Uszczelka spiralna — budowa, oznaczenia i kolory wg ASME B16.20

Czym jest uszczelka spiralna i gdzie się ją stosuje?

Uszczelka spiralna to półmetalowa uszczelka kołnierzowa z uzwojeniem stalowym i wypełniaczem z grafitu lub PTFE, stosowana typowo przy temperaturach do ok. 450–550 °C (grafit) i klasach ciśnienia od PN 10 do PN 250 lub Class 150–2500. Łączy wytrzymałość metalu ze sprężystością miękkiego wypełniacza, dlatego utrzymuje szczelność przy zmianach temperatury i ciśnienia.

Najczęściej spotyka się ją w energetyce, ciepłownictwie, rafineriach, zakładach chemicznych i w instalacjach pary technologicznej. W utrzymaniu ruchu zastępuje uszczelki z płyt tam, gdzie wykres P×T płyty jest przekroczony albo instalacja pracuje cyklicznie — z częstym nagrzewaniem i chłodzeniem.

W sklepie Uszczelnienia Techniczne uszczelki spiralne znajdują się w dziale uszczelki spiralne, a zamówienie składa się przez kartę uszczelka spiralna do kołnierzy.

Jak zbudowana jest uszczelka spiralna?

Uszczelka spiralna ma cztery elementy: uzwojenie z taśmy metalowej o profilu V, wypełniacz między zwojami, pierścień zewnętrzny (centrujący) i opcjonalny pierścień wewnętrzny. Uszczelnia uzwojenie z wypełniaczem; pierścienie centrują uszczelkę, ograniczają zgniot i chronią uzwojenie przed wypchnięciem do wnętrza rurociągu.

Uzwojenie

Uzwojenie powstaje z taśmy metalowej uformowanej w kształt litery V (lub W), nawijanej spiralnie razem z taśmą wypełniacza. Kilka pierwszych i ostatnich zwojów to sam metal, zgrzany punktowo. Profil V działa jak sprężyna — po dokręceniu śrub uzwojenie ugina się i oddaje część energii, gdy kołnierze się rozszerzają lub kurczą. Najczęściej uzwojenie wykonuje się ze stali nierdzewnej 316L, rzadziej z 304, 321 lub stopów niklu.

Wypełniacz

Wypełniacz odpowiada za właściwą szczelność. Typowo stosuje się:

• grafit ekspandowany — najczęściej, do pary, olejów i wysokich temperatur; w atmosferze utleniającej typowo do ok. 450–550 °C;
• PTFE — do mediów agresywnych chemicznie, typowo do ok. 260 °C;
• ceramikę lub mikę — do bardzo wysokich temperatur, przy niższych wymaganiach szczelności.

Pierścień zewnętrzny (centrujący)

Pierścień zewnętrzny, najczęściej ze stali węglowej, opiera się o śruby kołnierza i ustawia uszczelkę współosiowo. Jednocześnie ogranicza zgniot uzwojenia i wzmacnia uszczelkę przed rozerwaniem promieniowym. Na nim znajdują się oznaczenia i kod barwny.

Pierścień wewnętrzny

Pierścień wewnętrzny — zwykle z tego samego materiału co uzwojenie — wypełnia przestrzeń między uzwojeniem a otworem rury. Chroni zwoje przed wpychaniem do środka (tzw. wyboczeniem), zmniejsza zawirowania przepływu i odkładanie się osadów. Typowo zaleca się go przy wypełniaczu PTFE, wysokich klasach ciśnienia, dużych średnicach i w próżni.

Jakie są wersje uszczelek spiralnych?

W praktyce spotyka się cztery wersje: samo uzwojenie, uzwojenie z pierścieniem wewnętrznym, uzwojenie z pierścieniem zewnętrznym oraz uzwojenie z oboma pierścieniami — ta ostatnia jest najczęściej wybierana do kołnierzy z przylgą płaską i z występem. W handlu wersje ASME określa się zwykle skrótami literowymi, a w EN 1514-2 — opisem budowy.

Wybór wersji zależy od rodzaju przylgi kołnierza, klasy ciśnienia i wypełniacza. Przy wątpliwościach warto podać typ kołnierza i normę — dobierzemy wersję do Państwa połączenia.

Co oznaczają kolory na uszczelce spiralnej według ASME B16.20?

Kod barwny według ASME B16.20 to typowo kolor pierścienia zewnętrznego lub paska na jego obwodzie, który oznacza materiał uzwojenia, oraz dodatkowy pasek oznaczający wypełniacz — np. zielony pasek to stal 316L, a szary — grafit. Kod przyspiesza identyfikację uszczelek w magazynie i przy montażu, ale nie zastępuje oznaczenia wybitego na pierścieniu.

Kody barwne opisujemy ogólnie — jako konwencję stosowaną typowo w branży. Szczegóły i pełna lista kolorów znajdują się w aktualnym wydaniu normy ASME B16.20. Uszczelki według EN 1514-2 nie zawsze mają kod barwny; wtedy jedyną informacją jest oznaczenie wybite lub nadrukowane na pierścieniu.

Jak odczytać oznaczenie wybite na pierścieniu?

Wybite oznaczenie na pierścieniu zewnętrznym podaje typowo pięć informacji: średnicę nominalną (DN lub NPS), klasę ciśnienia (PN lub Class), materiał uzwojenia, materiał wypełniacza i materiał pierścieni, a także normę i producenta. To oznaczenie jest decydujące przy zamawianiu następnej uszczelki — kolor można pomylić, opis nie.

