Einfache Schritte zur Messung der Scheibendicke

Hatten Sie jemals Probleme mit der genauen Messung der Dicke von Unterlegscheiben? Die Kenntnis der genauen Dicke von Unterlegscheiben ist für die Gewährleistung der Integrität und Funktionalität verschiedener mechanischer Baugruppen unerlässlich. Dieser Artikel bietet eine schrittweise Anleitung zur effektiven Messung der Dicke von Unterlegscheiben, erörtert häufige Probleme und bietet praktische Tipps für zuverlässige Messungen. Am Ende werden Sie wertvolle Erkenntnisse gewinnen, um Ihre mechanischen Projekte zu verbessern und mögliche Probleme zu vermeiden, die durch die falsche Auswahl von Unterlegscheiben verursacht werden.

Einfache Schritte zur Messung der Scheibendicke Enthüllen Sie die Geheimnisse

Inhaltsverzeichnis

In der Norm ASME B16.21 fehlt eine Anleitung zur Dichtungsdicke für nichtmetallische Unterlegscheiben. Die Auswahl der geeigneten Dichtungsdicke für eine bestimmte Anwendung ist ein immer wiederkehrendes Problem, das sich nur schwer kurz und bündig beantworten lässt.

Daher empfehlen wir den Anwendern, sich bei Unsicherheiten über die Wahl der Dicke mit den Anwendungstechnikern zu beraten.

Der heutige Artikel soll verdeutlichen, warum dieses Thema so komplex ist, und gleichzeitig relevantes Anwendungswissen vermitteln, um die Nutzer auf mögliche Szenarien vorzubereiten.

Als Anwendungsingenieure für Dichtungen plädieren wir generell für die Verwendung von dünneren Dichtungen, wann immer dies möglich ist.

In bestimmten Situationen ist es jedoch ratsam, eine dickere Dichtung zu verwenden.

Wir werden dies klarstellen: Eine 3,2 mm dicke Dichtung ist notwendig und für einige übliche Betriebsbedingungen, einschließlich der folgenden, völlig akzeptabel:

  1. Dünne Flansche werden nach dem Anziehen der Schrauben ungleichmäßig, z. B. 6,4 mm dicke Winkeleisen oder Stahlplatte Flansche.
  2. Flansche mit großem Durchmesser, z. B. solche, die der AWWA-Norm (American Water Works Association) entsprechen, und Druckbehälter mit einem Durchmesser von 3 Metern.
  3. Vollwandige Niederdruckflansche mit großem Durchmesser und begrenzter Schraubenkraft.
  4. Ältere Flansche, die ein gewisses Maß an Grübchenbildung, Verformung oder Beschädigung aufweisen können.

Ein Grund dafür, dass dicke Dichtungen für Niederdruckflansche mit großem Durchmesser verwendet werden, ist, dass diese Flansche nicht genügend Schrauben haben, vor allem weil der Innendruck niedrig ist, so dass nicht viele Schrauben für die Konstruktion benötigt werden.

Begrenzte Schrauben bedeuten eine begrenzte Kompression der Dichtung; dünne Flansche bedeuten, dass sich der Flansch nach dem Anziehen der Schrauben verformt und die Lücken zwischen den Schrauben nur minimal oder gar nicht komprimiert. Dünne Dichtungen haben nicht genug Druck, um diese ungleichmäßigen Flansche auszugleichen.

Dies scheint unserem üblichen Denken zu widersprechen. Wenn Sie sich unsere empfohlene Einbaubeanspruchung ansehen, verlangen wir mit zunehmender Dichtungsdicke eine höhere Beanspruchung (Belastung).

An Stellen, an denen die Belastung sehr gering ist, wie z. B. bei Flanschen aus Winkeleisen, reicht die Flanschdicke jedoch oft nicht aus, um die für dünne Dichtungen erforderliche Ebenheit und Dichtheit zu gewährleisten.

In den meisten Fällen weisen diese Flansche einen geringen Innendruck auf, so dass bei dickeren Dichtungen kein hohes Ausblasrisiko besteht.

Nehmen wir zum Beispiel einen 66er-Flansch: Die Flanschdicke beträgt etwa 6,4 mm, mit 20 5/8-Schrauben. Für einen so großen Flansch sind die Anzahl und die Größe der Schrauben nicht ausreichend.

