Gasket spiral logam yang dililit dikenal luas sebagai komponen penyegelan berkinerja tinggi dalam sistem pipa industri dan flens peralatan. Struktur komposit unik dan kombinasi material mereka memungkinkan mereka untuk beradaptasi dengan kondisi kerja yang keras seperti suhu tinggi, tekanan tinggi, dan korosi medium. Di bawah ini adalah pengantar rinci dari perspektif **pemilihan material**, **desain struktural**, dan **sifat kimia**:
## 一、Pemilihan Material Gasket Spiral Logam
Kinerja gasket spiral logam sangat bergantung pada pencocokan rasional dari dua bahan inti: **strip penggulungan logam** (memberikan dukungan struktural dan kekuatan) dan **bahan pengisi** (memastikan kinerja penyegelan). Pemilihan bahan ditentukan oleh faktor-faktor seperti suhu kerja, tekanan, jenis medium, dan persyaratan ketahanan korosi.
### 1. Bahan Strip Gulungan Logam
Pita logam berfungsi sebagai "kerangka" dari gasket, memberikan kekuatan mekanik, ketahanan suhu, dan ketahanan korosi. Bahan umum termasuk:
- **Baja Karbon (CS)**
- **Ruang lingkup aplikasi**:Cocok untuk media suhu rendah (≤300℃) dan non-korosif (seperti udara, air, dan minyak) dalam pipa industri umum.
- **Keuntungan**:Biaya rendah, kekuatan mekanik tinggi, dan pemrosesan yang mudah.
- **Batasan**:Ketahanan korosi yang buruk; rentan terhadap karat di lingkungan yang lembab atau korosif, menjadikannya tidak cocok untuk media yang mengandung asam, basa, atau garam.
- **Baja Tahan Karat 304/304L**
- **Ruang lingkup aplikasi**:Umumnya digunakan di lingkungan suhu sedang (≤600℃) dan korosif ringan, seperti pengolahan makanan, peralatan farmasi, dan pipa pengolahan air.
- **Keuntungan**:Ketahanan korosi yang sangat baik terhadap atmosfer, air, dan asam/basa lemah; ketahanan oksidasi yang baik pada suhu tinggi.
- **Fitur 304L**:Kandungan karbon lebih rendah daripada 304, mengurangi risiko korosi intergranular setelah pengelasan atau penggunaan suhu tinggi.
- **Baja Tahan Karat 316/316L**
- **Ruang lingkup aplikasi**:Ideal untuk media korosif yang kuat (seperti air laut, larutan yang mengandung klorin, asam sulfat, dan asam fosfat) dan lingkungan suhu tinggi (≤650℃), umum digunakan di industri kimia, kelautan, dan petrokimia.
- **Keuntungan**:Penambahan elemen molibdenum secara signifikan meningkatkan ketahanan terhadap korosi pitting dan korosi celah; ketahanan korosi secara keseluruhan lebih baik dibandingkan 304.
- **Paduan Khusus**
- **Inconel (misalnya, 600/625)**:Tahan terhadap suhu tinggi (≤1000℃) dan korosi yang kuat (seperti asam nitrat, garam leleh suhu tinggi), digunakan dalam aerospace dan reaktor kimia suhu tinggi.
- **Hastelloy (misalnya, C276)**:Ketahanan yang sangat baik terhadap asam kuat (asam klorida, asam sulfat) dan korosi klorida, cocok untuk lingkungan kimia yang ekstrem.
- **Titanium (Ti)**:Ringan, kekuatan tinggi, dan tahan terhadap air laut, klorin, dan sebagian besar asam organik, tetapi biaya lebih tinggi, digunakan dalam skenario tahan korosi kelas atas.
### 2. Bahan Pengisi
Filler dibungkus dalam strip logam, memberikan elastisitas dan kinerja penyegelan dengan mengisi ketidakteraturan permukaan flens. Filler umum termasuk:
- **Serat Non-Asbes**
- **Komposisi**:Biasanya dicampur dengan serat anorganik (serat kaca, serat keramik) dan pengikat organik, mematuhi standar lingkungan (bebas asbes).
