Výpočet príruby podľa EN do 650 C - PDF na stiahnutie zadarmo
Výpočet príruby podľa EN 1591-1 do 650 C Teraz možné so sľudovými tesneniami s prídavným kovovým vnútorným očkom strana 1
Obsah: 1) Problém, počiatočná situácia 2) Tesnenia pre T = 650 C? 3) Definícia je technicky presná? 4) Stanovenie charakteristických hodnôt a výpočet príruby 5) Zhrnutie na strane 2
Problém systému pre žiarové zinkovanie ocele (nespadá pod TA Luft!) Médium: Horúce prúdiace výfukové plyny Tmax = 650 C p = 60 mbar Príruby: EN 1092-1, tvar B, PN 10 a PN 16, DN 25 350 Materiál príruby 1.4571 Materiál skrutky 1. 4980 (prvé A2-70) izolované rúrky a príruby Tesnenia: drážkované tesnenia s tesneniami z grafitovej vrstvy zlyhali po 1 roku používania; Grafitový náter už nie je k dispozícii MBG Metallbeschichtung Gerstungen GmbH Strana 3
Obsah: 1) Problém, počiatočná situácia 2) Tesnenia pre T = 650 C? 3) Definícia je technicky presná? 4) Stanovenie charakteristických hodnôt a výpočet príruby 5) Zhrnutie na strane 4
Tesniace profilové tesnenie (tesnenie kovovo-mäkkého materiálu) Tesniace profilové tesnenie s grafitovým povlakom Pozostáva z pevného kovového nosiča a tenkého obojstranného povlaku z mäkkého materiálu, ktorý preberá funkciu tesnenia Typické materiály: Kov: 1.4541 alebo 316L Mäkký materiál: GR alebo PTFE Prevedenie s alebo bez vonkajšieho strediaceho krúžku (vždy KHS): S centrovacím krúžkom: Štandardné príruby s tesniacou lištou Bez centrovacieho krúžku: Štandardné príruby s perom a drážkou strana 5
Tesniace profilové tesnenie (tesnenie z mäkkého kovu) Vlastnosti + rozsah vysokých teplôt (GR): T max 450 C/550 C + vysoká tesnosť (v závislosti na kvalite) + možné vysoké tlaky až do PN 160 + po opätovnej úprave je možné znova použiť nosný krúžok - malé odpustenie - Nedá sa vyrobiť v akýchkoľvek rozmeroch - pomerne vysoké náklady Strana 6
Maximálna prevádzková teplota grafitových fólií a laminátov 700 600 Životnosť čistého grafitového tesnenia Nezáväzné smerné hodnoty Použitie Prevádzková teplota [C] 500 400 300 200 100 Platí za nasledujúcich podmienok: - Pracovné médium je pod pretlakom - Prevádzkové médium neobsahuje žiadne oxidačné látky 0 10 20 30 40 50 Životnosť [roky] „vysoko kvalitný“ „Ďaleký východ“ podľa informácií od SGL-Carbon Tmax strana 7
Alternatívne kovové tesnenia? Príklady rôznych tesniacich profilov Tesnenie kruhového drôtu Tesnenie krúžkového spoja (RTJ) Tesnenie objektívu Tesnenie cez hrot Všetky obrázky: KLINGER Kempchen strana 8
Vlastnosti kovových tesnení + Veľký teplotný rozsah: -200 C 450 C) s mäkkými materiálmi bez alternatívy + Dobrá chemická odolnosť, s výnimkou: konc. H 2 SO 4 - miera netesnosti je vyššia ako u tesnení FA, PTFE alebo GR (vysoká vnútorná pórovitosť) Vlastnosti vnútorného očka + Zníženie rýchlosti netesnosti pri pórovitých tesneniach ± Kvalita a prevedenie vnútorného očka sa môžu líšiť v závislosti od výrobcu povrchy prírub môžu vyžadovať zvýšené sily počas inštalácie zvýšené hodnoty pre Q min ISGATEC fórum: Werkstoffe 2019-12 strana 11
Tesnenia na báze sľudy Príklad: KLINGER milam PSM Vyrobené z tesniacich dosiek Súčasti: Sľuda (flogopit) chemicky alebo tepelne spracovaná Kovová vložka (vložky) vyrobená z kužeľového plechu 1.4401; 0,1 mm hrubá impregnácia (silikónový olej) Sľuda: Prirodzene sa vyskytujúce doskové kremičitany Vločkovitá, šupinatá štruktúra Voliteľné kovové vnútorné očko na zlepšenie plynotesnosti Typická oblasť použitia: 300 C T 900 C p PN 16 strana 12
