Manways kapal, lubang pegangan menimbulkan tantangan penyegelan khusus

Ada banyak jenis bukaan bergelang yang berfungsi sebagai manways dan handholes, menyediakan akses ke tangki dan jenis kapal tertutup lainnya. Beberapa menggunakan flensa tipe ASME standar dan dibaut seperti sambungan pipa bergelang. Manway dan handhole internal memiliki penutup atau pelat yang pas di dalam bejana dan ditarik kembali ke gasket dan flensa eksternal.

Desain ini menimbulkan sejumlah tantangan penyegelan. Misalnya, permukaan flensa seringkali kurang sempurna. Selain itu, penutup bundar tidak akan muat melalui bukaan bundar karena harus lebih besar dari bukaan untuk menjalankan fungsinya. Oleh karena itu, gasket untuk flensa ini biasanya berbentuk oval atau lonjong sehingga penutup dapat diputar ke samping agar pas melalui bukaan.

Gasket oval mempertahankan kelengkungan yang mulus, memberikan kekuatan lingkaran yang cukup untuk pembuatan dan pemasangan. Sebaliknya, gasket obround mencakup bagian lurus yang membatasi kekuatan radialnya. Diproduksi dengan spesifikasi OEM dalam berbagai ukuran, gasket ini biasanya diukur dari diameter dalam (ID). Baik sumbu mayor dan minor digambarkan, bersama dengan lebar flensa paking. Dalam gasket yang dilengkapi cincin bagian dalam, lebar cincin juga harus ditentukan.

Gambar 1. Baut stud tunggal pada penutup manway ini akan menerapkan gaya tekan yang rendah dan tidak merata pada paking, menutup akses bergelang ke kapal.

Penutup manway internal yang disegel oleh gasket ini biasanya hanya memiliki satu atau dua baut stud yang dilas ke tengah penutup (Gambar 1). Ini dipasang melalui kuk yang menjembatani bukaan sehingga baut dapat menarik penutup kembali ke paking. Batasan perbautan ini, dikombinasikan dengan jarak antara baut dan paking, menghasilkan gaya tekan yang rendah dan seringkali tidak merata.

Karena manway berada di dalam tangki atau bejana, tekanan internal bekerja secara berbeda pada rakitan daripada pada sambungan flensa baut konvensional. Dalam yang terakhir, tekanan internal bertindak untuk memisahkan flensa dan membongkar paking. Dengan manway, tekanan internal benar-benar mendorong flens ke tempatnya, memuat paking dan, dalam banyak kasus, menghasilkan lebih banyak gaya tekan daripada baut (Gambar 2). Meskipun demikian, beban tekan dan dinamis ini jarang mencapai tingkat yang disarankan.

Gambar 2. Tekanan internal pada penutup manway dapat melebihi gaya tekan baut, yang berfungsi untuk memasang dan memuat gasket.

Bejana tekan biasanya menggunakan tempat duduk internal dan terkadang pintu berengsel untuk akses interior. Pintu seperti itu harus diorientasikan sehingga tekanan sistem internal menghasilkan tekanan yang cukup untuk memasangkan gasket manway. Saat tekanan internal meningkat, demikian juga tekanan pada gasket, faktor yang harus diperhitungkan untuk menyesuaikan gasket secara optimal dengan tekanan desain bejana. Sistem tekanan rendah membutuhkan gasket yang lebih lembut dan lebih mudah berubah bentuk, tetapi gasket ini dapat meledak di ujungnya di mana kompresinya rendah. Sebaliknya, bejana bertekanan tinggi memerlukan seal yang lebih kaku dan berkepadatan lebih tinggi seperti gasket yang diperkuat logam, yang mungkin sulit untuk disegel.

Untuk tujuan diskusi ini, akan sangat membantu untuk memahami bahwa permukaan penyegelan biasanya diukur ke tepi bagian dalam paking. Jadi, bentuk oval akan dinyatakan sebagai lebar dalam x panjang dalam x lebar permukaan paking – mis. paking berukuran 12 inci x 16 inci x 1 inci x 1/8 inci memiliki ukuran bagian dalam 12″x 16″, dengan lebar flensa 1″ dan ketebalan .

Pemasangan Gasket

Ada beberapa jenis gasket yang cocok untuk menyegel manways dan handholes di bejana tekan. Gasket spiral-wound tersedia untuk aplikasi tekanan rendah (kurang dari 999 psi) dan tekanan lebih tinggi (lebih besar dari atau sama dengan 1.000 psi). Meskipun beban tekan mereka biasanya di bawah tingkat yang direkomendasikan, mereka biasanya menutup secara efektif. Terbuat dari potongan panjang logam tipis, dililit dan diisi dengan bahan lembut di antara belitan, atau pembungkus, gasket ini hadir dalam dua konfigurasi – belitan saja dan belitan dengan cincin kompresi bagian dalam.

