Более тонкие прокладки имеют множество преимуществ:
• Повышенная противовыбросовая устойчивость благодаря меньшей площади поперечного сечения, подвергающейся внутреннему давлению среды.
• Снижение уровня утечек благодаря меньшей площади поперечного сечения.
• Более высокая прочность на сжатие и, следовательно, более высокие поверхностные нагрузки (давление) на прокладку могут быть безопасно приложены к более тонкой прокладке.
• Лучшее сохранение крутящего момента крепежа благодаря более низким характеристикам релаксации при ползучести более тонких прокладок.
• Снижение стоимости самой прокладки.
«Везде, где это возможно», трудно применять в реальности. Как упоминалось выше, более толстые прокладки лучше прилегают к сильно поврежденным или деформированным фланцам, поскольку способность прокладки заполнять неровности фланца зависит от степени сжатия прокладки при данной нагрузке.
Поскольку сжимаемость при определенной нагрузке обычно выражается в процентах от исходной толщины прокладки, более толстая прокладка с большей исходной толщиной фактически сжимает большее расстояние. Например, сжатие на 10 процента прокладки толщиной 1,0 мм означает сжатие на 0,1 мм. При сжатии прокладки толщиной 3,0 мм на 10 процент прокладка сожмется на 0,3 мм. Это дополнительное сжатие прокладки означает, что более толстая прокладка заполнит более глубокие царапины или углубления лучше, чем более тонкая прокладка. Один из примеров изменения толщины прокладки в зависимости от ее сжимаемости показан для прокладок толщиной 1,0 и 2,0 мм в таблице 1.
Однако преимущества использования более толстой прокладки могут ввести в заблуждение. Хотя более толстая прокладка герметизирует больше неровностей фланца, она также может привести к другим проблемам. Более толстая прокладка больше подвержена воздействию тепла, поэтому имеет более высокую релаксацию ползучести. Изменение поверхностного давления после воздействия температуры на прокладку для двух прокладок разной толщины показано на диаграмме t 2. Если прокладка нагружена давлением 220 МПа и подвергается воздействию повышенной температуры 10 0 градусов в течение 4 часов, остаточное поверхностное давление для прокладки толщиной 1,0 мм составит 210 МПа, а для прокладки толщиной 2,0 мм — 190 МПа (для жесткости 500 кН/мм). Это означает, что более толстая прокладка теряет большее поверхностное давление, что может привести к сокращению срока службы прокладки и увеличению скорости утечек во время эксплуатации. Потеря поверхностного давления прокладки еще более заметна при более высоких температурах.
Более толстая прокладка также имеет меньшую прочность на сжатие, и поэтому максимальная поверхностная нагрузка на прокладку, которой она может подвергаться, не вызывая повреждений, ниже. Это касается как комнатной, так и повышенной температуры. Максимальное поверхностное давление, которое может быть приложено к прокладке, меняется в зависимости от температуры и показано для прокладок толщиной 1,0 и 2,0 мм в Таблице 3. Максимальное поверхностное давление прокладки можно определить согласно таким стандартам, как EN 13555.
Кроме того, трение между прокладкой и фланцем также является одним из факторов, определяющих противовыбросовую стойкость болтового фланцевого соединения. Трение представляет собой комбинацию коэффициента трения между поверхностями прокладки и фланца и общей нагрузки на болт. Поскольку тонкие прокладки имеют меньшую релаксацию при ползучести, соединение выдерживает более высокую нагрузку на болты, что приводит к повышению противовыбросовой безопасности.
Наконец, поскольку все материалы прокладок в некоторой степени проницаемы, среда может проходить через тело прокладки. Более толстые прокладки создают более широкий путь проникновения и, следовательно, приводят к более высокой скорости утечки, но учтите, что может произойти и обратное. Если прокладка слишком тонкая и не соответствует неровностям фланца, среда может просачиваться не через прокладку, а через нее. Это может привести к еще более высоким уровням утечек, чем при использовании более толстой прокладки. Поэтому фланцы, которые достаточно плоские и нетронутые, чтобы выдерживать тонкие прокладки, уплотняются гораздо плотнее с более тонкой прокладкой.
Тип материала листовой прокладки и доступная сжимающая нагрузка также влияют на толщину, необходимую для герметизации конкретного соединения. Прокладки с более высокими значениями сжимаемости не требуют такой же нагрузки, как более твердые и менее сжимаемые типы, для обеспечения плотного уплотнения.
Это связано с тем, что более сжимаемые прокладки могут лучше компенсировать неровности поверхности фланца, поэтому можно использовать более тонкие прокладки. Фланцы, требующие более толстых прокладок, создают проблемы, которые производитель прокладок не может решить. Поэтому лучшее решение — использовать или проектировать фланцы с более высокими сжимающими нагрузками, поддерживать чистоту поверхности в хорошем состоянии и по возможности использовать прокладки толщиной 1,5 мм или даже 1,0 мм.
Однако не идеальные фланцы все равно нуждаются в герметизации. Обычно это достигается путем тщательного учета всех переменных условий применения при выборе типа и толщины материала прокладки. Обратитесь к поставщику прокладок за конкретными рекомендациями по любому применению фланцевой системы. Правильная установка, как всегда, имеет важное значение.
Поэтому прокладку следует собирать с правильно рассчитанным начальным давлением и устанавливать с соблюдением правильной процедуры установки. Чтобы рассчитать соответствующий момент затяжки монтажных болтов для круглых фланцевых соединений, мы предлагаем вам использовать метод расчета в соответствии с EN 1591, часть 1, а в качестве основы для правильной процедуры установки вы можете использовать рекомендации Европейской ассоциации уплотнителей.