Těsnění
13. 7. 2013
1. Požadované vlastnosti těsnění
Těsnění je stlačitelný materiál nebo kombinace materiálů, které jsou umístěny mezi dvěma přírubami nebo jinými částmi potrubí, které zamezují únik tekutiny z potrubí a v případě podtlaku i okolní atmosféry do potrubí. Materiál těsnění musí být vybrán takový, aby byl schopný přilnutí k protilehlým povrchům, odolný proti chemickému působení tekutiny a schopný odolávat působení teploty a tlaku.
Těsnění musí překonat nedokonalostí příruby, a to makro i mikro nedokonalosti. Makronedokonalosti jsou: nerovnoběžnost přírub, zkroucení příruby. Mikronedokonalosti jsou menší škrábance na přírubě.
2. Mechanické vlastnosti těsnění
· Max. dovolený tlak na přírubové těsnění pro libovolný stav zatížení Qmax. Je to tlak, který můžeme maximálně na těsnění dosáhnout (obvykle při montáži, aby těsnění neztratilo pružnost (tzn. Aby se po uvolnění vrátilo do původní polohy) tento tlak udává výrobce těsnění.
· Minimální tlak na těsnění pro montážní stav zatížení Q0min
· Tlakový součinitel těsnění m, který definuje hodnotu Qmin a to tak, že tento součinitel těsnění vynásobíme tlakem tekutiny p
· Minimální tlak na přírubové těsnění - y (v N/mm2). Je to tlak, který vznikne obvykle při provozu, kdy těsnění ještě odolává vnitřnímu tlaku tekutiny p. Společně s touto hodnotou je uváděn i tlakový součinitel těsnění m
· Max. dovolený tlak na přírubové těsnění pro libovolný stav zatížení. Je to tlak, který můžeme maximálně na těsnění dosáhnout (obvykle při montáži, aby těsnění neztratilo pružnost (tzn. Aby se po uvolnění vrátilo do původní polohy) tento tlak udává výrobce těsnění.
|
Pořadové číslo
|
Materiál těsnění
|
Maximální tlak na přírubové těsnění v MPa
|
Tlakový součinitel těsnění
|
Minimální tlak na přírubové těsnění v MPa
|
|
1
|
Pryž
|
10
|
0,5 až 1,0
|
1,4
|
|
2
|
Azbest
|
15
|
2,0 až 3,5
|
11
|
|
3
|
Pryž sbavlněným tkanivem
|
10
|
1,25
|
2,8
|
|
4
|
Pryž s azbestem
|
20
|
2,25 až 2,75
|
11
|
|
5
|
Polytetrafluoretylen
|
20
|
1,3
|
10
|
|
6
|
Hliník a jeho slitiny-hřebenové těs.
|
50
|
3,25
|
37,9
|
|
7
|
Měď a její slitiny-hřebenové těs.
|
70
|
3,50
|
44,8
|
|
8
|
Nikl a jeho slitiny-hřebenové těs.
|
70
|
3,75
|
62,0
|
|
9
|
Uhlíková ocel-hřebenové těs.
|
70
|
3,75
|
52,4
|
|
10
|
Korozivzdorná ocel-hřebenové těs.
|
100
|
4,25
|
69,5
|
|
11
|
Expandovaný grafit
|
70
|
1,3
|
10
|
|
12
|
Spirálové těs., PTFE, jeden kroužek
|
80
|
1,6
|
20
|
|
13
|
Spirálové těs., PTFE, dva kroužky
|
150
|
1,6
|
20
|
|
14
|
Spirálové těs., grafit, jeden kroužek
|
80
|
1,6
|
20
|
|
15
|
Spirálové těs., grafit, dva kroužky
|
180
|
1,6
|
50
|
Tabulka Orientační dovolené hodnoty tlaku na těsnění
Tlak na přírubové těsnění je možné ho vypočíst ze vzorce:
Odvozeného v kap. 15 v publikaci "Jak na potrubí? E- kniha o pevnostních výpočtech potrubí"
je zřejmá závislost tlaku na přírubové těsnění a zatížení hrdla. Tento vypočtený tlak musí být menší než maximální dovolený tlak na přírubové těsnění.
3. Tepelná a chemická odolnost těsnění
|
Typ těsnění |
Chemická odolnost |
Maximální teplota °C |
Max. tlak v potrubí bar g |
|
Vláknitopryžové |
Všechny tekutiny, u páry riziko hydrolýzy |
250 |
50 |
|
Grafit |
Riziko oxidace |
350 v oxidačním prostředí 550 v neoxidujícím |
50 |
|
PTFE |
Všechny tekutiny |
120 čistý 225 modifikovaný |
50 |
|
Spirálově vinuté |
Riziko oxidace v případě grafitové vložky |
600 grafitová vložka 250 PTFE vložka nad 600 vermikulitová vložka |
400 |
|
Hřebenové |
Riziko oxidace v případě grafitového obložení |
600 250 v případě PTFE |
400 |
|
S kovovým obložením |
Většina tekutin |
dle obložení
|
nad 400
|
|
Kovové
|
Závisí na konrétním materiálu
|
vysoká
|
500
|
|
S kovovým kroužkem
|
Závisí na konrétním materiálu
|
dle materiálu
|
nad 400
|
|
Expandovaný grafit
|
Všechny tekutiny
|
600
|
500
|
Tabulka Tlakotepelná a chemická odolnost těsnění
4. Výběr těsnění podle uvedených vlastností
Výběr těsnění je založený na těchto vlastnostech:
- Teplota tekutiny
- Tlak tekutiny
- Chemická agresivita tekutiny
- Mechanické vlastnosti
- Nedokonalost příruby
Těsnění mohou být rozdělena do tří kategorií: měkká těsnění , polokovová a celokovová.