Tesnenia založené na vlastnostiach sľudy + Vysoká tepelná stabilita do 900 C; Strata hmotnosti pri 800 C 450 C) s mäkkým materiálom bez alternatívy + dobrá chemická odolnosť, výnimka: konc. H 2 SO 4 - Technická tesnosť sa dosahuje iba pri teplotách T> 100 C, pri nižších teplotách nemožno sľudové tesnenie rozumne použiť; Nevhodné pre tlakové skúšky vodou - Citlivé na vlhkosť, tesnenia sa nikdy nesmú inštalovať vlhké alebo mokré - Únik je vyšší ako pri tesnení z vlákien, PTFE alebo grafitu (vysoká vnútorná pórovitosť) strana 13
Tesnenia s vnútorným očkom Príklad: KLINGER milam s vnútorným očkom Vnútorné očko sa zasunie po dierovaní Technicky vhodné pre tesnenia FA, GR a sľudy Materiál: 1,4571 (typicky) hrúbka príruby 0,10. Ochrana tesnenia a média 0,15 mm Často sa vyžaduje pre úrovne tlaku od PN 25 na strane 14
Tesnenia s vnútorným očkom Vlastnosti + ochrana tesnenia pred agresívnymi médiami + žiadna kontaminácia média voľnými komponentmi tesnenia (najmä s GR!) + Zníženie rýchlosti úniku pórovitými tesneniami (je potrebný dostatočný povrchový tlak) + obmedzená ochrana proti vytlačeniu tesnenia; ak je požadovaná bezpečnosť vyfukovania, hladké príruby sú i. d. Zvyčajne dostatočné ± Kvalita a prevedenie vnútorného očka sa môžu veľmi líšiť v závislosti od výrobcu - Prispôsobenie vnútorného očka na povrchy prírub môže vyžadovať pri montáži zvýšené sily, zvýšené hodnoty pre Q min strana 15
Obsah: 1) Problém, počiatočná situácia 2) Tesnenia pre T = 650 C? 3) Definícia je technicky presná? 4) Stanovenie charakteristických hodnôt a výpočet príruby 5) Zhrnutie na strane 16
Technická tesnosť Technická tesnosť Cetim sa udáva, ak je splnené kritérium tesnosti určené pre príslušný prípad. V technológii je toto kritérium tesnosti zvyčajne definované ako hranica medzi tesnosťou a netesnosťou a môže nadobúdať rôzne hodnoty v závislosti od požiadaviek na tesnosť a média, ktoré sa má utesniť [VDI 2200] Neexistuje absolútna tesnosť strana 17
Technická tesnosť podľa TA Luft *) [1] Výpočet príruby podľa DIN EN 1951-1 alebo výpočet MKP Cetim *) Referenčný návrh 2018-07 Pre výber tesnení a návrh technicky tesných prírubových spojov je potrebné dodržať triedu tesnosti L 0,01 so zodpovedajúcou špecifická miera netesnosti 0,01 mg/(sm), ktorá sa má použiť. Pre prírubové spojenia v silovom spoji musí byť v zmysle smernice VDI 2290 v súlade s pravidlami výpočtu, na ktorých je založená, preukázané utesnenie prostredníctvom dodržania triedy tesnosti. Strana 18
Technická tesnosť podľa TA Luft *) [2] Výpočet príruby podľa DIN EN 1951-1 alebo výpočet FEM Cetim Prevádzkovateľ musí zabezpečiť, aby pracovníci zodpovední za montáž prírubových spojov mali prístup k montážnym pokynom a špecifikáciám na kontrolu kvality podľa smernice VDI 2290 a pracovníkov montáže má kvalifikáciu podľa DIN EN 1591-4. Požiadavky na montáž, testovanie a údržbu tesniacich systémov musia byť špecifikované v pokynoch pre správu. *) Návrh zákona 2018-07, strana 19
Technická tesnosť podľa TA Luft *) [3] Výpočet príruby podľa DIN EN 1951-1 alebo výpočet FEM Cet v rozsahu smernice VDI 2290: Plynné a kvapalné médiá s požiadavkami obmedzujúcimi emisie podľa TA Luft Kovové príruby Hlavné silové pripojenie (KHS) Tmax 400 C Zákazník si napriek tomu želá doklad o technickej tesnosti! *) Návrh zákona 2018-07, strana 20
Obsah: 1) Problém, počiatočná situácia 2) Tesnenia pre T = 650 C? 3) Definícia je technicky presná? 4) Stanovenie charakteristických hodnôt a výpočet príruby 5) Zhrnutie na strane 21
