La bride de circonférence pour récipient sous pression constitue le composant de base pour connecter divers composants d'appareil sous pression et est largement utilisée dans les domaines industriels tels que la pétrochimie, l'énergie atomique, l'énergie électrique et l'industrie légère.

Pour les appareils sous pression, une bride est un composant qui comprend des brides, des joints, des boulons ou goujons de connexion et des écrous. Sa fonction est de combiner différents composants sous pression tout en garantissant que les pièces de connexion ne fuient pas.

La principale forme de défaillance des assemblages à brides est la rupture de rigidité du joint, et sa manifestation externe est une fuite. Le fluide à l'intérieur du récipient sous pression présente les caractéristiques d'une température et d'une pression élevées, et est également inflammable, explosif ou toxique. De graves catastrophes secondaires se produiront en cas de fuite. Menace gravement la sécurité du récipient sous pression lui-même, de l'équipement et du personnel environnants. Par conséquent, la principale considération lors de la conception et de la sélection des brides de conteneurs est la performance globale d’étanchéité.

Forme d'étanchéité de la contre-bride pour récipient sous pression :

(1) Scellement forcé. La surface d'étanchéité est comprimée en serrant les boulons de connexion entre le couvercle d'extrémité et la bride du cylindre pour atteindre l'objectif d'étanchéité, tel que les joints plats, les joints Cazari, etc.

(2) Joint auto-serrant. La pression du milieu dans le récipient est utilisée pour générer une force de pression sur la surface d'étanchéité afin d'atteindre l'objectif d'étanchéité. Sa force d'étanchéité augmente avec l'augmentation de la pression moyenne. Par conséquent, des performances d'étanchéité fiables peuvent être maintenues sous des pressions plus élevées, telles que des joints combinés, des joints toriques, des joints en C, des joints en B, des joints en coin, des joints octogonaux et des joints ovales, ainsi que des joints plats auto-serrants. , Joint en bois, joint à l'azote, etc.

(3) Joint semi-auto-serrant. Il utilise non seulement la pression du fluide dans le récipient, mais utilise également la connexion des attaches pour générer une force de pression sur la surface d'étanchéité afin d'atteindre l'objectif d'étanchéité, tel qu'un joint à double cône.

Le principe de fonctionnement de la bride de circonférence pour récipient sous pression :

Lors de l'application d'une force de précharge sur les boulons de bride, la force du boulon comprime le joint à travers l'anneau de bride, forçant les surfaces d'étanchéité de la bride et les surfaces surélevées du joint à se remplir en raison de la déformation du joint. Cela crée la condition d’étanchéité initiale pour éviter les fuites de fluide.

Lorsqu'une force de pré-serrage est appliquée aux boulons de bride, la force du boulon comprime le joint à travers l'anneau de bride, forçant le joint de bride à subir une déformation par compression. Lorsque la force de boulonnage atteint une certaine valeur, les quatre surfaces convexes inégales sur la surface d'étanchéité de la bride et le joint sont forcées de se remplir à l'aide de la déformation du joint, ce qui crée des conditions d'étanchéité initiales pour empêcher les fuites de fluide.

À ce stade, la force de compression exercée sur la surface d’étanchéité effective unitaire du joint est appelée contrainte d’assise initiale. Lorsque l'équipement ou le pipeline est soumis à la pression d'un fluide, les boulons sont soumis à des contraintes de traction et à un allongement. Les faces d'étanchéité des brides se déplacent dans le sens de la séparation, provoquant une diminution de la force de compression entre les faces d'étanchéité et le joint. En conséquence, la compression du joint diminue et la contrainte d'assise en précharge diminue.

Si le joint d'étanchéité a une résilience suffisante à ce stade, la déformation du joint peut compenser la séparation entre les boulons et les faces d'étanchéité, garantissant que la contrainte d'assise en précharge ne descend pas en dessous de la contrainte d'assise en fonctionnement, maintenant ainsi une bonne condition d'étanchéité. pour la bride. À l’inverse, si le joint n’a pas suffisamment de résilience, la contrainte d’assise chute en dessous de la contrainte d’assise de fonctionnement, voire même des espaces réapparaissent au niveau du joint, entraînant une défaillance du joint.

Les facteurs qui affectent l'étanchéité des brides des récipients sous pression sont les suivants :

1. Force de pré-serrage des boulons

Une force de pré-serrage appropriée garantit que le joint conserve une certaine contrainte d'assise pendant le fonctionnement. Une force de pré-serrage excessive peut entraîner la compression ou l'extrusion du joint, entraînant ainsi des dommages au joint. La répartition de la force de pré-serrage sur le joint affecte également les performances d'étanchéité. Une méthode pour assurer une répartition uniforme de la force de pré-serrage consiste à augmenter le nombre de boulons, à condition que cela réponde aux exigences en matière d'espace d'installation et de retrait des boulons.

2. Performances d'étanchéité du joint

Les joints sont un élément important de l’étanchéité. Un matériau de joint approprié doit refléter le fait que le joint peut produire la déformation élastique nécessaire sous l'action d'une force de précharge appropriée sans être écrasé ou extrudé. Pendant le fonctionnement, la distance entre les surfaces d'étanchéité de la bride est élargie et le matériau du joint doit avoir une capacité de rebond suffisante pour que la surface du joint et la surface de la bride soient en contact étroit afin de continuer à maintenir de bonnes performances d'étanchéité.

3. Caractéristiques de la surface d'étanchéité de la bride

Le type et les propriétés de surface de la surface d'étanchéité de la bride jouent un rôle crucial dans l'effet d'étanchéité. Les surfaces concaves-convexes et les surfaces à rainure et languette doivent être utilisées dans des situations où les conditions de travail sont strictes. La planéité de la surface d'étanchéité de la bride, la ligne médiane et la perpendiculaire entre la surface d'étanchéité et la bride affectent directement l'uniformité de la force sur le joint et le bon contact entre le joint et la bride. La rugosité de la surface d'étanchéité de la bride doit être conforme aux exigences du joint. Aucune marque de couteau radial ou rayure n'est autorisée sur la surface, encore moins les fissures de surface.

4. Rigidité des brides

Une rigidité insuffisante entraînera une déformation excessive de la bride, entraînant une défaillance de l'étanchéité. De nombreux facteurs affectent la rigidité des brides. Parmi eux, l'augmentation de l'épaisseur de la bride, l'augmentation du diamètre extérieur de la bride et d'autres méthodes peuvent améliorer la rigidité de la bride, réduire la déformation, permettre à la force du boulon d'être transmise uniformément au joint et obtenir une pression spécifique d'étanchéité uniforme et suffisante. Dans le même temps, les performances d'étanchéité peuvent être améliorées. Le bras de moment qui réduit la force du boulon peut réduire le moment de flexion subi par la bride et est bénéfique pour l'étanchéité.

5. Conditions de fonctionnement

La température de fonctionnement, la pression et les propriétés chimiques et physiques du fluide affectent également la fiabilité des raccords à brides. À mesure que la température augmente, la viscosité du milieu diminue et la tendance aux fuites augmente ; une température élevée augmente l'activité chimique et physique du milieu, provoquant la corrosion et la dissolution des joints et des brides ; une température élevée peut également provoquer la corrosion des boulons, des brides et des joints. Relaxation du fluage et du stress.