گسکت – واشر آب بندی و درز بند کننده ها
در تدوین استاندارد شرکت ملی گاز ایران IGS-M-PL-008(1) 1369 کلمه گسکت قید شده است.
گسکت چیست و چگونه گسکت انتخاب کنیم؟
گسکت در لغت به معنی درزبندی یا واشر صنعتی آبندی بوده از متریال های گوناگون برای ساخت آن استفاده می کنند.
برای اتصال شیرآلات به لوله ها و یا اتصال لوله ها به یکدیگر، یکی از روش های رایج استفاده از فلنج ها است. فلنج ها قطعاتی هستند که یک سر آن ها به لوله یا شیر و سر دیگر آن به فلنج دیگر متصل می شود. فلنج ها به وسیله پیچ و مهره به یکدیگر متصل و دارای انواع گوناگونی همانند فلنج گردن جوشی، فلنج کور، اسلیپون و… هستند. برای اینکه بین دو فلنج آب بندی به طور کامل صورت بگیرد از قطعه ای به نام گسکت استفاده می کنند.
در سیستم های لوله کشی، در محل هایی که لوله ها به وسیله فلنج ها به لوله های دیگر، شیرآلات و یا دیگر قطعات متصل می گردند، احتمال نشت سیال از فضای خالی بین دو فلنج بسیار بالاست و فلنج به طور کامل آب بندی نمی گردد. برای پر کردین فضای خالی بین دو فلنج، جلوگیری از نشت سیالات و آب بندی کامل از قطعه ای به نا م گسکت (Gasket) استفاده می کنند. گسکت که یک درزگیر مکانیکی است و در لغت به معنی درزبند بوده که از برش مواد گوناگون به صورت ورقه تولید می گردد، و در هنگام نصب فلنج بین آن ها قرار می گیرد.
همانطور که گفته شد برای اینکه آب بندی کامل بین دو فلنج متصل به هم رخ دهد، از گسکت ها یا واشر صنعتی استفاده می کنند. گسکت درزبندی مکانیکی است که مانع از نشت سیال یا هوا از بین دو فلنج متصل به هم می شود. متریال هایی که اغلب واشرها را از آن ها می سازند شامل سه دسته اصلی گسکت فلزی (Metallic) ، گسکت نیمه فلزی (Semi Metallic) و گسکت غیر فلزی (Nonmetallic) هستند. لاستیک، کاغذ، چوب پنبه، مس و فوم مهمترین موادی هستند که گسکت ها از آن ها ساخته می شوند. در اغلب سیستم های لوله کشی صنایع گوناگون با توجه به فشار و خاصیت سیال جاری در آن سیستم، از گسکت ها به عنوان عنصر بسیار مهم استفاده می کنند. در برخی از صنایع که سیال حساس و یا خطرناک در خطوط لوله کشی آن ها جاری است، نشتی می تواند بسیار خطرناک و دارای خسارات فراوان باشد. از این جهت گسکت ها را عناصر اساسی سیستم های لوله کشی می دانند. علاوه بر اینکه گسکت ها مانع نشتی سیال می گردند، از سایش سطح دو فلنج متصل به هم نیز جلوگیری می کنند.
کدها و استاندارد های گسکت
APPLICABLE CODES AND STANDARDS:
– ASME B16.5: Steel pipe flanges and flanged fittings.
– ASME B16.20: Metallic Gaskets for Ring-joint, spiral wound & jacketed
– MSS-SP-44/ASME B16.47 Series “A”: Steel pipeline flanges.
– PLD-106: Iranian gas specification for flange gasket.
– API-601: Metallic and spiral wound gaskets.