- **Kinerja**: Ketahanan suhu yang baik (≤400℃), biaya rendah, dan cocok untuk media air, uap, dan minyak umum.
- **Grafit**
- **Jenis**:Grafit alami atau grafit yang diperluas, sering kali diimpregnasi dengan resin atau logam untuk meningkatkan kekuatan.
- **Keuntungan**:Ketahanan suhu tinggi yang sangat baik (grafit murni ≤600℃ dalam lingkungan pengoksidasi, ≤1000℃ dalam lingkungan reduksi), ketahanan kimia yang baik (tahan terhadap sebagian besar asam, basa, dan pelarut organik), dan kompresibilitas yang tinggi.
- **Aplikasi**:Umumnya digunakan dalam pipa dan peralatan suhu tinggi, tekanan tinggi di industri petrokimia, tenaga, dan metalurgi.
- **PTFE (Politetrafluoroetilena)**
- **Keuntungan**:Ketahanan korosi terhadap hampir semua bahan kimia (kecuali logam alkali cair dan gas fluor), koefisien gesekan rendah, dan permukaan anti lengket.
- **Batasan**:Ketahanan suhu yang buruk (≤260℃), kecenderungan aliran dingin yang tinggi di bawah tekanan jangka panjang.
- **Aplikasi**:Cocok untuk media korosif kuat pada suhu rendah (seperti asam hidrofluorat, gas klorin) di industri kimia dan farmasi.
- **Serat Keramik**
- **Kinerja**:Ketahanan suhu ultra-tinggi (≤1200℃), isolasi termal yang baik, tetapi elastisitas dan kerapuhan yang rendah.
- **Aplikasi**:Digunakan di tungku suhu tinggi, boiler, dan flens kiln di mana ketahanan panas ekstrem diperlukan.
## 二、Desain Struktur Gasket Spiral Logam
Desain struktural secara langsung mempengaruhi efek penyegelan, ketahanan tekanan, dan adaptabilitas pemasangan dari gasket. Jenis struktur umum meliputi:
### 1. Struktur Penggulungan Dasar
- **Bentuk Melengkung**:Pita logam dan pengisi dililit secara bergantian dalam cara spiral, membentuk penampang melintang melingkar konsentris dengan puncak dan lembah yang bergantian. Struktur ini memungkinkan gasket untuk terdeformasi secara elastis di bawah tekanan flens, memastikan kontak yang rapat dengan permukaan flens.
- **Cincin Dalam/Luar**:
- **Cincin Dalam (Cincin Pusat)**:Terbuat dari bahan yang sama dengan strip logam, ini mencegah pengisi tertekan ke dalam pipa selama pemasangan, memastikan pemusatan dan meningkatkan ketahanan tekanan. Ini wajib untuk sistem tekanan tinggi (Kelas 600 dan di atas).
- **Cincin Luar (Cincin Panduan)**:Panduan gasket selama pemasangan untuk menghindari ketidaksesuaian, melindungi lapisan lilitan dari kerusakan, dan membatasi kompresi berlebihan pada gasket.
### 2. Jenis Struktur Umum
Tipe Struktural
Fitur
Skenario Aplikasi
Tipe Dasar (Tanpa Cincin)
Struktur sederhana, biaya rendah; cocok untuk flens tekanan rendah, non-kritis.
Pipa air umum, pipa udara dengan tekanan rendah (≤1.6MPa).
Dengan Cincin Dalam
Ketahanan tekanan yang ditingkatkan, mencegah ekstrusi pengisi.
Pipa tekanan menengah, katup, dan penukar panas.
Dengan Cincin Dalam & Luar
Stabilitas struktural tertinggi, penempatan yang tepat, dan anti-kompresi.
Flens peralatan tekanan tinggi (≥6.4MPa), suhu tinggi (misalnya, turbin uap, reaktor kimia).
Gasket Luka Oval/Berbentuk C
Desain penampang khusus, adaptabilitas yang lebih baik terhadap flens yang tidak rata.
Flens dengan deformasi ringan atau penyelesaian permukaan rendah.
