Uszczelki spiralne – budowa, oznaczenia i dobór

Jak zbudowana jest uszczelka spiralna

Sercem uszczelki jest spirala nawinięta z dwóch taśm jednocześnie: cienkiej taśmy metalowej o przekroju w kształcie litery V oraz miękkiego wypełniacza. Metal pracuje jak sprężyna – po dokręceniu śrub ugina się i stara się wrócić do pierwotnego kształtu, dzięki czemu uszczelka „nadąża” za kołnierzami, gdy te rozszerzają się i kurczą pod wpływem temperatury. Wypełniacz wypełnia nierówności przylgi i odpowiada za właściwą szczelność.

Początek i koniec taśmy metalowej są zgrzewane punktowo, a pierwsze i ostatnie zwoje nawija się bez wypełniacza, żeby spirala się nie rozwijała. Taka konstrukcja jest odporna na wahania parametrów, ale ma też ograniczenie: spirala odkształca się trwale przy pierwszym dociśnięciu, więc uszczelki spiralnej nie montuje się ponownie po demontażu.

Pierścień zewnętrzny i wewnętrzny – po co są

Sama spirala jest delikatna i trudna do wycentrowania, dlatego w większości zastosowań ma dodatkowe pierścienie z litej blachy.

• Pierścień zewnętrzny (centrujący) opiera się o śruby i ustawia spiralę dokładnie na przylgi. Działa też jak ogranicznik – nie pozwala zgnieść spirali bardziej, niż przewidział producent. Na nim umieszcza się oznaczenia i kody kolorów. Najczęściej wykonuje się go ze stali węglowej.
• Pierścień wewnętrzny leży od strony medium. Chroni spiralę przed wyboczeniem do wnętrza rury, zmniejsza szczelinę, w której może gromadzić się medium, i ogranicza zawirowania przepływu. Stosuje się go przy wyższych ciśnieniach, dużych średnicach, z wypełniaczem PTFE oraz wszędzie tam, gdzie wymaga tego norma lub specyfikacja instalacji.

Materiał pierścienia wewnętrznego dobiera się zwykle tak, by był co najmniej tak odporny na medium jak taśma spirali – ma przecież z nim bezpośredni kontakt.

Odmiany uszczelek spiralnych

W katalogach producentów spotyka się różne skróty literowe, ale w praktyce wyróżnia się cztery podstawowe wykonania:

Uszczelki spiralne do kołnierzy PN produkuje się według normy PN-EN 1514-2, a do kołnierzy w klasach ciśnienia według ASME B16.20. Obie normy określają wymiary pierścieni i spirali dla poszczególnych średnic, dlatego przy zamówieniu kluczowe jest wskazanie, w jakim systemie jest wykonany kołnierz.

Wypełniacz: grafit, PTFE czy mika

Wypełniacz decyduje o tym, z jakim medium i w jakiej temperaturze uszczelka będzie pracować.

• Grafit ekspandowany – najczęściej wybierany. Dobrze znosi wysokie temperatury, parę i większość mediów, a w połączeniach węglowodorów ceni się go za zachowanie w warunkach pożaru. Ograniczeniem jest utlenianie w gorącym powietrzu i silnych utleniaczach – więcej o tym piszemy w poradniku o uszczelkach grafitowych.
• PTFE – wybór do agresywnej chemii, gdy liczy się odporność chemiczna i czystość. Ma niższą odporność temperaturową niż grafit i skłonność do płynięcia pod naciskiem, dlatego spiralę z PTFE stosuje się z pierścieniem wewnętrznym. Właściwości samego materiału opisaliśmy w tekście o uszczelkach PTFE.
• Mika (z grafitem) i wypełniacze ceramiczne – rozwiązania na bardzo wysokie temperatury, np. w układach spalin, gdzie grafit mógłby się utleniać.

Kody kolorów – jak odczytać uszczelkę bez dokumentów

Na uszczelkach wykonanych według ASME B16.20 materiał spirali i wypełniacza można rozpoznać po kolorach na obwodzie pierścienia zewnętrznego. Kolor pierścienia (lub pasa na jego krawędzi) wskazuje materiał taśmy, a dodatkowy pasek – rodzaj wypełniacza. Najczęściej spotykane oznaczenia:

Przykład: pierścień z zielonym kolorem i szarym paskiem to typowa uszczelka ze spiralą ze stali 316L i wypełniaczem grafitowym. Kolory to wygodna podpowiedź przy wymianie, ale nie zastępują opisu wybitego na pierścieniu ani dokumentacji – zawsze warto je porównać.

Co jest wybite na pierścieniu

Na pierścieniu zewnętrznym producent umieszcza zwykle: znak producenta, średnicę nominalną (DN lub NPS), ciśnienie nominalne lub klasę, materiał taśmy i wypełniacza, materiał pierścieni oraz numer normy. Przy uszczelkach do instalacji objętych dozorem lub specyfikacją inwestora często wymagane jest też świadectwo odbioru materiału. Jeśli wymieniasz uszczelkę i nie masz dokumentacji, przepisz oznaczenia ze starej uszczelki – to najszybsza droga do zamówienia identycznego zamiennika.

Jak dobrać uszczelkę spiralną

Dobór zaczyna się od kołnierza, a kończy na medium. Kolejność jest prosta:

1. Norma kołnierza – EN 1092-1 (PN) czy ASME B16.5 / B16.47 (klasy). Od tego zależą wymiary uszczelki.
2. DN i PN (lub NPS i klasa) oraz rodzaj przylgi – płaska, podniesiona, pióro–wpust, występ–wgłębienie.
3. Medium, temperatura i ciśnienie pracy – na tej podstawie wybiera się wypełniacz oraz materiał taśmy i pierścieni.
4. Pierścienie – zewnętrzny prawie zawsze, wewnętrzny przy wysokich parametrach, dużych średnicach, PTFE i gdy wymaga go specyfikacja.

Warto też sprawdzić, czy połączenie jest w stanie wytworzyć nacisk potrzebny spirali. W słabych, lekkich kołnierzach lub przy małej liczbie śrub uszczelka spiralna może nie zostać dociśnięta na tyle, by uszczelniać – wtedy lepiej sprawdza się uszczelka płaska z odpowiednio dobranej płyty uszczelkarskiej.

Montaż – najczęstsze błędy

Uszczelka spiralna wybacza mniej niż płaska. Przylgi muszą być czyste i nieuszkodzone, bez starych resztek uszczelki i rys biegnących promieniowo. Śruby dokręca się stopniowo, na krzyż, w kilku przejściach, aż pierścień zewnętrzny zacznie opierać się o oba kołnierze. Nie stosuje się past ani klejów na spiralę, nie układa dwóch uszczelek jedna na drugiej i nie używa ponownie uszczelki po demontażu. Wartości momentów dokręcania należy brać z dokumentacji producenta uszczelki i projektu połączenia, a nie „na wyczucie”.

Uszczelki spiralne i płaskie z PLASTCAR

W hurtowni PLASTCAR we Wrocławiu sprzedajemy uszczelki spiralne Temac do kołnierzy wg norm EN i ASME, z wypełniaczem grafitowym lub PTFE. Prześlij nam normę kołnierza, DN/PN, rodzaj przylgi oraz medium, temperaturę i ciśnienie – dobierzemy wykonanie i przygotujemy wycenę. Jeśli parametry pozwalają na uszczelkę płaską, wytniemy ją na wymiar nożem oscylacyjnym CNC z jednej z ponad 50 płyt dostępnych w magazynie – już od jednej sztuki. Zadzwoń: 71 349 33 23 lub wyślij zapytanie.