Der Kunde erkundigte sich nach einer selbstexpandierenden 1,6-mm-Öl-Wasser-Dichtung für druckloses Öl, aber die bessere Wahl wäre eine 3,2-mm-Dichtung, und zwar aus zwei Gründen:

  1. Ein solch großer Schraubenabstand führt zu sehr geringen Druckbelastungen zwischen zwei Schrauben. Dünne Dichtungen können sich nicht gut an verzogene Flansche anpassen.
  2. Da kein Innendruck vorhanden ist, hat die Verwendung einer dickeren Dichtung keine Nachteile, da die Dichtung nicht ausblasen kann.

Bei Flanschen, die für höhere Drücke ausgelegt sind, sieht die Situation jedoch ganz anders aus. Diese Flansche sind viel dicker, wodurch sie in der Regel die Ebenheit beibehalten und beim Anziehen der Schrauben eine Ebenheit von 0,1 mm erreichen können.

In solchen Fällen ist der Ansatz "Je dünner, desto besser" geeignet.

Die Verwendung dünner Dichtungen hat zahlreiche Vorteile:

(1) Größere Ausblassicherheit aufgrund einer kleineren Fläche, die dem Innendruck ausgesetzt ist.

(2) Geringere Leckagerate, auch aufgrund der kleineren Fläche, die mit dem Innendruck in Berührung kommt.

(3) Bessere Drehmomentstabilität in Verbindungselementen aufgrund der geringeren Kriechrelaxationseigenschaften von dünneren Dichtungen.

(4) Geringere Kosten aufgrund des geringeren Materialverbrauchs.

Je dünner die Dichtung, desto besser, "so weit wie möglich", aber dieser Grundsatz ist am schwierigsten zu definieren; die Verwendung dünner Dichtungen ist nicht immer möglich.

Dickere Dichtungen sind besser für stark beschädigte oder verzogene Flansche geeignet. Die Fähigkeit einer Dichtung, unebene Flansche auszufüllen, basiert auf der Kompressionsmenge unter einer bestimmten Last. Diese Kompressionsrate wird als Prozentsatz der ursprünglichen Dicke der Dichtung ausgedrückt.

Dickere Dichtungen, mit einer größeren ursprünglichen Dicke, haben auch eine größere tatsächliche Kompressionsmenge. Für eine 1,6-mm-Dichtung bedeutet eine 10%-Kompressionsrate eine Kompressionsmenge von 0,16 mm, während eine 3,2-mm-Dichtung, die auf 10% komprimiert ist, eine Kompressionsmenge von 0,32 mm aufweist.

Diese zusätzliche Dichtungskompression bedeutet, dass dicke Dichtungen tiefe Kratzer oder Vertiefungen besser ausfüllen können als dünne Dichtungen.

Die Vorteile der Verwendung einer dicken Dichtung können jedoch irreführend sein. Wenn dickere Dichtungen zur Abdichtung von Flanschen mit mehr Mängeln verwendet werden, können sie in der Zukunft zu mehr Problemen führen.

Dickere Dichtungen führen zu einer höheren Kriechentspannung, was bedeutet, dass der Benutzer während der gesamten Lebensdauer der Flanschverbindung die Schrauben möglicherweise nachziehen muss, um eine ausreichende Kompression der Dichtung aufrechtzuerhalten.

Dickere Dichtungen können auch zu einer höheren Ausblaskraft führen, die durch eine größere Kontaktfläche mit dem Innendruck verstärkt wird, der eine größere Gesamtkraft erzeugt, die versucht, die Dichtung aus dem Flansch zu drücken (Ausblaskraft).

(Die Einheit des Innendrucks ist MPa, und eine dickere Dichtung erscheint in der dem Innendruck zugewandten Richtung "höher", was eine größere Oberfläche bedeutet. Die größere Kraft ergibt sich aus dem Innendruck MPa multipliziert mit der größeren Fläche).

Da alle Dichtungsmaterialien in gewissem Maße durchlässig sind, kann das Medium den Dichtungskörper durchdringen. Dickere Dichtungen schaffen größere Permeationskanäle, was zu einer höheren Leckagerate führt.

Beachten Sie, dass auch der umgekehrte Fall eintreten kann. Wenn eine Dichtung zu dünn ist, um die Fehler im Flansch auszugleichen, wird das Medium austreten, anstatt durch den Dichtungskörper zu sickern, und die Leckagerate kann höher sein als bei einer dicken Dichtung.

Flansche, die dickere Dichtungen erfordern, können zu Problemen führen, die die Dichtungshersteller nicht kontrollieren können.

Die beste Lösung besteht darin, Flansche zu verwenden oder zu konstruieren, die eine höhere Druckbelastung aushalten, eine gute Flanschoberfläche erhalten und Dichtungen mit einer Dicke von 1,6 mm oder sogar 0,8 mm verwenden.