### 3. Parameter Struktur Kunci
- **Kepadatan Lilitan**:Jumlah putaran spiral per unit panjang; kepadatan yang lebih tinggi meningkatkan stabilitas penyegelan tetapi mengurangi elastisitas.
- **Ketebalan**:Ketebalan yang umum adalah 3mm, 4.5mm, 6mm, dll., dipilih berdasarkan kedalaman alur flens dan persyaratan tekanan.
- **Penyelesaian Permukaan**:Permukaan logam biasanya tidak diolah atau dipasivasi untuk meningkatkan ketahanan korosi.
## 三、Sifat Kimia Gasket Spiral Logam
Sifat kimia tergantung pada kombinasi strip logam dan pengisi, menentukan adaptabilitas mereka terhadap media yang berbeda:
### 1. Ketahanan Korosi
- **Kompatibilitas Medium**:
- Gasket yang diisi grafit dengan strip stainless steel 316L menunjukkan ketahanan yang sangat baik terhadap asam organik, alkali, dan larutan garam, tetapi tidak cocok untuk media pengoksidasi yang kuat (misalnya, asam nitrat pekat) karena grafit dapat teroksidasi.
- Gasket yang diisi PTFE dengan strip titanium sangat ideal untuk media korosif yang kuat seperti asam hidrofluorat dan gas klorin, tetapi PTFE dapat membengkak dalam beberapa pelarut organik (misalnya, keton).
- Strip paduan Inconel dengan pengisi serat keramik tahan terhadap garam cair suhu tinggi dan gas yang mengandung sulfur, cocok untuk reaktor suhu tinggi petrokimia.
- **Adaptabilitas Lingkungan**:
- Gasket stainless steel 304/316 tahan terhadap korosi atmosfer dan dapat digunakan di lingkungan luar ruangan atau lembab.
- Gasket baja karbon rentan terhadap karat dalam kondisi lembab dan memerlukan pelapis anti-korosi (misalnya, pelapisan seng) untuk penggunaan jangka pendek dalam media non-korosif.
### 2. Ketahanan Suhu Tinggi
- **Suhu Operasi Berkelanjutan**:
- Gasket tanpa asbes: ≤400℃;
- Gasket yang diisi grafit: 304 strip ≤600℃, Inconel strip ≤1000℃;
- Gasket yang diisi serat keramik: Strip Inconel ≤1200℃.
- **Stabilitas Termal**:Pita logam mempertahankan kekuatan struktural pada suhu tinggi, sementara pengisi (misalnya, grafit) tahan terhadap oksidasi dan dekomposisi, memastikan tidak ada pengerasan atau retak.
### 3. Ketahanan Terhadap Tekanan
- **Penyegelan di Bawah Tekanan**:Pita logam memberikan kekakuan untuk menahan tekanan flens, sementara pengisi mengalami deformasi untuk mengisi celah, memungkinkan gasket beradaptasi dengan lingkungan tekanan tinggi (hingga Kelas 2500 atau 42MPa untuk desain khusus).
- **Kompresi & Pemulihan**:Struktur spiral memungkinkan deformasi elastis di bawah tekanan, mempertahankan kinerja penyegelan bahkan dengan sedikit pergeseran flens yang disebabkan oleh fluktuasi suhu atau tekanan.
### 4. Batasan dalam Kinerja Kimia
- **Sensitivitas terhadap Oksidator Kuat**:Pengisi grafit mudah teroksidasi dalam asam nitrat pekat atau lingkungan oksigen suhu tinggi, yang mengarah pada penurunan kinerja.
- **Aliran Dingin PTFE**:Pengisi PTFE dapat menunjukkan aliran dingin di bawah tekanan tinggi jangka panjang, yang mengakibatkan pengurangan efek penyegelan, memerlukan pengencangan ulang secara berkala.
- **Risiko Korosi Galvanik**:Kontak logam yang tidak serupa (misalnya, flens baja karbon dengan gasket stainless steel) dalam media korosif dapat menyebabkan korosi galvanik, yang memerlukan pemilihan material yang sesuai.
