Uszczelka kotła parowego jest niewielka w porównaniu z całą instalacją, ale pełni kluczową rolę. Jeśli zastosowana zostanie niewłaściwa uszczelka, powierzchnia uszczelniająca ulegnie uszkodzeniu lub połączenie śrubowe zostanie dokręcone nierównomiernie, rutynowa konserwacja może szybko przekształcić się w trwały problem z wyciekiem. W przypadku zastosowań parowych pod wysokim ciśnieniem nie wystarczy zatem dobierać uszczelkę wyłącznie na podstawie poziomu ciśnienia lub temperatury. Należy również uwzględnić konstrukcję połączenia, chropowatość powierzchni, materiał uszczelki oraz warunki montażu. Niniejszy przewodnik pokazuje, na co należy zwrócić uwagę w przypadku uszczelnień kotłów parowych do kołnierzy wysokociśnieniowych , kiedy należy wymienić uszczelkę oraz jakie kwestie są istotne podczas montażu.
Dlaczego uszczelki kotłów parowych są ważne w zastosowaniach wysokociśnieniowych
Kotły parowe pracują w trudnych warunkach ciśnieniowych i temperaturowych. Szczególnie zamknięcia otworów ręcznych, górnych i włazów wymagają uszczelki, która niezawodnie uszczelnia powierzchnie styku. Firma Thoenes Solutions produkuje uszczelki do kotłów parowych przeznaczonych do ogrzewania i wytwarzania pary, generatorów pary procesowej oraz urządzeń przemysłowych. Uszczelki te są specjalnie zaprojektowane z myślą o wysokich wymaganiach związanych z otworami ręcznymi, górnymi i włazowymi. Nadają się do stosowania z parą i gorącą wodą w wysokich temperaturach i ciśnieniach. Uszczelka stanowi zawsze część całego systemu uszczelniającego. Zamknięcie, powierzchnie uszczelniające i połączenie śrubowe muszą do siebie pasować. Dlatego też niezawodny dobór uszczelnień do kotłów parowych zaczyna się od analizy rzeczywistych warunków eksploatacji.
Jak dobrać uszczelki kołnierzowe do kotłów parowych?
Na pytanie „Jak dobrać uszczelki kołnierzowe?” nie da się odpowiedzieć, wskazując jeden konkretny materiał. Najpierw należy sprawdzić warunki techniczne zastosowania.
Ważnymi kryteriami doboru są:
- ciśnienie robocze
- Temperatura robocza
- Ciąg
- Konstrukcja kołnierza lub zamknięcia
- Szczelina uszczelniająca
- Chropowatość powierzchni
- Wymiary i kształt uszczelki
- Stan istniejącej instalacji
- Wymagania dotyczące montażu
Uszczelkę nie należy zatem dobierać wyłącznie na podstawie podanej maksymalnej wartości ciśnienia lub temperatury. Decydujące znaczenie ma to, czy jej konstrukcja jest dostosowana do całego zastosowania.
W przypadku uszczelek do kotłów parowych firmy Thoenes na przykład chropowatość powierzchni pierścienia i pokrywy oraz istniejąca szczelina uszczelniająca odgrywają ważną rolę przy wyborze typu uszczelki.
Wybór uszczelki do kotła parowego: typ 1 czy typ 2?
Firma Thoenes oferuje dwa różne typy uszczelek do kotłów parowych. Wybór zależy od konkretnej sytuacji związanej z zamknięciem i montażem.
Uszczelki do kotłów parowych typu 1
Uszczelnienie do kotłów parowych firmy Thoenes typu 1 składa się z falistego nośnika ze stali nierdzewnej 1.4571 z dwustronną warstwą grafitową. W zależności od wersji warstwa grafitowa może być wzmocniona gładką blachą lub mieć grubość 0,5 mm. Profil nośny i warstwy są skonstruowane w taki sposób, że w stanie zamontowanym i obciążonym szczyty fal pozostają pokryte materiałem warstwy.
Typ 1 nadaje się do różnych zamknięć kotłów parowych o chropowatości powierzchni pierścienia i pokrywy < 12,5 µm i zgodnie z zaleceniami firmy Thoenes jest przeznaczony przede wszystkim do instalacji już eksploatowanych . Uszczelki są przystosowane do temperatur do 250 °C i ciśnień do 40 barów . Są dostępne w kształcie okrągłym, kwadratowym, owalnym i stadionowo-owalnym, między innymi do zamknięć otworów ręcznych, otworów górnych i włazów.
Uszczelki do kotłów parowych typu 2
Typ 2 składa się z grafitu spienionego o stopniu czystości co najmniej 98% oraz wkładki ze stali nierdzewnej lub perforowanej stali nierdzewnej. Cechą charakterystyczną tego wykonania jest certyfikacja na zwiększoną szczelinę uszczelniającą wynoszącą 4,5 mm.
