如果您问起Garlock的愿景,那么相信每一个Garlock的人都会毫不犹豫的说,我们希望与员工、客户、社会一起共同创建一个更清洁、更安全的世界。Garlock一直以来就从产品设计、生产、安装应用和维护的全过程中,都致力于实现这一愿景。
然而,日益严峻的环境污染,让保护环境成为了世界和人类共同的课题。长期以来,通过对客户需求的了解和服务经验,Garlock的全球应用团队,在以往的应用经验中发现,对于密封产品的终端用户,都在寻求更好的密封解决方案,而这些也是至今仍深深困扰终端用户的问题:
如何在生产制造过程中不断降低污染泄漏率?
如何确保垫片在低应力条件下的密封性能?
如何才能让垫片具备高补偿性,让其在使用过程中依然保持优异的密封性?
因此,Garlock作为密封行业的领跑者,经过多年的研发努力,结合丰富的现场应用实践经验,研发出的超低泄漏垫片材料GYLON® EPIX,成为解决这些问题的最佳答案。
GYLON® EPIX为真正解决困扰用户的种种问题而来!
▲Garlock GYLON® EPIX产品介绍
-优异性能 -
垫片的应用是为了解决问题,而不是造成问题。但事实上,因垫片失效而造成的泄漏一直以来都是让用户十分困扰的问题,可能造成垫片失效的原因有很多,而垫片失效小到导致设备跑冒滴漏,大到泄漏导致停机甚至危及环境安全或生命安全。
GYLON® EPIX的专利设计,其六边形表面突起形状更容易集聚垫片应力,基材为不变的GYLON®成分且其2.4mm的单一厚度在具备优秀性能的同时满足使用需求,为客户带来一系列的好处。
超低泄漏及更少的产品损失
低应力,更容易安装,即容错率高
更高补偿性,在运行使用中更安全
不易混料,整合和降低库存
▲ GYLON® EPIX产品的优异特性
- 更低泄漏及更少的产品损失 -
目前关于工业减少逸散性排放的需求变得越来越重要,以欧盟发布工业排放指令IED(2010/75/EU)为例,为保证2012年7月颁布的联邦德国逸散控制法的贯彻落实,德国工程师协会(VDI)公布的VDI 2290技术规范对适合于所有德国垫片性能评价方法TA-Luft(TA-Luft是联邦德国逸散控制法BlmSchG的行政原则,保护空气不污染的技术指导的字母缩写,以下简称TA-Luft))、最高工作 温度为400℃的管道连接用金属材料密封法兰密封性提出了很高的要求和规定。此外,VDI2290技术规范首次将密封法兰作为一个系统来对待,要求VDI2290中按IED的需求通过法兰EN1591-1的计算标准,法兰计算的基础是DIN EN13555标准规定的密封特性参数
根据测试标准VDI 2440: 2000,对比各密封厂家提供的TA-Luft的数据可以看出,GYLON® EPIX的泄漏率远远低于其容许的泄漏量(1·10-4 mbar·l/(s·m)),真正可以帮助终端的使用用户降低泄漏率,进而为创造安全的工作环境和洁净世界做出贡献。
▲ 注:数据来源https://gasketdata.org
- 低载荷有效产生高面压 -
由于VDI2290技术规范对泄漏提出了更高的要求,因此要求密封法兰提供更大的压紧力,以保障更高的密封性等级。但很多情况下,法兰螺栓不能提供更高的拧紧力矩,必须换用更高性能的螺栓或者使用其它具有较低压紧力要求的密封结构。
从上图可以看出,同样的载荷下,GYLON® EPIX的突起部分在垫片压缩前更容易贴合法兰表面,可以做到完美配合,在压缩过程中因其贴合性,更容易将其压缩。此外,如下图中也可以发现,根据测试中的压力膜痕迹看,突起部分的应力高。
将3”的150#全平面法兰的螺栓扭矩上到160Nm,压应力仅仅为10.2Mpa。对比PTFE玻璃填充PTFE和GYLON® EPIX应力分布测试结果可以明显看出GYLON® EPIX有非常好的应力分布,这证实GYLON® EPIX可以有效地将有限的螺栓载荷转换为密封应力。
采用有限元软件模拟受力分析,看到不同的色块可以更清晰地量化显示密封压应力分布,我们可以看到左边的红色区域接近螺栓处密封应力为10Mpa,而螺栓之间的绿色区域,其垫片应力更小,即使螺栓扭矩160Nm,有的地方其产生的垫片应力不到5Mpa。
对于其密封性能表现,更是可以通过下方GYLON® EPIX和其它品牌的垫片性能对比可以看出,达到密封等级L0.01,EPIX仅需要普通RPTFE(改性聚四氟乙烯的简称)一半的最小面压,而且其安装初始面压也仅仅只需一半,保持同样的密封等级L0.01时,其卸载面压仅仅是其它RPTFE产品的1/3。
▲ 注:密封等級L0.01——就是周长为1m的密封垫片允许有每秒0.01mg的最大泄漏量(德国强制性规范,VDI2290 2012版本)
- 易安装 高补偿性 -
提高设备可用性之易安装
Garlock应用团队对100个失效垫片案例进行过深入调查,我们了解到83%的垫片失效案例都是由于安装错误。所有的这些驱使着Garlock人持续创新出新一代易安装的低逸散泄漏PTFE垫片材料。