-ASTM : Materials
نکات مهم در هنگام انتخاب گسکت چیست؟
اکثر گسکت ها توسط فشارهای غیریکنواخت یا قرار گرفتن در دماهای غیرعادی عملکرد خود را از دست می دهند و نمی توانند آب بندی موردنظر را انجام دهند درنتیجه قبل از خرید گسکت باید از شرایط محیطی (دما، فشار سیالات، خورندگی سیالات و …) و عملکرد گسکت (Gasket) اطلاعات کامل و صحیحی داشته باشید. با توجه به این اطلاعات می توان شکل و ماده سازنده گسکت موردنظر را مشخص کرد. گسکت ها یا درزبندها عموما” بین دو فلنج بعنوان آب بندی قرار می گیرد.
انتخاب صحیح متریال مورد استفاده
مهم ترین قدم بعد از شناخت گسکت ها و مشخص کردن شرایط محیطی، انتخاب درست و صحیح متریال مورداستفاده است. پرکاربردترین متریال های مورداستفاده در تولید گسکت ها، الاستومریک، فیبر، متریال غیرفلزی نرم و متریال فلزی هستند.
سنجش مقاومت در برابر مواد شیمیایی
برای اینکه بتوان از بین متریال های نام برده شده، بهترین متریال را انتخاب کرد نیاز به ارزیابی و سنجش مقاومت گسکت در برابر مواد شیمیایی است بنابراین ویژگی خورنده بودن سیالات یکی از فاکتورهای مهم محسوب می شود. به عنوان مثال NBR یا لاستیک نیتریل بهترین انتخاب برای انتقال نفت به شمار می رود اما برای انتقال سیالات اکسیدکننده به هیچ وجه مناسب نیست زیرا سیالات اکسیدکننده باعث از بین رفتن لاستیک نیتریل می شوند.
انتخاب متریال مورداستفاده می تواند بسیار گیج کننده و سخت باشد زیرا باید تمام جوانب را در محلی که گسکت مورداستفاده قرار می گیرد، در نظر گرفت تا بهترین عملکرد گسکت را داشته باشیم.
پارامترهای ساختاری
برای انتخاب یک Gasket مناسب باید پارامترهای ساختاری یعنی فلزی، غیرفلزی و نیمه فلزی بودن را در نظر گرفت. متریال های فلزی مقاومت بالایی دارند و غیرقابل انعطاف هستند در صورتی که متریال غیرفلزی شکل پذیر و قابل انعطاف هستند. از طرفی دیگر متریال نیمه فلزی ترکیبی از ویژگی های متریال فلزی و غیرفلزی هستند یعنی مقاومت و شکل پذیری بالایی دارند.
مشورت با یک طراح گسکت
یکی از نکات مهمی که کمتر به آن توجه می شود، مشورت با یک طراح است. گاهی ممکن است یک فاکتور فراموش شده باشد یا در نظر گرفته نباشد که می توان با مشورت گرفتن از خسارت های احتمالی جلوگیری کرد.
بررسی و انتخاب بهترین تولیدکننده و فروشنده
بعد از تمام مراحل فوق، با انتخاب یک تولیدکننده و فروشنده مناسب می توان از یک درزبند (Gasket) با عملکرد و کیفیت خوب بهره برد.
تست و بررسی عملکرد گسکت (Gasket)
به منظور اطمینان از عملکرد درست و مناسب یک گسکت، باید آن را با استفاده از آزمون های تست فشار داغ، خزش و … مورد ارزیابی قرار داد. این آزمون ها نشان می دهند که گسکتها می توانند دما، فشار و خورندگی سیال موردنظر را به خوبی تحمل کنند و در عین حال آب بندی قابل قبولی داشته باشد یا خیر.