Stanovenie charakteristických hodnôt Pre KLINGERmilam s hrúbkou 2,0 mm a vnútorným očkom sú od roku 2012 zverejnené charakteristické hodnoty tesnenia do 400 C v databáze www.gasketdata.org. Chýbajúce charakteristické hodnoty pre 650 C určila spoločnosť AMTEC Messtechnischer Service GmbH: Q Smax, P QR, E G Testy pri 650 C prebehli bez problémov. Hodnoty pre 650 C sú od júna 2019 online na gasketdata.org. Strana 22
Tesnenia pri 650 ° C - koniec testu Správa z testu Amtec 304 053 strana 23
Parametre tesnenia Q Smax 120 100 KLINGERmilam 2,0 mm s vnútorným očkom 100 100 100 100 QSmax [MPa] 80 60 40 20 0 23 200 400 650 Teplota [C) strana 24
Parametre tesnenia e G (zmenšenie hrúbky) 2,20 KLINGERmilam 2,0 mm s vnútorným lemom 2,00 1,80 zmenšenie hrúbky 1,60 1,40 1,20 1,00 0,80 23 C 200 C 400 C 650 C 0 20 40 60 80 100 Povrchový tlak [MPa] strana 25
P QR - hodnota P QR = plazivý relaxačný faktor ako pomer zvyškového a počiatočného povrchového tlaku tesnenia pri zaťažení (teplota) požadovaný pre výpočet príruby podľa EN 1591-1 Berie do úvahy relaxačný vplyv na zaťaženie tesnenia medzi dotiahnutím skrutiek a dlhodobou expozíciou prevádzková teplota P QR = 0 úplné plazenie, už žiadny povrchový tlak P QR = 1 žiadne plazenie, povrchový tlak zostáva 100% P QR = 0 P QR = 1 Závisí od počiatočného povrchového tlaku Čím väčší je faktor P QR, tým stabilnejšie je tesnenie Počas prevádzky Vysoký faktor P QR = vysoká prevádzková spoľahlivosť prírubového spoja strana 26
Tesniace parametre P QR hodnota PQR 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 KLINGERmilam 2,0 mm s vnútorným očkom 30 MPa 50 MPa 100 MPa 0 100 200 300 400 teplota [C] 500 600 700 strana 27
Výpočet príruby - problém s parametrami: Materiály/existujúce hodnoty pevnosti: Tesnenie: KLINGERmilam + hodnoty pevnosti IB do 650 C Skrutky: 1,4980 hodnoty pevnosti do 600 C Príruby: 1,4571 hodnoty pevnosti do 500 C Výpočet príruby je preto v tomto prípade možný iba do 500 C! Technicky tesné! Strana 28
Výpočet príruby - výsledky menovitej šírky/menovitého tlaku Výsledky výpočtu pre skrutky Uťahovací moment min. Požadovaný max. Odporúčaný [Nm] [Nm] [Nm] DN 25/PN 16 4 x M12 75 85 85 DN 65/PN 16 8 x M16 93 142 100 DN 80/PN 16 8 x M16 102 175 150 DN 100/PN 16 8 x M16 113 190 150 DN 125/PN 16 8 x M16 122 214 150 DN 150/PN 16 8 x M20 164 292 200 DN 200/PN 10 8 x M20 183 414 300 DN 350/PN 10 16 x M24 134 290 250 Technická tesnosť pri 650 C je teda preukázaná! Strana 29
Obsah: 1) Problém, počiatočná situácia 2) Tesnenia pre T = 650 C? 3) Definícia je technicky presná? 4) Stanovenie charakteristických hodnôt a výpočet príruby 5) Zhrnutie na strane 30
Záver S KLINGERmilamom je k dispozícii doskový tesniaci materiál na báze sľudy pre vysoké teploty až do cca 900 C Typické použitie: plyny, vysoké teploty, nízke tlaky Vnútorné očko zlepšuje plynotesnosť Tesniace parametre sú k dispozícii až do 650 C a v prípade potreby umožňujú matematický dôkaz technickej Tesnosť Za týmto účelom sú potrebné dostatočne veľké povrchové tlaky. Výhľad: Zdá sa, že je možné určiť parametre tesnenia pri 800 C (obmedzené skúšobnou stolicou). Definícia technickej tesnosti podľa TA Luft (nová) sa čoraz viac používa mimo rámec TA Luft strana 31
Príklady a referencie KLINGERmilam: Čerpadlá na roztavenú soľ ako médium na prenos tepla v solárnych elektrárňach, výfukové plyny 500 C/3-16 bar N 2, H 2, CH 4, H 2 O, 800 C/7 bar výmenník tepla/morská voda, 800 C/2 bar výfukové plyny (Turbína/výroba energie), spaliny 600 C/1 bar (elektráreň), filter horúcich plynov 480 C/1 bar (kombinovaná výroba elektriny a tepla), para prehrievača 550 C/1 bar 650 C/16 bar, tesnenie v oceliarskom priemysle temperovania výfukových plynov, 600, 600 C/2 lišta, strana 32
Koniec Ďakujeme za váš záujem! Opýtať sa? Strana 33