notícias da empresa sobre Integridade das flanges no ciclo térmico: uma relação estressante

Muitos processos industriais implicam flutuações significativas da temperatura, o que conduz a um fenómeno conhecido comociclo térmicoPara...Flancas metálicas, isto cria uma relação particularmente estressante, uma vez que os ciclos de aquecimento e arrefecimento repetidos podem desafiar a integridade da junção de parafusos, levando ao relaxamento do parafusos, ao arrasto da junta,e, em última análise,A manutenção da integridade da flange nessas condições requer um design cuidadoso, seleção de materiais e práticas de montagem.

A mecânica do ciclo térmico em flanges:

Quando um sistema de tubulação sofre uma mudança de temperatura, os materiais (flange, junta, parafusos) se expandem ou contraem.

1. Expansão térmica diferencial:Diferentes materiais no conjunto de flanges (por exemplo, flanges de aço, juntas elastoméricas, parafusos de aço ligado) têm diferentes coeficientes de expansão térmica.Eles vão expandir e contrair em diferentes taxasIsto pode criar tensões internas na articulação.

2. Escuridão e relaxação das juntas:

   • Quando aquecidas, as juntas (especialmente as não metálicas) tendem a amolecer e a "rebocar" (deformar-se plasticamente) sob a carga de parafuso sustentada.a vedação pode não recuperar completamente a sua espessura originalIsto conduz a uma redução da tensão retida da junta, muitas vezes referida comorelaxamento do stress.

   • Os ciclos repetidos exacerbam isso, diminuindo progressivamente a força de vedação.

3. Relaxamento do parafuso:

   • Em temperaturas elevadas, os parafusos também podem experimentar relaxamento de estresse ou rastejar, perdendo gradualmente sua pré-carga.

   • A expansão diferencial entre os parafusos e a brincadeira também pode fazer com que os parafusos se alongem ou comprimam em relação à brincadeira, alterando a força de presa inicial.

4. Deformação da flange:

   • Gradientes térmicos severos ou aquecimento/resfriamento rápidos podem induzir tensões dentro do próprio corpo da flange, causando potencialmente uma deformação sutil ou distorção da face da flange,que comprometa diretamente a vedação da junta.

Consequências do ciclo térmico:

• Perda de tensão da junta:O resultado mais comum, levando a uma redução da força de vedação e eventual fuga.

• Desbloqueio do parafuso:A redução da pré-carga do parafuso pode levar as porcas a recuarem, especialmente se a vibração também estiver presente.

• Falha prematura da junta:Degradação rápida ou esmagamento da junta devido a choques térmicos repetidos.

• Danos na flange/bolt:Em casos extremos, as tensões térmicas severas podem levar a rachaduras de fadiga na flange ou parafusos.

Estratégias para atenuar os efeitos do ciclo térmico:

1. Seleção de material:

   • Acessórios para máquinas e aparelhos:Escolha juntas especificamente concebidas para o serviço de ciclo térmico, muitas vezes semimetálicas (por exemplo,Ferida em espiral com preenchimentos resistentes) ou juntas de grafite flexíveis com excelentes propriedades de recuperação e resistência ao arrastamento a altas temperaturas.

   • Flanges e parafusos:Escolher materiais com boa estabilidade a altas temperaturas e resistência ao deslizamento/relaxamento de tensão (por exemplo, aços de liga cromo-moly para serviço a altas temperaturas).A correspondência dos coeficientes de expansão térmica dos materiais de flange e parafusos também pode ser benéfica.

2. Considerações de conceção:

   • Tipo de flange:As flanges de pescoço de solda, com o seu centro integrado, oferecem uma melhor distribuição de tensão durante a expansão térmica do que as flanges de deslizamento.

   • Projeto do parafuso:Os parafusos mais longos ou aqueles com maior elasticidade podem acomodar melhor a expansão térmica diferencial.

   • Contenção da junta:Os desenhos que contêm totalmente a junta (por exemplo, língua e sulco, macho e fêmea) ajudam a evitar a extrusão durante excursões térmicas.

3. Procedimentos de montagem otimizados:

   • Pré-carregamento preciso do parafuso:A aplicação da carga inicial precisa do parafuso é crítica.

   • Aperramento de passagem múltipla:A realização de aperto em passagens múltiplas e progressivas permite que a junta fique e relaxe gradualmente.

   • Re-aperto a quente (se for seguro e aplicável):Para alguns serviços de alta temperatura, um "re-aperto a quente" (retorque de parafusos depois que o sistema atingir a temperatura de funcionamento e estabilizar) pode compensar o relaxamento inicial da junta/parafusos.Isto deve ser feito com extrema cautela e protocolos de segurança adequados..

4. Projeto do sistema:

   • Minimizar as variações rápidas de temperatura, sempre que possível, ou conceber o sistema para aumentar gradualmente as temperaturas.

   • Assegurar um apoio e um alinhamento adequados para evitar tensões externas adicionais nas flanges durante a expansão/contração.

A gestão de flanges em sistemas de ciclo térmico é um desafio de engenharia complexo.As indústrias podem melhorar significativamente a integridade e a longevidade destas ligações críticas, mesmo nas condições térmicas mais exigentes.