Nadaje się do zamknięć o chropowatości powierzchni pierścienia i pokrywy w zakresie od 6,3 do 12,5 µm i zgodnie z informacjami firmy Thoenes jest przeznaczona przede wszystkim do nowych instalacji. Również typ 2 jest różnych wersjach do zamknięć otworów ręcznych, otworów górnych i włazów . Dokumentacja produktu podaje dopuszczalne ciśnienie robocze wynoszące 40 barów oraz dopuszczalną temperaturę roboczą wynoszącą 250 °C.
Kiedy należy wymieniać uszczelnienia wysokociśnieniowe?
Pytanie „Kiedy należy wymienić uszczelki wysokociśnieniowe?” ma szczególne znaczenie dla zespołów zajmujących się konserwacją i utrzymaniem ruchu.
Uszczelnienie należy zawsze sprawdzić po otwarciu zamknięcia kotła . Jeśli istniejące uszczelnienie jest uszkodzone, odkształcone lub nie nadaje się już do przewidzianych warunków eksploatacyjnych, należy je wymienić na odpowiednie nowe uszczelnienie.
Wymiana jest szczególnie wskazana, gdy:
- stwierdzono wyciek,
- uszczelka jest uszkodzona,
- zmieniła się szczelina uszczelniająca,
- powierzchnie uszczelniające zostały poddane obróbce lub naprawie,
- zmieniły się warunki eksploatacji,
- konieczna jest inna konstrukcja uszczelnienia,
- zamknięcie zostało otwarte w ramach konserwacji.
Powtarzającego się wycieku nie należy usuwać jedynie poprzez silniejsze dokręcenie połączenia śrubowego. Zamiast tego należy wspólnie sprawdzić uszczelkę, powierzchnie uszczelniające, zamknięcie oraz montaż.
Kompletny przewodnik po montażu połączeń śrubowych
Odpowiednia uszczelka to tylko jeden z elementów niezawodnego uszczelnienia. Na wynik ma również wpływ sposób montażu złącza śrubowego.
1. Sprawdzenie powierzchni uszczelniających
Przed montażem powierzchnie uszczelniające muszą być czyste i wolne od pozostałości . Należy sprawdzić, czy nie ma widocznych uszkodzeń, korozji lub nierówności . Szczególnie ważna jest chropowatość powierzchni, ponieważ firma Thoenes rozróżnia różne typy uszczelnień do kotłów parowych między innymi na podstawie wartości chropowatości pierścienia i pokrywy.
2. Sprawdzić nową uszczelkę
Przed montażem należy sprawdzić, czy uszczelka pod względem
- kształtu,
- wymiary,
- typu uszczelki,
- składu materiałowego oraz
- warunków eksploatacji
odpowiada przewidzianemu zastosowaniu. Uszczelki nie należy stosować wyłącznie dlatego, że mechanicznie pasuje do otworu.
3. Prawidłowe ustawienie uszczelki
Uszczelkę należy starannie umieścić na przewidzianej powierzchni uszczelniającej . Nie wolno jej przekręcać, uszkadzać ani wkładać na siłę . Prawidłowe ułożenie gwarantuje, że dostępna powierzchnia uszczelniająca zostanie wykorzystana zgodnie z przeznaczeniem.
4. Wyrównanie zamknięcia
Przed dokręceniem połączenia śrubowego zamknięcie powinno być prawidłowo wyrównane. Śruby nie powinny być wykorzystywane do kompensowania większych błędów wyrównania zamknięcia.
5. Równomierne dokręcanie połączenia śrubowego
Złącze śrubowe należy dokręcać zgodnie z instrukcją montażu przewidzianą dla danego kociołka i zamknięcia.
W przypadku określonych wartości momentu dokręcania lub zalecanej kolejności dokręcania należy ich przestrzegać. Celem jest jak najbardziej równomierne obciążenie uszczelki, zamiast nadmiernego obciążania poszczególnych obszarów.
6. Przeprowadzić kontrolę końcową
Po montażu należy sprawdzić zamknięcie przed ponownym uruchomieniem instalacji. W przypadku zastosowań krytycznych należy dodatkowo przestrzegać przewidzianych przez operatora instalacji procedur kontroli i odbioru.
Częste przyczyny problemów z uszczelnieniami wysokociśnieniowymi
Nawet zasadniczo odpowiednie uszczelnienie może powodować problemy w przypadku nieprawidłowych warunków montażu lub eksploatacji.
Do częstych przyczyn należą:
- niewłaściwy typ uszczelnienia,
- nieodpowiednie wymiary uszczelki,
- uszkodzone powierzchnie uszczelniające,
- nie uwzględniona chropowatość powierzchni,
- zbyt duża szczelina uszczelniająca,
- nierównomierne dokręcenie śrub,
- błędne ustawienie,
- nieodpowiednie warunki eksploatacji.