Sistem bertekanan rendah mendikte penggunaan grade filler yang lebih tebal untuk membuat gasket lebih lembut, sedangkan vessel bertekanan tinggi membutuhkan gasket dengan ukuran filler yang lebih tipis. Ini tidak hanya meningkatkan jumlah lapisan logam di paking, tetapi juga membuatnya lebih padat dan lebih mampu menahan beban tekan yang lebih tinggi. Tekanan sistem diberikan pada diameter luar (OD) paking, yang ditempatkan di antarmuka pintu-ke-kapal. Ini membuat kegagalan penyegelan mudah terlihat jika paking terlihat menonjol ke arah ID sambungan. Jika jenis kegagalan ini telah diamati dan dalam aplikasi dengan siklus tekanan tinggi, cincin bagian dalam logam padat dapat dirancang untuk paking.

Pilihan pertama untuk manways dengan tekanan internal di bawah 1.000 psig adalah gasket inti logam bergelombang dengan permukaan grafit (Gambar 3). Gasket ini terdiri dari inti logam yang relatif tebal yang bergelombang untuk membuat punggungan konsentris atau paralel dan dihadapkan dengan bahan lembaran grafit. Mereka bekerja paling baik ketika lebar flensa paking adalah satu setengah inci atau lebih besar. Untuk lebar flensa kurang dari setengah inci, harus berkonsultasi dengan pemasok paking.

Gambar 3. Gasket inti logam bergelombang dengan permukaan grafit direkomendasikan untuk manway dengan tekanan internal kurang dari 1.000 psig dan lebar flensa setengah inci atau lebih besar.

Lembaran grafit fleksibel dapat digunakan untuk menyegel manholes dan handholes boiler secara efektif selama paking setidaknya memiliki lebar setengah inci, dan sebaiknya tiga perempat inci atau lebih. Untuk sambungan yang membutuhkan lebar paking kurang dari satu setengah inci, paking spiral-wound harus digunakan karena beban tekan yang tidak merata dapat berdampak buruk pada paking lembaran grafit. Sebagian besar gasket lembaran grafit mengandung sisipan logam, dan dalam beberapa kasus beberapa sisipan, untuk memfasilitasi penanganan tanpa merusak paking.

Gambar 4. Gasket Kammprofile menyegel flensa yang kurang sempurna dan menahan ekskursi suhu dan tekanan ekstrem.

Gasket Kammprofile (Gambar 4) adalah alternatif yang sangat baik untuk aplikasi di mana tegangan tempat duduk yang tersedia terlalu rendah untuk gasket spiral-wound, tetapi penampang gasket, tekanan sistem, ketidakteraturan permukaan dan kondisi lain tidak kondusif untuk penggunaan grafit fleksibel atau bahan paking non-logam. Jenis gasket ini terdiri dari cincin logam dengan alur yang dalam dan berhadapan dengan bahan lunak seperti grafit yang diperluas, PTFE seluler mikro, atau PTFE yang diperluas.

Kompresibilitas tinggi, gasket PTFE merayap rendah berorientasi biaksial dengan struktur mikro-seluler atau diisi dengan balon mikro. Mereka telah berhasil digunakan dalam menyegel flensa manway dan handhole untuk layanan kimia, tetapi biasanya tidak direkomendasikan untuk aplikasi steam/boiler. Bagan di bawah ini memberikan referensi cepat untuk mencocokkan gasket dengan kondisi servis.

Pemasangan

Karena gasket manway dan handhole dipasang di bagian dalam bejana, perekat peka tekanan kadang-kadang digunakan untuk menempelkannya ke penutup. Namun, perekat ini melunak atau meleleh pada suhu uap, dan dapat rusak dalam penggunaan bahan kimia.

Gasket non-logam harus dipasang tanpa perekat, tetapi beberapa titik kecil perekat kontak semprot dapat digunakan untuk menahannya di tempatnya. Gasket logam tersedia dengan tab penahan untuk menahannya selama pemasangan.

Menyegel manway dan handhole internal bisa jadi sulit karena perbedaan tekanan dan kondisi lain yang dihadapinya. Kebanyakan rakitan menghasilkan beban tekan yang rendah selama baut-up, dan beberapa menghasilkan tegangan tekan yang tinggi ketika tekanan internal diterapkan. Berbagai jenis gasket tersedia untuk menutup lubang ini, tetapi efektivitasnya akan bergantung pada pemilihan jenis gasket yang tepat, dengan dimensi yang benar untuk aplikasi tertentu.