Блог

Nov 03, 2023

Преодоление проблем с герметизацией

Сохранить для чтения Hydrocarbon Engineering, Четверг, 28 апреля 2016 г. 11:30

Герметизация при высоких температурах (обычно 400°C и выше) является сложной задачей, поскольку стандартные материалы, такие как расширенный графит, не могут надежно работать в таких условиях в течение длительных периодов времени. Это приводит к выходу из строя болтового соединения и возникновению течи. До сих пор приходилось идти на компромиссы при выборе материала, что отрицательно сказывалось на герметичности болтового соединения с течением времени при повышенных температурах.

На графике показано сравнение термикулита с ингибированным и стандартным графитом. Обратите внимание, что хотя окисление ингибированного графита немного задерживается, оно все равно разрушается, тогда как термикулит не подвергается воздействию с течением времени.

Высокотемпературные процессы наблюдаются во многих отраслях промышленности, включая нефтегазовую, химическую переработку и энергетику. Конкретные области применения включают жидкий каталитический крекинг, производство аммиачно-нитратных удобрений, производство этилена, факельные системы, паровые и газовые турбины, выхлопные системы и, в последнее время, твердооксидные топливные элементы (ТОТЭ) и концентрированные солнечные теплоэнергетические системы, использующие расплавленные солевые теплоносители. Расплавленные соли работают при высоких температурах и являются химически агрессивными, что усложняет герметизацию.

Спирально навитая прокладка типа HOT со слюдой на наружном и внутреннем диаметре. Обратите внимание на потерю графита из спирали из-за окисления даже при использовании слюдяного «барьера». Утечка прокладки привела к остановке завода по производству диоксида титана.

Традиционно пользователям прокладок доступны варианты использования графита или слюды или комбинации этих двух материалов, чтобы компенсировать присущие им недостатки. Хотя графит хорошо герметизирует при температуре окружающей среды, поскольку он является органическим материалом, при умеренных и высоких температурах углерод окисляется, и со временем уплотнение теряет свою целостность, и эксплуатационные характеристики ухудшаются. Это может произойти на удивление быстро, даже при умеренных температурах, и ускоряется по мере повышения температуры. Даже когда графит обрабатывается химикатами, ингибирующими кислород, их эффект носит лишь временный характер.

Графит – это углерод, а углерод окисляется и приводит к разрушению уплотнения. В самых крайних случаях графит полностью окисляется, что приводит к полной потере герметичности – это может иметь катастрофические последствия.

Сравнение скоростей утечек между слюдяной спиральной прокладкой (синяя) и спиральной прокладкой Thermiculite 835 (оранжевая). Даже при очень высоких поверхностных напряжениях слюдяная прокладка испытывает значительную утечку.

Альтернативным вариантом, который использовался для задержки начала окисления графита, является защита уплотнения с помощью барьера. Слюда обладает превосходной термической стойкостью, однако, поскольку она пористая, она неэффективна в качестве герметика.

Это означает, что, хотя теоретически слюда обеспечивает термическое сопротивление и защищает графитовый уплотнительный элемент, на самом деле она не обеспечивает эффективного газонепроницаемого уплотнения, поэтому графит все равно подвергается воздействию, и в конечном итоге эти прокладки для высоких рабочих температур (HOT) выходят из строя. .

В некоторых случаях применения при очень высоких температурах или там, где графит химически несовместим или способствует коррозии, компании пытались использовать только слюду, но эти прокладки не обеспечивают адекватной герметизации и поэтому не могут считаться жизнеспособным вариантом. Были опробованы и другие технологии, такие как материалы на основе гидрофобного талька, но, хотя они утверждают, что обеспечивают хорошие характеристики, были зарегистрированы серьезные сбои в эксплуатации из-за того, что материал не обеспечивает надежную долговременную целостность.

Температуры процесса растут, и операторы стремятся увеличить интервалы технического обслуживания. Для этого требуются материалы прокладок, которые могут выдерживать такие высокие температуры и при этом обеспечивать долговременную надежность. Безопасность имеет решающее значение, поэтому выбор проверенного и надежного решения имеет первостепенное значение.