اثرات آب و هوایی
در صورتی که یک گسکت به طور مستقیم در برابر نور خورشید قرار بگیرد، امکان بالا رفتن دمای آن تا حدود ۱۴۰ درجه فارنهایت افزایش می یابد که این دمای بالا موجب افزایش فشار بیش از حد به گسکت می شود. از طرفی دیگر قرار گرفتن در دمای پایین (دمای یخ‌زن) می تواند احتمال شکنندگی آن را افزایش دهد و عملکرد آن را تحت تأثیر قرار دهد. درواقع زمانی که دمای یک گسکت یخ زده بالا می رود، احتمال شکستگی و نشتی آن بیشتر می شود. همچنین گسکتها باید مقاومت بالایی در برابر اوزون (در طبیعت یافت نمی شود و تحت شرایطی خاص تولید می گردد) و اشعه UV داشته باشند. اشعه UV طول عمر گسکتها را کاهش نمی دهد بلکه موجب از بین رفتن یکپارچگی آن ها می شود. به طور کلی می توان گفت که در محیط هایی که تغییرات دمایی بسیار بالا دارند و دائماً آن را در حال منقبض و منبسط شدن است، باید از گسکتهای با خاصیت ارتجاعی بالا استفاده کرد.
مهم ترین و پرکاربردترین متریال های مقاوم در برابر شرایط سخت محیط فلورو الاستومر، پلی اورتان، لاستیک EPDN و سیلیکون هستند که هرکدام ویژگی و کاربردهای خاص خود را دارند. برای انتخاب درزبند هایی که به طور مستقیم در تماس با هوا هستند باید مزیت ها و معایب هرکدام را در نظر گرفت تا بتوان بهترین انتخاب را انجام داد. همچنین باید قیمت هرکدام از متریال ها و شرایط آب و هوایی را در نظر گرفت تا بهترین انتخاب را انجام داد.
انواع گسکت براساس ظاهر شامل گسکت تخت، گسکت رینگی،گسکت اسپیرال وند (حلزونی) و گسکت پوشش فلزی میتوان در نظر گرفت.
نحوه انتخاب صحیح آن ها علاوه بر این که طول عمر سیستم لوله کشی را افزایش می دهد، از خسارات سنگین و گاهاً حتی جبران ناپذیر جلوگیری میکند. نکاتی که در رابطه با انتخاب گسکت باید مورد توجه قرار بگیرند، به شرح زیر هستند:
* دما و فشار سیال: دما و فشار سیال جاری در خطوط لوله یا پایپینگ از عوامل تعیین کننده در انتخاب واشرها است. چنانچه گسکت انتخاب شده و دما و فشار سیال با یکدیگر همخوانی نداشته باشد، عملکرد سیستم دچار مشکل می شود.
* مقاومت در برابر خوردگی (میزان خورندگی سیال): گسکت ها باید در برابر خوردگی شیمیایی مقاوم بوده و بر اثر گذر زمان دچار خوردگی شیمیایی نشوند. علاوه بر این که واشر ها باید در برابر خوردگی مقاوم باشند، جنس آن ها نباید به صورتی باشد که سبب خوردگی فلنج ها شوند.
* امکان تعویض آسان (میزان نیاز به بازو بست مکرر فلنج ها جهت تعمیر و نگهداری): واشرها باید به نحوی ساخته شوند که پس از پایان عمر مفیدشان به سادگی بتوان آن ها را از سیستم جدا کرده و تعویض نمود.
* عدم نازک شدن: جنس واشر ها نباید طوری باشد که تحت فشار بین دو فلنج، نازک شده و از بین بروند.
*تراکم پذیری (عدم کمانشی شدن): یکی از مهم ترین و اساسی ترین ویژگی گسکت ها، قابلیت تراکم پذیری آن ها در برابر فشار است. تراکم پذیری بدیم معنا که تحت فشار بین دو فلنج به طور کامل متراکم گشته و از نشتی سیال جلوگیری کند.
جنس واشرها (Material Gasket)
گسکت ها از نظر جنس مواد ساخته شده به سه دسته گسکت فلزی (Metallic)، گسکت نیمه فلزی (Semi Metallic) و گسکت غیر فلزی (Non Metallic) تقسیم می گردند، که گسکت ها با توجه به اینکه از چه متریالی ساخته شده اند، در یکی از این سه دسته اصلی جای می گیرند. برخی از متریال های رایج که واشر های آب بندی را از ورقه این متریال می سازند، به شرح زیر هستند:
گسکت گرافیتی (Graphite)
این گسکت ها از ورقه های گرافیکی ساخته می شوند ومعمولا به وسیله ترکیب با فلزات آن ها را تقویت می کنند. مزیت های اصلی آب بند گرافیکی انعطاف پذیری بالا و مقاومت در برابر خوردگی اسید ها، ترکیبات مواد آلی، سیالات با حرارت بسیار بالا و… هستند.
