschluss des Installationsvorgangs macht eine Überprüfung nach der Installation nicht überflüssig. Eine systematische Prüfung nach der Installation erkennt Fehler, bevor die Verbindung vollen Betriebsbedingungen ausgesetzt wird, bei denen ein Ausfall kostspielig und potenziell gefährlich ist.
Nein. Gewellte Metalldichtungen dürfen niemals wiederverwendet werden, nachdem sie unter Schraubenlast eingesetzt wurden. Während des anfänglichen Anziehens unterliegen die Wellenrippen einer kontrollierten plastischen Verformung, während sie sich in die Flanschflächen einbetten und das Beschichtungsmaterial sich in Mikrooberflächenunregelmäßigkeiten umverteilt. Diese Verformung ist dauerhaft – wenn die Verbindung demontiert wird, befinden sich die Wellen in einem komprimierten Zustand, der ihr ursprüngliches Profil nicht wieder herstellen kann. Der Wiedereinbau einer gebrauchten Dichtung führt zu einem unzureichenden Sitzkontakt und die anfängliche Druckbeaufschlagung wird mit ziemlicher Sicherheit zu Undichtigkeiten führen. Installieren Sie immer eine neue Dichtung, wenn Sie eine Flanschverbindung öffnen, unabhängig davon, wie kurz die Verbindung in Betrieb war.
Eine gewellte Metalldichtung ist ein gestanztes Metallblech mit geformten Wellen – dünn, leicht und erfordert für eine zuverlässige Abdichtung eine präzise Flanschoberflächenbeschaffenheit. Eine spiralförmig gewickelte Dichtung besteht aus einem Metallstreifen und weichem Füllmaterial, die spiralförmig zusammengewickelt sind und für ein weicheres, anpassungsfähigeres Sitzverhalten sorgen. Wellblechdichtungen werden bevorzugt, wenn der Zustand der Flanschoberfläche kontrolliert und aufrechterhalten werden kann, Gewicht und Dicke entscheidend sind (Wärmetauscheranwendungen) oder sehr hohe Temperaturen weiche Füllmaterialien ausschließen. Spiraldichtungen werden bevorzugt, wenn die Flanschoberflächen geringfügige Unregelmäßigkeiten aufweisen können, wenn eine einfache Installation ohne präzise Drehmomentkontrolle wichtig ist oder wenn Versorgungsbetriebe mit niedrigerem Druck eingesetzt werden, wo ihr nachsichtigeres Sitzverhalten das Installationsrisiko verringert.
Stellen Sie dem Dichtungshersteller eine bemaßte Zeichnung oder CAD-Datei zur Verfügung, aus der hervorgeht: Innendurchmesser, Außendurchmesser, Bolzenlochkreisdurchmesser, Anzahl und Durchmesser der Bolzenlöcher sowie Dichtungsdicke. Geben Sie außerdem die Betriebsbedingungen an – Flüssigkeitstyp, Betriebstemperatur, Betriebsdruck und etwaige zyklische Temperatur- oder Druckschwankungen. Beziehen Sie das Flanschmaterial zur Kompatibilitätsprüfung mit ein. Für kundenspezifische Welldichtungen im kritischen Einsatz (Hochdruck, giftige Flüssigkeiten, Wasserstoffbetrieb) geben Sie außerdem die erforderliche Druckklasse und die anwendbare Konstruktionsnorm (ASME, EN oder andere) an, damit der Hersteller bestätigen kann, dass die Konstruktion die erforderliche Sicherheitsmarge erfüllt.
Die Graphitbeschichtung ist die standardmäßige und am besten geeignete Wahl für den Dampfbetrieb bei 350 °C. Graphit sorgt beim Einsetzen für eine hervorragende Schmierfähigkeit (reduziert das Drehmoment, das zum Erreichen eines vollständigen Riffelkontakts erforderlich ist), behält seine Eigenschaften über wiederholte Wärmezyklen bei und ist über den gesamten relevanten Temperaturbereich chemisch mit Dampf kompatibel. Eine PTFE-Beschichtung wird oberhalb von 260 °C nicht empfohlen, da sie sich ab dieser Temperatur zu zersetzen beginnt und schädliche Zersetzungsprodukte abgibt. Für Welldichtungen aus Edelstahl-Basismetallen im Dampfbetrieb stellt eine graphitbeschichtete Edelstahldichtung 316L die Standardspezifikation bei 350 °C dar und bietet eine hervorragende Langzeitzuverlässigkeit.
Lagern Sie gewellte Metalldichtungen in ihrer Originalverpackung in einer trockenen, temperaturkontrollierten Umgebung, fern von direkter Sonneneinstrahlung, Ölen und chemischen Dämpfen. Dichtungen sollten horizontal oder vertikal auf der gesamten Fläche gelagert werden – niemals auf der Kante liegend gelagert, da dies das dünne Metall dauerhaft verformen und das Wellenprofil beeinträchtigen kann. Graphitbeschichtete Dichtungen reagieren besonders empfindlich auf Verunreinigungen: Selbst Fingerabdrücke von Ölen auf der Dichtungsfläche können lokal die Haftung der Beschichtung auf der Flanschoberfläche beeinträchtigen. Fassen Sie die Dichtungen nach der Entnahme aus der Verpackung stets mit sauberen Baumwollhandschuhen an. Es gibt keine definierte Haltbarkeitsdauer für ordnungsgemäß gelagerte unbeschichtete Metalldichtungen, aber mit Graphit und PTFE beschichtete Dichtungen sollten innerhalb von 3–5 Jahren nach der Herstellung verwendet werden, um die Integrität der Beschichtung sicherzustellen.
Lassen Sie zunächst den Druck im System auf ein sicheres Betriebsniveau ab, bevor Sie Korrekturmaßnahmen ergreifen. Versuchen Sie niemals, Schrauben an einer unter Druck stehenden Verbindung bei der Verwendung von Wellblechdichtungen festzuziehen, da die Dichtung möglicherweise an oder nahe ihrer Bruchgrenze liegt und ein zusätzliches Drehmoment unter Druck zu einem plötzlichen katastrophalen Ausfall führen kann. Führen Sie nach dem Druckentlasten eine sternförmige Drehmomentüberprüfung durch, um sicherzustellen, dass alle Schrauben den angegebenen Zielwert haben. Wenn festgestellt wird, dass eine Schraube unterhalb des Solldrehmoments liegt, bringen Sie sie auf das Solldrehmoment und beaufschlagen Sie sie erneut mit Druck, um die Leckage zu überprüfen. Wenn alle Schrauben im Soll sind und die Leckage weiterhin besteht, muss die Verbindung vollständig zerlegt werden. Überprüfen Sie die Flanschoberflächen auf Beschädigungen, ersetzen Sie die Dichtung durch eine neue Einheit und stellen Sie sicher, dass die Oberflächenbeschaffenheit und Ebenheit der Flansche vor dem erneuten Zusammenbau den Spezifikationen entsprechen.