إن شفة محيط أوعية الضغط هي المكونات الأساسية لتوصيل مكونات أوعية الضغط المختلفة وتستخدم على نطاق واسع في المجالات الصناعية مثل البتروكيماويات والطاقة الذرية والطاقة الكهربائية والصناعات الخفيفة.

بالنسبة لأوعية الضغط، تعد الفلنجة أحد المكونات، والتي تشتمل على الفلنجات والجوانات ومسامير التوصيل أو المسامير والصواميل. وتتمثل وظيفتها في الجمع بين المكونات المختلفة التي تتحمل الضغط مع ضمان عدم تسرب أجزاء الاتصال.

شكل الفشل الرئيسي لوصلات الحافة هو فشل تصلب المفصل، ومظهره الخارجي هو التسرب. يتميز الوسط الموجود داخل وعاء الضغط بخصائص ارتفاع درجة الحرارة والضغط العالي، كما أنه قابل للاشتعال أو الانفجار أو السامة. سوف تحدث كوارث ثانوية خطيرة بمجرد حدوث التسرب. تهديد خطير لسلامة وعاء الضغط نفسه والمعدات المحيطة والأفراد. ولذلك، فإن الاعتبار الأساسي في تصميم واختيار فلنجات الحاوية هو أداء الختم الشامل.

شكل ختم شفة محيط لأوعية الضغط:

(1) الختم القسري. يتم ضغط سطح الختم عن طريق شد مسامير التوصيل بين الغطاء النهائي وشفة الأسطوانة لتحقيق غرض الختم، مثل أختام الحشية المسطحة، وأختام كازاري، وما إلى ذلك.

(2) ختم تشديد الذاتي. يتم استخدام ضغط الوسط الموجود في الحاوية لتوليد قوة ضغط على سطح الختم لتحقيق غرض الختم. تزداد قوة الختم مع زيادة الضغط المتوسط. لذلك، يمكن الحفاظ على أداء الختم الموثوق به تحت ضغوط أعلى، مثل الأختام المجمعة، والأختام ذات الحلقة O، والأختام ذات الحلقة C، والأختام ذات الحلقة B، والأختام الإسفينية، والحشيات المثمنة، وأختام الحشية البيضاوية، وأختام الحشية المسطحة ذاتية الشد. ، ختم الخشب، ختم النيتروجين، الخ.

(3) ختم شبه تشديد الذاتي. إنها لا تستخدم ضغط الوسط الموجود في الحاوية فحسب، بل تستخدم أيضًا وصلات التثبيت لتوليد قوة ضغط على سطح الختم لتحقيق غرض الختم، مثل الختم المخروطي المزدوج.

مبدأ تشغيل شفة محيط لأوعية الضغط:

عند تطبيق قوة التحميل المسبق على مسامير الحافة، تقوم قوة الترباس بضغط الحشية من خلال حلقة الحافة، مما يجبر أسطح إغلاق الحافة والأسطح المرتفعة على الحشية على الامتلاء بسبب تشوه الحشية. وهذا يخلق حالة الختم الأولية لمنع تسرب السوائل.

عندما يتم تطبيق قوة ربط مسبقة على مسامير الحافة، فإن قوة الترباس تضغط الحشية من خلال حلقة الحافة، مما يجبر حشية الحافة على الخضوع لتشوه الضغط. عندما تصل قوة التثبيت إلى قيمة معينة، فإن الأسطح المحدبة الأربعة غير المستوية على سطح ختم الحافة والحشية تضطر إلى الامتلاء بمساعدة تشوه الحشية، مما يخلق ظروف إغلاق أولية لمنع تسرب وسط السائل.

عند هذه النقطة، تسمى قوة الضغط على منطقة الختم الفعالة للحشية بضغط الجلوس الأولي. عندما تتعرض المعدات أو خط الأنابيب لضغط السوائل، تتعرض البراغي لإجهاد الشد والاستطالة. تتحرك وجوه منع التسرب في اتجاه الانفصال، مما يتسبب في انخفاض قوة الضغط بين وجوه منع التسرب والحشية. ونتيجة لذلك، ينخفض ضغط الحشية، كما ينخفض ضغط التحميل المسبق للجلوس.