گسکت غیر آزبستی یا ترکیبی (Synthetic)
آب بند های غیر آزبستی از موادی همچون فایبرگلاس، فیبر های کربن و مواد معدنی دیگر به همراه پر کننده های لاستیکی ساخته می شوند. برای انتخاب درست واشر های غیر آزبستی توجه به خصوصیات پر کننده های لاستیکی بسیار مهم است که اصلی ترین آن ها به شرح زیر است:
• NBR
• SBR
• EPDM
• Neoprene
تمام لاستیک ها (الاستومر ها)، برای صنایع نفت، گاز و آب و فاصلاب مناسب هستند؛ اما برای استفاده در دیگر صنایع باید حتماً خصوصیات الاستومر های آن ها مورد بررسی قرار گیرد.
واشر کاغذی
این واشر ها از ورق های کاغذی که به چسب گلیسرین آغشته شده تولید می شوند و بسیار انعطاف پذیرند. تنها باید به نکته توجه کرد که واشر کاغذی حداکثر تا دمای ۲۵ درجه فارنهایت می تواند مورد استفاده قرار گیرد.
واشر آزبستی (Asbestos)
گسکت آزبستی دارای مقاومت بسیار بالا و خزش کم بوده و به علاوه در برابر حرارت بسیار زیاد تا ۱۱۰۰ درجه فارنهایت و همچنین سیالات شیمیایی بسیار مقاوم است.
واشر تفلونی (PTFE)
گسکت تفلونی رایج ترین گسکت غیر فلزی بوده که توانایی مقاومت در برابر بازه بزرگ دما از ۲۰۰- تا ۳۶۰ درجه را دارا است. این واشر آب بند در برابر مواد شیمیایی، اکسیدها و اسید ها بسیار مقاوم بوده و می توان آن را از مواد بازیافتی نیز تهیه نمود که این مسئله سبب شده تا این نوع گسکت ارزان قیمت تر باشد.
گسکت چوب پنبه
به این گسکت، گسکت رابر کرک نیز می گویند و از ترکیب لاستیک با ورقه های چوب پنبه به وجود می آید که دارای قابلیت انعطاف پذیری بالایی است. یکی از مناسب ترین آب بندها برای روغن، گاز و هوا گسکت چوب پنبه است.
گسکت لاستیکی (Rubber)
آب بند الاستومر نام دیگر این گسکت است که دارای قابلیت ارتجاعی بسیار بالایی است. الاستومر ها دارای دو دسته کلی ترموست الاستومر که قابلیت بازگشت به حالت اولیه را ندارد، و ترموپلاستیک الاستومر که در صورت تغییر شکل توانایی بازگشت به حالت اولیه را دارد، تقسیم می گردند. ورق لاستیک استایرن بوتادین (SBR)، ورق لاستیک کلروپرن (CR)، ورق فلوئورو کربن (Viton) و ورق لاستیک سیلیکون (SR) ورق های لاستیکی هستند که برای تولید گسکت لاستیکی از آن ها استفاده می کنند.
انواع گسکت ها
گسکت ها از هر متریالی که تهیه شده باشند، دارای یکی از ۴ نوع به شرح زیر هستند. این دسته بندی با توجه به Face فلنجی که گسکت به آن متصل می شود، نام گذاری شده است.
گسکت تخت
گسکت مارپیچی یا حلزونی (Spiral Wound Gasket)
این نوع گسکت یکی از رایج ترین انواع گسکتها بوده و قابلیت تحمل فشارهای بالایی را دارد که به همین دلیل از آن در سرویس های دائمی استفاده میشود.