Przykładowe oznaczenia (ilustracyjne) mogą wyglądać tak:

• DN 100 PN 40 — 316L / GR / CS / 316L — EN 1514-2 — uszczelka do kołnierza DN 100 PN 40, uzwojenie 316L, wypełniacz grafit, pierścień zewnętrzny ze stali węglowej, pierścień wewnętrzny 316L;
• 4" CL 300 — 316L / PTFE — ASME B16.20 — uszczelka do kołnierza NPS 4 w klasie 300, uzwojenie 316L, wypełniacz PTFE.

Jak zebrać dane do zamówienia uszczelki spiralnej

1. Odczytajcie Państwo oznaczenie ze starej uszczelki (lub z dokumentacji instalacji).
2. Sprawdźcie normę kołnierzy — EN (DN, PN) czy ASME (NPS, Class).
3. Określcie medium, temperaturę maksymalną i ciśnienie robocze.
4. Wybierzcie wersję — z pierścieniem wewnętrznym, zewnętrznym lub oboma.
5. Podajcie materiały: uzwojenie, wypełniacz, pierścień zewnętrzny i wewnętrzny.
6. Wyślijcie zapytanie z ilością sztuk przez stronę kontakt.

Jakie są wymiary uszczelek spiralnych wg EN 1514-2 i ASME B16.20?

Wymiary uszczelek spiralnych zależą od normy kołnierzy: EN 1514-2 obejmuje średnice DN (np. DN 15–DN 600) i klasy PN, a ASME B16.20 — średnice NPS w calach i klasy Class 150–2500; typowa grubość uzwojenia to ok. 4,5 mm, a pierścieni — ok. 3 mm. Średnice wewnętrzna i zewnętrzna uzwojenia oraz średnica pierścienia centrującego są różne dla każdej klasy ciśnienia.

Uszczelki wg EN i ASME nie są zamienne — pierścień centrujący przeznaczony dla kołnierza PN nie trafi prawidłowo w rozstaw śrub kołnierza Class. Tabel wymiarów z norm nie przepisujemy w całości; konkretny wymiar podamy w wycenie na podstawie DN lub NPS i klasy ciśnienia.

Kiedy wybrać uszczelkę spiralną zamiast płyty lub grafitu?

Uszczelkę spiralną wybiera się, gdy iloczyn P×T przekracza możliwości płyty uszczelkarskiej, instalacja pracuje cyklicznie albo klasa ciśnienia jest wyższa niż typowo PN 40. Przy niższych parametrach tańsza i wystarczająca jest uszczelka z płyty, a przy bardzo wysokich ciśnieniach — uszczelka pierścieniowa RTJ.

Szczegóły doboru płyt opisujemy w poradniku jak dobrać płytę uszczelkarską.

Jakie są najczęstsze błędy przy uszczelkach spiralnych?

Najczęstszy błąd to zbyt słabe lub nierówne dokręcenie śrub — uzwojenie uszczelki spiralnej wymaga wyższego nacisku niż płyta i musi zostać ściśnięte do grubości zbliżonej do pierścieni. Drugi częsty błąd to ponowne użycie uszczelki po demontażu, co niemal zawsze kończy się przeciekiem.

• Dokręcanie bez klucza dynamometrycznego — nacisk nierówny po obwodzie; śruby dokręca się krzyżowo, w kilku przejściach.
• Ponowne użycie uszczelki — uzwojenie odkształca się trwale przy pierwszym montażu.
• Brak pierścienia wewnętrznego przy PTFE — wypełniacz płynie, a zwoje wpychają się do rurociągu.
• Pomylenie normy kołnierzy — uszczelka ASME do kołnierza EN (lub odwrotnie) nie centruje się prawidłowo.
• Identyfikacja tylko po kolorze — kolory są konwencją; decyduje wybite oznaczenie.
• Uszczelka spiralna do kołnierzy o małej sztywności — kołnierze z tworzyw lub cienkie kołnierze żeliwne mogą nie wytrzymać wymaganego nacisku.

Kiedy skorzystać z naszej pomocy?

Pomoc działu technicznego POWER Rubber warto wykorzystać, gdy nie mają Państwo oznaczenia starej uszczelki, instalacja pracuje z parą lub chemią albo potrzebują Państwo zestawu uszczelek do kilku średnic i klas ciśnienia. Prosimy o DN lub NPS, klasę ciśnienia, medium i temperaturę — przygotujemy wycenę netto z doborem wersji i materiałów.

• Uszczelki spiralne na zamówienie — według EN 1514-2 i ASME B16.20; zapytanie przez kontakt.
• Uszczelki z płyt — tam, gdzie spiralna nie jest potrzebna, wycinamy uszczelki na stole waterjet 4 × 2 m o grubości cięcia do 250 mm; uszczelki kołnierzowe w seriach wykonuje nasz serwis wycinanieuszczelek.pl.
• Kształty nietypowe — uszczelki do włazów, pokryw i wymienników według rysunku: uszczelnienia na wymiar.
• Zakupy instytucji i firm — faktura VAT, przelew z odroczonym terminem po weryfikacji: zakupy dla instytucji.

Atest dołączamy do zamówienia.

Produkty z tego poradnika: Uszczelki spiralne · wyszukiwarka po wymiarze · uszczelnienia na wymiar.