Połączenie kołnierzowe ma zatrzymać medium wewnątrz instalacji mimo ciśnienia, temperatury i zmian obciążenia. O wyniku decyduje materiał, jego zachowanie po dociśnięciu oraz dopasowanie do przylg. Dlatego uszczelki przemysłowe trzeba dobierać na podstawie kilku grup parametrów, a nie tylko rodzaju tworzywa. Wyjaśniamy, które właściwości wpływają na szczelność i trwałość połączenia.
Jakie warunki pracy musi wytrzymać uszczelnienie kołnierzowe?
Punktem wyjścia jest określenie medium oraz parametrów instalacji. Temperatura może zmieniać podatność materiału, natomiast ciśnienie zwiększa siłę działającą na połączenie. Trzeba też uwzględnić wahania obu wartości, ponieważ cykle grzania i chłodzenia zmieniają obciążenie kołnierzy. W takich warunkach uszczelnienia techniczne muszą zachowywać wymagane właściwości w całym przewidywanym zakresie pracy. Stosuje się tu m.in. uszczelki spiralne, których budowa ułatwia kompensowanie zmian docisku. Oferujemy również modele z wermikulitu przeznaczone do bardzo wysokich temperatur.
Jakie właściwości mechaniczne uszczelki wpływają na utrzymanie szczelności?
Po dokręceniu śrub materiał powinien odkształcić się w kontrolowany sposób. Ściśliwość pozwala mu wypełnić drobne nierówności przylg, a sprężystość powrotna pomaga utrzymać kontakt z powierzchnią po zmianie obciążenia. Znaczenie ma też odporność na pełzanie, ponieważ nadmierne trwałe odkształcenie z czasem zmniejsza nacisk uszczelniający. Dobrym przykładem są uszczelki spiralne, w których metalowa taśma odpowiada za sprężystość konstrukcji, a miękkie wypełnienie dopasowuje się do powierzchni styku. Właśnie dlatego przy wyborze uszczelek przemysłowych warto oceniać te cechy łącznie, zamiast analizować każdą z nich osobno.
Jak przepuszczalność materiału wpływa na szczelność połączenia kołnierzowego?
Medium może przenikać nie tylko wzdłuż styku z przylgą, lecz także przez strukturę zbyt porowatego tworzywa. Dlatego liczy się niska przepuszczalność dla konkretnej cieczy albo gazu. Im łatwiej cząsteczki przechodzą przez strukturę, tym trudniej utrzymać wymagany poziom szczelności mimo prawidłowego docisku. W uszczelkach płaskich stosuje się m.in. PTFE oraz grafit ekspandowany, dobierane do parametrów instalacji. W tym przypadku uszczelnienia techniczne trzeba więc oceniać również pod kątem rodzaju transportowanej substancji i jej zdolności do przenikania przez materiał.
Jaką odporność musi mieć materiał uszczelki kołnierzowej?
Kontakt z medium może powodować pęcznienie, degradację albo utratę właściwości uszczelniających, dlatego trzeba sprawdzić odporność chemiczną tworzywa na daną substancję. Równie ważny jest zakres temperatur, w którym zachowuje ono wymagane parametry. Dochodzi do tego starzenie pod wpływem ciepła, utleniania i cykli pracy. Przykładowo PTFE wybiera się ze względu na szeroką odporność chemiczną, natomiast grafit ekspandowany znajduje zastosowanie przy podwyższonej temperaturze. Takie uszczelki przemysłowe powinny być dobierane do całego środowiska pracy, ponieważ każdy z tych czynników może wpływać na trwałość połączenia.
Jakie wymiary i kształt musi mieć uszczelka kołnierzowa?
Nawet właściwie dobrany materiał nie spełni zadania, gdy geometria elementu nie odpowiada połączeniu. Trzeba uwzględnić średnicę wewnętrzną i zewnętrzną, grubość, szerokość powierzchni docisku oraz typ przylgi. Nasza firma wykonuje uszczelnienia techniczne w wymiarach standardowych oraz według rysunku lub specyfikacji technicznej. W ofercie są m.in. modele spiralne, metaloplastyczne, wielokrawędziowe, pierścieniowe i wycinane z płyt. Przykładowo warianty wielokrawędziowe stosuje się m.in. w połączeniach typu wpust–wypust oraz występ–rowek, gdzie profil elementu musi odpowiadać geometrii gniazda.
Dobór uszczelki kołnierzowej zaczyna się od warunków, w których będzie pracować połączenie. Dane o medium, temperaturze i ciśnieniu trzeba zestawić z właściwościami mechanicznymi, odpornością tworzywa oraz geometrią elementu. Tak dobrane uszczelki przemysłowe lepiej odpowiadają wymaganiom konkretnej instalacji i ograniczają ryzyko utraty docisku, degradacji materiału oraz przecieku.