إذا كانت حشية الختم تتمتع بمرونة كافية عند هذه النقطة، فإن تشوه الحشية يمكن أن يعوض الفصل بين البراغي وأسطح الختم، مما يضمن عدم انخفاض ضغط جلوس التحميل المسبق إلى ما دون إجهاد جلوس التشغيل، وبالتالي الحفاظ على حالة إغلاق جيدة للشفة. على العكس من ذلك، إذا كانت الحشية تفتقر إلى المرونة الكافية، فإن ضغط الجلوس ينخفض إلى ما دون ضغط الجلوس التشغيلي، أو حتى تظهر فجوات مرة أخرى عند الختم، مما يؤدي إلى فشل الختم.

العوامل التي تؤثر على ختم شفة أوعية الضغط هي كما يلي:

1. قوة الشد المسبق للمسمار

تضمن قوة الشد المسبق المناسبة احتفاظ الحشية بضغط معين للجلوس أثناء التشغيل. قد تؤدي قوة الشد المسبق المفرطة إلى ضغط الحشية أو بثقها، مما يؤدي إلى تلف الختم. يؤثر توزيع قوة الشد المسبق على الحشية أيضًا على أداء الختم. تتمثل إحدى طرق ضمان التوزيع الموحد لقوة الربط المسبق في زيادة عدد البراغي، بشرط أن تلبي متطلبات تركيب البراغي ومساحة الإزالة.

2. أداء ختم طوقا

الحشيات هي عنصر مهم في الختم. يجب أن تعكس مادة الحشية المناسبة حقيقة أن الحشية يمكن أن تنتج تشوهًا مرنًا ضروريًا تحت تأثير قوة التحميل المسبق المناسبة دون أن يتم سحقها أو بثقها. أثناء التشغيل، يتم توسيع المسافة بين أسطح ختم الحافة، ويجب أن تتمتع مادة الحشية بقدرة ارتداد كافية لجعل سطح الحشية وسطح الحافة على اتصال وثيق لمواصلة الحفاظ على أداء الختم الجيد.

3. خصائص سطح ختم الحافة

يلعب النوع والخصائص السطحية لسطح ختم الحافة دورًا حاسمًا في التأثير على تأثير الختم. يجب استخدام الأسطح المقعرة والمحدبة وأسطح اللسان والأخدود في المواقف ذات ظروف العمل الصارمة. يؤثر استواء سطح ختم الحافة والخط المركزي والعمودي بين سطح الختم والشفة بشكل مباشر على توحيد القوة على الحشية والاتصال الجيد بين الحشية والشفة. يجب أن تكون خشونة سطح سطح ختم الحافة متوافقة مع متطلبات الحشية. لا يُسمح بوجود علامات سكين شعاعية أو خدوش على السطح، ناهيك عن الشقوق السطحية.

4. صلابة شفة

الصلابة غير الكافية سوف تسبب تشوهًا مفرطًا للشفة، مما يؤدي إلى فشل الختم. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على صلابة الحافة. من بينها، زيادة سمك الحافة، وزيادة القطر الخارجي للشفة وغيرها من الطرق يمكن أن تحسن صلابة الحافة، وتقلل من التشوه، وتمكن من نقل قوة الترباس بالتساوي إلى الحشية، والحصول على ضغط محدد موحد وكافي للختم. وفي الوقت نفسه، يمكن تحسين أداء الختم. يمكن للذراع الثاني الذي يقلل من قوة الترباس أن يقلل من لحظة الانحناء التي تتحملها الحافة ويكون مفيدًا في الختم.

5. ظروف التشغيل

تؤثر درجة حرارة التشغيل والضغط والخواص الكيميائية والفيزيائية للوسط أيضًا على موثوقية توصيلات الفلنجة. مع زيادة درجة الحرارة، تصبح لزوجة الوسط أصغر ويزداد ميل التسرب؛ تزيد درجة الحرارة المرتفعة من النشاط الكيميائي والفيزيائي للوسط، مما يسبب تآكل وانحلال الحشيات والفلنجات؛ يمكن أن تؤدي درجة الحرارة المرتفعة أيضًا إلى تآكل البراغي والفلنجات والحشيات. الزحف والاسترخاء الإجهاد.