高温、高压、高VOC排放要求下,我们该怎么选择垫片?
我们知道绝缘垫片应用在海工油气管道系统中阻止金属法兰被电化学腐蚀、电解,提供阴级保护作用,尽管绝缘垫片应用已经较成熟,但当前我们面临新的挑战:
当前市场上主流绝缘材质玻璃纤维增强环氧树脂(GRE)和酚醛树脂在高温、高压、高VOC排放要求等苛刻的工况下,GRE和酚醛树脂材质并不能满足这些苛刻工况,所以我们需要新的绝缘材质作为绝缘垫片材质,为此,Garlock推出了创新绝缘涂层材质的EVOLUTION®绝缘垫片。
1
为什么需要EVOLUTION®绝缘垫片
近年来海工油气行业中管道法兰连接遇到的新挑战,主要表现为:
在这些新的挑战下,GRE的绝缘材质又有如下不足之处:
- GRE抗渗透性不好
▲介质穿过GRE涂覆层发生泄漏
- GRE不耐受化学品
▲脱硫气体70/30 摩尔% CH4/CO2
▲酸性气体18/71/11摩尔% H2S/CH4/CO2
▲暴露在酸性流体中质量、体积、密度变化(14天)--被腐蚀
- GRE不耐受蒸汽
▲130℃蒸汽/碳酸介质,GRE被水解变软降低垫片厚度和螺栓载荷,这可能导致垫片被吹出。
- GRE不防火
▲GRE绝缘垫片被烧毁
- GRE/金属芯垫片较厚而很难安装
▲法兰间通常空隙不够
综上所述,在苛刻工况下,采用GRE或者酚醛树脂材质制造的传统密封垫片很有可能出现化学侵蚀、爆裂、热侵蚀、水解反应以及渗漏现象,而所有这些问题都无一例外地会导致严重的后果,除此之外还安装困难,不防火。
为了迎接新的挑战,我们革命性的推出EVOLUTION®绝缘垫片。
▲EVOLUTION®产品图
创新的EVOLUTION®绝缘垫片采用了专利材料进行表面喷涂,这种涂层材料是专门针对石油和天然气行业而研发设计的,其不仅具有极为卓越的耐磨和抗冲击性能,还具有出色的耐化学腐蚀性、耐高温、耐高压、可有效抵御硫化氢、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳以及石油与天然气管道中常见的其他化学物质的侵蚀,安装方便,并将其防火安全性能提升到了一个前所未有的水平。
2
EVOLUTION®绝缘垫片优势
EVOLUTION®是世界上首个整体封装式绝缘垫片,其产品设计及材料均已获得专利。该绝缘垫片的厚度比传统绝缘垫片的厚度更小,仅为1/8英寸,这一超薄设计可最大限度地避免较厚的绝缘垫片在安装时所遇到的诸多困难。
独特的整体封装式设计使得这款绝缘垫片能够经受住管道中的液压测试,即使在长时间受压的情况下,也几乎不会失去其绝缘性能。
▲EVOLUTION®结构
专利涂层优势——介电强度高、耐高温、吸水率低
全封装式涂层处理工艺可以避免采用造价高昂的特材核芯
介电强度高、最高使用温度高、吸水率低
Inconel® 718铬镍铁合金C型密封环——防火&耐高压
防火安全性能——该垫片已通过了多种尺寸/等级的API 6FB第四版防火测试,因而具有更为出色的安全性能
耐高压性能——已达到现有绝缘垫圈的最高压力等级
PTFE 聚四氟乙烯内径(ID)密封件——抗渗透性好,符合VOC排放
可有效抵御石油和天气然中所含的常见化学物质,尤其是硫化氢、 一氧化碳和二氧化碳等物质的腐蚀
非渗透性密封件以及封装式本体结构避免了在进行液压测试后还需更换垫片
密封性能已按照行业标准进行了微量泄漏检测,甲烷气体的平均泄漏率低至3 ppm
垫片厚度轻薄——便于安装
大多数压力等级在CL600以上的绝缘产品最小厚度6mm左右,而EVOLUTION®厚度仅为1/8英寸(3.2毫米),更容易安装入管道系统
有助于在安装过程中对绝缘垫片进行准确的中心定位
手柄——标识&便于安装
EVOLUTION®绝缘垫片配有一个专门的手柄,以便于在生产过程中对每个垫片进行绝缘性能试验,从而确保其在现场使用时具有良好的绝缘密封性能
有助于在安装过程中对绝缘垫片进行准确的中心定位
可为产品提供可追溯性和清晰的标识
▲EVOLUTION®安装定位
3
EVOLUTION®绝缘垫片测试
EVOLUTION®绝缘垫片做了完善的测试,包括介电强度、吸水率、垫片和绝缘涂层抗拉强度、压缩、耐温、蠕变松弛、热爆裂、泄漏性能测试以及API 6FB防火等测试。
▲物理性能测试
▲压缩/蠕变松弛/热爆裂/泄漏性能测试
▲API 6FB-2”Class2500 EVOLUTION®
▲API 6FB-6”Class300 EVOLUTION®
4
EVOLUTION®应用领域
EVOLUTION®可应用的范围极广,常见可应用的场合如下所示:
可为法兰提供防火绝缘保护以及阴极保护
可用于不同金属之间的绝缘保护,以防止出现电化腐蚀
可用于井口与内连输送管线之间的绝缘保护
可用于阀门的连接
可用于采油(气)树的连接
可用于泵的连接
可用于压缩机的连接
可使不匹配的环连接面法兰与凸面法兰实现紧密配合,可用于防止存在高浓度二氧化碳、硫化氢以及其他腐蚀性烃类介质的环连接面(RTJ)法兰之间出现流体圈闭腐蚀
可用于防止环连接面(RTJ)法兰之间出现紊流和流体介质导致腐蚀
可用于对受振动/气蚀影响的法兰之间进行有效的密封(例如:压缩机站)
EVOLUTION®绝缘垫片还有配套的绝缘组件:套筒标配G11, 绝缘垫圈标配DH,如有其他需求请联系Garlock工程师。
the end