· Měkká těsnění
Měkká oříznutá těsnění by měla vždy mít minimální tloušťku v souladu se stavem přírub a být chemicky odolná médiu. Tabulové měkké materiály jsou použité v nízkých a středních tlacích tekutiny. Tato těsnění nejsou vhodná pro náročné aplikace. Dříve se používalo stlačené vlákno azbestů jsou to těsnění typu „IT“. S objevem karcinogennosti tohoto vlákna se začínají vyrábět těsnění bezazbestová. Je těžké nahradit tato těsnění v plné šíři, proto se objevilo spousta těsnění azbest nahrazující, avšak vždy pro úzkou aplikaci. Měkké oříznuté archy těsnění jsou typicky používané v Class 150 nebo Class 300 přírubách (tj do PN16); některý z kovem vyztužených produktů mohou také užívaný ve vyšších třídách.
Druhy: Bezazbestové vláknové těsnění, PTFE, vyztužený PTFE, grafit,
|
Pořadové číslo
|
Materiál těsnění
|
Netěsnost v mg/s.m
|
|
1
|
aramid
|
0,1-0,6
|
|
2
|
grafit
|
0,1 a nižší
|
|
3
|
spirálové těs., grafit jako plnivo
|
0,1 a nižší
|
|
4
|
expandovaný grafit 98%
|
0,1
|
|
5
|
expandovaný grafit 99,75%:
|
0,001 a nižší
|
|
6
|
čistý PTFE
|
0,01 a nižší
|
|
7
|
expandovaný PTFE
|
0,01
|
|
8
|
spirálové těs., PTFE jako plnivo
|
0,01 a nižší
|
Tabulka Dosahované netěsnosti u měkkých materiálů těsnění
· Polokovová těsnění
Tato jsou složená těsnění sestávající z vnějšího a/nebo vnitřního kovového kroužku a měkké výplně. Kov poskytuje sílu a pružnosti těsnění a nekovová výplň komponenty poskytuje těsnicí efekt. Tato těsnění se hodí pro nízké a vysoké tlaky a teplotní aplikace. K disposici je široký výběr materiálů.okruh materiálů je k dispozici.
Druhy: Spirálově vinutá těsnění, plochá těsnění vyztužená kovem.
· Celokovová těsnění
Tato těsnění mohou být vytvořený v různorodosti tvarů a velikostí. Doporučuje se pro použití ve vysokém tlaku a teplotě.
Druhy: Kovová těsnění různých materiálů
5. Těstnostně-pevnostní výpočet přírubového spoje
Aby přírubový spoj vyhovoval jako těsnostně-pevnostní, musí splňovat tyto požadavky:
1. Musí být použito těsnění s certifikátem.
2. Výpočet musí být zpracován podle ČSN EN 1591
3. Spoj musí být proveden proškolenými pracovníky.
Konkrétní hodnoty uvedených veličin od jednotlivých výrobců jsou zveřejňovány na www.gasketdata.org.
Také doporučujeme navštívit stránky http://www.temac.cz/produkt.aspx?pid=30
6. Normy, kde je možno najít bližší informace
ČSN EN 1514-1 (131550) Příruby a přírubové spoje - Rozměry těsnění pro příruby s označením PN - Část 1: Nekovová plochá těsnění s vložkou nebo bez vložky
ČSN EN 1514-2 (131550) Příruby a přírubové spoje - Těsnění pro příruby s označením PN - Část 2: Spirálově vinutá těsnění pro ocelové příruby
ČSN EN 1514-3 (131550) Příruby a přírubové spoje - Rozměry těsnění pro příruby s označením PN - Část 3: Nekovová těsnění obalovaná PTFE
ČSN EN 1514-4 (131550) Příruby a jejich přírubové spoje - Rozměry těsnění pro příruby s označením PN - Část 4: Kovová vlnitá, plochá nebo hřebenová těsnění a plněná kovová těsnění používaná pro ocelové příruby
ČSN EN 1514-6 (131550) Příruby a přírubové spoje - Rozměry těsnění pro příruby s označením PN - Část 6: Hřebenová kovová těsnění s obložením pro ocelové příruby
ČSN EN 1514-7 (131550) Příruby a přírubové spoje - Těsnění pro příruby s označením PN - Část 7: Těsnění obalovaná kovovou fólií pro ocelové příruby
ČSN EN 1514-8 (131550) Příruby a přírubové spoje - Rozměry těsnění pro příruby s označením PN - Část 8: Elastomerové O-kroužky pro drážkované příruby
ČSN EN 1591-2 Příruby a přírubové spoje. Pravidla pro navrhování těsněných kruhových přírubových spojů Část 2 – Parametry těsnění.
ČSN EN 13480-3 Kovová průmyslová potrubí, Část 3 Konstrukce a výpočet Příloha P Přírubové spoje se šrouby – Použití EN 1591
ČSN EN 13445-3 Netopené tlakové nádoby – Část 3 Konstrukce a výpočet, Příloha G Alternativní konstrukční pravidla pro příruby a těsněné přírubové spoje
Tabulka G.9-1 Nekovová plochá těsnění (měkká) včetně těsnění s kovovou vložkou
Tabulka G.9-2 Hřebenová ocelová těsnění s měkkou vrstvou po obou stranách
Tabulka G.9-3 Spirálová těsněné s měkkým plnivem.
ČSN EN 13555 Příruby a přírubové spoje - Parametry těsnění a zkoušení vztahující se na pravidla dimenzování přírubových spojů s kruhovými přírubami a těsněním