Dane techniczne firmy Thoenes wskazują, że przy doborze uszczelnień należy uwzględnić takie czynniki, jak budowa uszczelnienia, szczelina uszczelniająca oraz stan powierzchni.
Rozwiązania dostosowane do indywidualnych potrzeb w zakresie uszczelnień wysokociśnieniowych
Nie każde zamknięcie kotła parowego odpowiada standardowemu wykonaniu. Różne konstrukcje, wymiary i warunki eksploatacji mogą wymagać uszczelnienia wykonanego na zamówienie. Firma Thoenes posiada szczególne doświadczenie w produkcji uszczelnień do kotłów parowych oraz uszczelnień pierścieniowych.
Firma produkuje między innymi uszczelki do otworów ręcznych, otworów czołowych i otworów wejściowych w kształcie okrągłym, owalnym, stadionowo-owalnym i kanciastym. Możliwa jest również produkcja indywidualna na podstawie rysunków, wzorów lub specyficznych wymagań klienta. Dzięki temu uszczelnienie można precyzyjnie dostosować do istniejącej konstrukcji zamknięcia i odpowiednich wymagań .
Lista kontrolna dotycząca doboru uszczelnień do kotłów parowych
Przed złożeniem zamówienia na uszczelnienie do kotła parowego wysokociśnieniowego należy wyjaśnić następujące kwestie:
- Jakie są ciśnienie robocze i temperatura robocza?
- Jakie medium ma być uszczelniane?
- Jaka jest konstrukcja zamknięcia?
- Jak duża jest dostępna szczelina uszczelniająca?
- Jaką chropowatość powierzchni mają pierścień i pokrywa?
- Jaki typ uszczelnienia jest odpowiedni do danego zastosowania?
- Jaki kształt i wymiary są wymagane?
- Jakie wytyczne montażowe obowiązują w przypadku połączenia śrubowego?
- Czy chodzi o istniejącą instalację, czy o nową?
- Czy potrzebna jest uszczelka wykonana na zamówienie?
Im dokładniejsze są te informacje, tym łatwiej jest dobrać odpowiednie rozwiązanie w zakresie uszczelnień wysokociśnieniowych.
Podsumowanie
Niezawodne uszczelnienie kotłów parowych zaczyna się już od wyboru odpowiedniej uszczelki. W przypadku uszczelnień kotłów parowych na kołnierzach wysokociśnieniowych ciśnienie i temperatura są ważnymi czynnikami, ale nie jedynymi. Należy również wziąć pod uwagę konstrukcję zamknięcia, chropowatość powierzchni, szczelinę uszczelniającą, budowę uszczelki oraz sposób montażu.
Firma Thoenes oferuje różne uszczelki do kotłów parowych typu 1 i typu 2 przeznaczone do różnych warunków zamknięcia. Uszczelki są dostępne do zamknięć otworów ręcznych, otworów górnych i włazów oraz mogą być produkowane w różnych kształtach. W przypadku wymagających zastosowań bardziej sensowny jest zatem dobór uszczelki dostosowanej do konkretnej instalacji niż stosowanie dowolnej uszczelki standardowej. Dane techniczne danego typu uszczelki oraz warunki zamknięcia kotła należy zawsze rozpatrywać łącznie .
Najczęściej zadawane pytania
Jakie uszczelnienie stosuje się w kotłach parowych wysokociśnieniowych?
Zależy to od konkretnej konstrukcji zamknięcia, ciśnienia roboczego, temperatury, szczeliny uszczelniającej oraz chropowatości powierzchni. Firma Thoenes oferuje w tym zakresie między innymi uszczelki do kotłów parowych typu 1 i typu 2.
Jak dobrać uszczelkę kołnierzową do kotła parowego?
Przy doborze należy uwzględnić ciśnienie robocze, temperaturę, medium, konstrukcję zamknięcia, szczelinę uszczelniającą, chropowatość powierzchni, wymiary oraz konstrukcję uszczelki .
Kiedy należy wymienić uszczelki wysokociśnieniowe?
Uszczelkę należy sprawdzić zwłaszcza podczas prac konserwacyjnych oraz po otwarciu zamknięcia. W przypadku uszkodzenia, wycieku lub zmiany warunków pracy należy zastosować odpowiednią nową uszczelkę .
Jaka jest różnica między typem 1 a typem 2 firmy Thoenes?
Typ 1 składa się z falistego nośnika ze stali nierdzewnej z nakładką grafitową i według firmy Thoenes jest przeznaczony przede wszystkim do instalacji już działających . Typ 2 składa się z grafitu spienionego z wkładką ze stali nierdzewnej i jest certyfikowany dla zwiększonej szczeliny uszczelniającej wynoszącej 4,5 mm oraz przeznaczony przede wszystkim do nowych instalacji.