گسکت رینگی یا حلقه ای (Ring Joint Gasket)
این نوع گسکتها بر اساس استــــــــــاندارد های ANSI B16.20,API 6A ساخته می شوند و جهت اتصالات فلنج های نوع (Ring Type Joint: RTJ) منطبق با استــانداردهای API Spec 6A,ANSI B16.5,MSS SP44 استفاده می شود .جنس آنها با توجه به فرآیند کاری معمولا از استنلس استیل ۳۰۴ یا ۳۱۶ ویا آهن نرم(Soft Iron) میباشد. قابلیت تحمل فشار و دمای بالایی را دارند و در محیط هایی که عامل خورندگی وجود دارد استفاده می گردد.
گسکت پوشش فلزی (Jacketed Metal Gasket)
این نوع گسکت ها انواع مختلفی دارند که معمولا در مبدلهای حرارتی برای جدا سازی جریان(مبدلهای پارتیشن دار) استفاده می گردند.
استانداردهایی که برای فلنج ها مورد استفاده قرار می گیرد شامل سه استاندارد؛ ASME B16.20، ASME B16.21 و API 6A است.
گسکت یا درزبند یا واشر (Gasket) یکی از مهم ترین و کاربردی ترین وسایل در صنایع مختلف و زندگی روزمره است. آن ها برای آب بندی یک وسیله و جلوگیری از خروج انواع سیالات مانند آب، هوا، گاز و … در صنعت به کار می روند. گسکت ها دارای انواع مختلفی هستند و تنوع بسیار بالایی دارند که هرکدام از آن ها کاربرد خاص خودشان را دارند به همین دلیل انتخاب یک گسکت مناسب برای کاربرد موردنظر، بسیار مهم است.
نمونه درخواست اعلام نیاز جهت خرید گسکت
۱٫ Spiral Wound Gasket, Class 600, Thickness 0.175”, Preformed V shaped, Stainless steel 304strip,
PTFE filler, Complete with 1/8″ thickness stainless steel inner ring and carbon steel outer ring.
For ASME B16.5 Raised Face Serrated finish flanges, Design, marking, dimension, facing, conforming to ASME B16.20 specification.
Suitable for using in high pressure gas transmission pipelines with design pressure of 1400 psig and design temperature of 80 °C.
۲٫ Gasket 20”, ۶۰۰#, RF Smooth Finish Face Spiral Wound Performed V-Shaped
۳٫ Gasket 16”, BW 600#, RF Smooth Finish Face Forged, ASTM A694 Gr F52, ASME B16.5
۴٫ Gasket 8”, ۶۰۰#, RF Smooth Finish Face Spiral Wound Performed V-Shaped
۵٫ Gasket 3”, ۱۵۰”, RF Smooth Finish Face Spiral Wound Performed V-Shaped
منابع و مأخذ
* Gasket Handbook U.S.A
* Flexitallic Group U.K
* August Gasket Company
* Seal and Sealing Handbook(Robert Flitney) U.K
* Lamons Company
* Gas Plus and Naft Online Pages
دانلود مقاله کامل به همراه عکس های بیشتر در یک فایل
تهیه و تدوین: آرش مریدی – کارشناس بهره برداری خطوط لوله انتقال نفت، گاز و پتروشیمی – شهرستان دالاهو
۲ دیدگاه. دیدگاه تازه ای بنویسید
درود بر شما وهندسین عزیز بخشنده ترین مردمان آنها هستند که با راستی تمام حاصل زحمات و تجربیات علمی خود را بی چشم داشت در اختیار دیگران میگذارند و این بهترین و ووثر ترین تبلیغ است چون تبلیغات اکثرا دروغ میگویند اما عالمان سخاوتمند هرگز توصیه دروغین نمیکنند
درود جناب مهندس…سپاس از حسن نظر جنابعالی