Bei der Konstruktion von Dichtungen aus asbestfreien Blechen sollten die Benutzer die höheren "M&Y"-Werte von 3,2 mm in ihren Konstruktionsberechnungen verwenden, aber eine 1,6 mm dicke Dichtung einbauen. Diese Empfehlungen beseitigen einige der häufigsten Ursachen für das Versagen von Flanschverbindungen.

In besonderen Fällen sind Unterlegscheiben mit ganz bestimmten Dicken erforderlich. Es gibt zahlreiche Verbindungen mit Unterlegscheiben, die eine bestimmte Dicke der Unterlegscheibe erfordern. Bei solchen Verbindungen ist es wichtig, dass die endgültige Dicke der Unterlegscheibe berücksichtigt wird. Dies kann in den folgenden Fällen der Fall sein:

Geteilte Pumpen: Die endgültige Dicke ist entscheidend, da sie den Abstand zwischen den beiden Seiten der Pumpe beeinflusst. Für diese Pumpen werden häufig 0,4 mm starke asbestfreie Druckscheiben verwendet.

Die Kunden verlangen manchmal Feinblech mit geringer Dickentoleranz und minimalen Dickenschwankungen. Es ist wichtig, daran zu denken, dass Unterlegscheiben mit großer Kompression hier im Allgemeinen nicht anwendbar sind, da die Enddicke unterschiedlich ist.

Langstrecken-Rohrleitungssysteme, die für eine bestimmte Scheibendicke ausgelegt sind. Zum Beispiel misst eine standardmäßige spiralförmig gewickelte Unterlegscheibe, wenn sie zusammengedrückt ist, etwa 3,2 mm in der Dicke. Wenn dünnere Unterlegscheiben verwendet werden und zahlreiche Flansche an einer einzigen Rohrleitung vorhanden sind, kann es bei Fernleitungen zu einem Abstandsproblem kommen, da am letzten Flansch eine große Lücke entsteht.

In Nuten verwendete Unterlegscheiben: Bei der Verwendung von Nut- und Federoberflächen oder konkaven Flachflanschen muss die Unterlegscheibe den gesamten Raum ausfüllen, bevor das Metall des Flansches ein anderes Metall berührt. Die komprimierte Dicke der belasteten Unterlegscheibe muss berechnet werden und muss den nach dem Flanschkontakt entstehenden Spalt übersteigen.

Wenn zum Beispiel der Schlitz 3,2 mm tief und die Zunge 0,6 mm hoch ist, muss die zusammengedrückte Dicke der Scheibe mehr als 2,6 mm betragen, sonst berühren sich die Flansche, bevor die Scheibe vollständig zusammengedrückt ist.

Die Art des Unterlegscheibenmaterials und die zulässige Druckbelastung können sich ebenfalls auf die Dicke der Unterlegscheibe zur Abdichtung einer bestimmten Flanschverbindung auswirken. Nach dem ASTM F36-Standardtest benötigen Unterlegscheiben mit einem höheren Kompressionsverhältnis nicht die gleiche Dicke wie solche mit einem niedrigeren Kompressionsverhältnis, da eine leichter komprimierte Unterlegscheibe nicht so dick sein muss, um Flanschdefekte auszugleichen.

Wir werden immer wieder gebeten, fehlerhafte Flansche abzudichten. Dies kann in der Regel erreicht werden, wenn bei der Wahl der Art und der Dicke des Scheibenmaterials alle Variablen der Anwendungsbedingungen sorgfältig berücksichtigt werden.

Manchmal können die Mängel des Flansches oder der Schraube jedoch nicht vollständig durch die Unterlegscheibe ausgeglichen werden. Ebenso ist der ordnungsgemäße Einbau des Flanschverbindungssystems entscheidend.

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Shane
Autor

Shane

Gründerin von MachineMFG

Als Gründer von MachineMFG habe ich mehr als ein Jahrzehnt meiner Karriere der metallverarbeitenden Industrie gewidmet. Meine umfangreiche Erfahrung hat es mir ermöglicht, ein Experte auf den Gebieten der Blechverarbeitung, der maschinellen Bearbeitung, des Maschinenbaus und der Werkzeugmaschinen für Metalle zu werden. Ich denke, lese und schreibe ständig über diese Themen und bin stets bestrebt, in meinem Bereich an vorderster Front zu bleiben. Lassen Sie mein Wissen und meine Erfahrung zu einem Gewinn für Ihr Unternehmen werden.

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