根据EN 1591-1中规定的垫片 和计算 需求(面压、介质、紧密性等级)的选择,EN13555中定义了垫片的必要特性作为垫片和法兰设计的依据,这可以帮助用户计算管道系统密封性能,也可以单独核算螺栓材料和密封材料的密封性能,对容许的压力值和温度值进行校核。关于VDI2290的法兰计算的强制要求,虽然尚未在我国有类似使用,但我们仍然可以从各厂家通过第三方网站(https://gasketdata.org)公布垫片的DIN EN 13555的报告中得到很多信息。
以GYLON style 3504 EPX为例,达到获得密封等級L0.01最小面压是5MPa,最大的面压是200MPa,有很宽的安全面压的GYLON® EPIX垫片,妥当安装后在实际运行过程中也可以大幅度降低垫片失效概率。实际运营中可能存在诸多安装失误,如不妥当的对中、法兰间的间隙、错误的扭矩(不够或者太多),这些都有可能导致运营中密封失效或泄漏。有较宽的安全面压的密封垫片,在安装过程中容错性越强。
在实际使用中,GYLON® EPIX 有较宽的安全面压,不太容易被压坏,大多数按照旧标准制造的薄弱法兰如DIN法兰、老式的热交换器和特殊设计法兰也能够继续使用。只有工作 参数经常变化,或泄漏频频发生的情况才有必要全面更新设计。
运行使用中更安全——螺栓载荷保持能力高
首先,在运行过程中,垫片的残留螺栓载荷就决定了保持紧密密封的能力。在运行使用过程中,蠕变越低的垫片,残留螺栓的荷载就会越高,使得垫片的压缩更紧密,通常更薄的垫片因为蠕变更少,通常具有更高的螺栓载荷保持能力,使得垫片被压缩紧密保持高紧密性。
通过下图可以看出GYLON® EPIX在使用过程中依然较其它RPTFE材料具备更高的残留螺栓载荷。
▲ 注:数据来源https://gasketdata.org
提高设备可用性之高补偿性
以GYLON® EPIX系列产品中的3504 EPX产品为例,即便2.4mm厚度相较一般3.2mm改性PTFE更薄,但其杰出的压缩率和更高的回弹量,使得垫片可以给法兰提供更好的补偿性。
实际使用中有很多应用场景也需要垫片有更高的补偿性,比如在一段长20米的不锈钢管道中,当加热到150℃时,管道将膨胀增长0.3mm,当降温时,管道收缩反过来垫片将被卸载移掉0.3mm。
现实中大部分垫片方案都不能很好补偿此类工况中的位移并长期保持低泄漏率的紧密密封。这些逸散型泄漏我们肉眼可能不会马上看到,但是看不见的泄漏也最终让运营方付出最大代价。
GYLON®EPIX在模拟法兰伤痕分别深度为0.01”(0.25mm) 和0.02”(0.5mm)的情况下进行密封测试,对比传统PTFE材质EPIX都表现出了优异性能,下图中可以看到对比一代的GYLON产品,同样是二氧化硅填充PTFE、硫酸钡填充PTFE和玻璃微珠填充PTFE,GYLON® EPIX的密封性能体现了绝对的优势。
▲ 测试条件:室温,氮气,面压32Mpa及内压40bar
因此,根据以上数据,我们可以很清晰地看到,GYLON® EPIX安装在受损法兰中,运行时也能体现更为优异的密封性能,而这其实最主要是得益于GYLON® EPIX的专利设计,其六边形表面突起结构更容易集聚垫片应力,使垫片可以更好地填充和包裹法兰面的缺陷,因此对于法兰表面的受损区域可以做更好的补偿。
▲ GYLON® EPIX六边形突起(左侧)具备更好的填充和包裹
运行过程密封性能解读
通过下图结合GYLON® EPIX 的DIN EN13555和TA-Luft测试数据解读垫片在运用中的性能表现,我们不难发现,在使用过程中,将经历了蠕变、系统加压、稳定、降压和降温等挑战,停机和继续加压加温的长时间挑战使用下,GYLON® EPIX的螺栓载荷保持能力表现远远优于一般RPTFE (1.6mm/3.2mm)产品性能,能很好地在安全运行区域保持密封性能。
▲ 注:数据来源https://gasketdata.org
生产实践中,通过提高流程设备的可用性,可减少法兰系统的维护保养 ,可以大大减少长时间运营的成本;对于已经 有很高可用性的流程设备来说,超低泄漏的垫片材料可以帮助把产品的泄漏和损失降低到最小程度,将流程设备的安全可靠性 提高到最高程度。
不容易混料,整合和降低库存
GYLON® EPIX适用的 介质广泛,更小的密封面压能达到密封紧密性,可承受更大的面压,补偿性高更容易适应于不规则的法兰表面,更少的载荷下能得到目标密封等级, GYLON® EPIX其特有的六边形表面突起结构也非常容易辨识。因此工厂不需要准备更薄(1.6mm)或者更厚(3.2mm)的垫片,在库存中不容易混料,长时间运营时可以降低时间&精力成本来规划产品规格和简化运营管理标准。
- 行业标杆 -
Garlock研发的GYLON®在过去一直被作为行业标杆的改性PTFE材料被模仿,这一次,Garlock携专利产品GYLON® EPIX而来,作为世界唯一的新型PTFE的革命性垫片材料,势必将为用户带来更有效和更可靠的密封解决方案。我们也将在2020年,陆续重磅推出GYLON® EPIX在不同行业、工况应用下的真实案例,敬请期待。
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