مکانیزم های آب بندی واشر
نشتی پدیده ناخواسته رسانه ای است که از داخل یک فضای محدود به بیرون یا از بیرون به داخل یک فضای محدود جریان می یابد. نشت زمانی رخ می دهد که محیط از طریق رابط بین فضای داخلی و خارجی، یعنی سطح آب بندی جریان یابد. علت اصلی نشتی وجود شکاف در سطح تماس است، در حالی که اختلاف فشار بین دو طرف سطح تماس، اختلاف غلظت نیروی محرکه نشتی است. با توجه به فرم سطح آب بندی و دقت عمل آوری و عوامل دیگر، در نتیجه سطح آب بندی دقیقا مطابقت ندارد، یعنی در سطح آب بندی شکافی ایجاد می شود و در نتیجه نشتی ایجاد می شود. برای کاهش نشتی باید لانه سازی سطوح تماس را به حداکثر رساند، یعنی سطح مقطع مسیر نشتی را کاهش داد و مقاومت نشتی را افزایش داد تا از فشار نشتی بیشتر شود. بار فشاری اعمال شده به سطح آب بندی می تواند تنش فشاری ایجاد کند که درجه تماس بین سطوح آب بندی را افزایش می دهد و هنگامی که تنش به اندازه ای افزایش می یابد که تغییر شکل پلاستیکی قابل توجهی در سطح ایجاد می کند، شکاف در سطح آب بندی را می توان برای بستن پر کرد. مسیر نشتی هدف از استفاده از واشر این است که استفاده از مواد واشر تحت عمل بار فشاری برای تولید ویژگی های تغییر شکل پلاستیکی آسان تر است، به طوری که سطح آب بندی فلنج برجستگی کوچک را پر می کند تا به آب بندی برسد.
در یک اتصال آب بندی شده فلنج، نیروی واشر فشاری، ماده واشر را تغییر شکل می دهد تا شکاف میکرو بین سطوح آب بندی فلنج را پر کند.
اشکال نشتی در اتصالات مهر و موم شده واشر
در اتصالات آب بندی فلنجی، واشر عنصر اصلی آب بندی است. در مورد واشرهای غیر فلزی، اتصال با سفت کردن پیچ ها آب بندی می شود و باعث ایجاد تنش فشاری زیادی در سطح تماس بین فلنج و واشر و داخل واشر می شود که از یک طرف باعث می شود سطح واشر کاملاً به هم منطبق شود. سطح فلنج را پر می کند و ریز شکاف روی سطح فلنج را پر می کند و از طرف دیگر تخلخل ماده واشر را کاهش می دهد، یعنی کانال نشتی سیال در حال آب بندی را کاهش می دهد. از آنجایی که تشکیل یک سطح ایده آل کاملاً صاف با هیچ روش پردازشی امکان پذیر نیست و همچنین نمی توان به لانه سازی کامل بین سطوح آب بندی و انسداد کامل منافذ خود آب بند دست یافت، همیشه شکاف ها یا کانال های کوچکی بین آنها وجود دارد. سطوح آب بندی در تماس با یکدیگر و داخل آب بند. در نتیجه، نشتی برای آب بندی واشر همیشه اجتناب ناپذیر است. هنگامی که یک محیط با فشار معینی از اتصال پیچ و فلنج عبور می کند، همیشه در نقطه آب بندی نشتی وجود دارد. تجزیه و تحلیل این پدیده نشان می دهد که نشتی به دو صورت "نشت رابط" و "نشت نفوذ" رخ می دهد.
1. نشت سطحی
تنش فشاری ناکافی واشر، سطح آب بندی فلنج ناهموار، تغییر شکل حرارتی، تغییر شکل مکانیکی و ارتعاش لوله می تواند به دلیل تناسب ضعیف بین سطح آب بندی واشر و فلنج باعث نشتی شود. علاوه بر این، اتصالات فلنج در شرایط کار به دلیل نقش دما، فشار، تغییر شکل پیچ و مهره، شل شدن خزش واشر، ارتجاعی، پیری مواد واشر، خرابی و غیره نیز باعث نشت بین سطح آب بندی فلنج و فلنج می شود. این نوع نشتی بین واشر و سطح آب بندی فلنج "نشت رابط" نامیده می شود.
2. نشت نفوذ
واشرهای غیرفلزی معمولاً از الیاف گیاهی، حیوانی، معدنی یا شیمیایی متصل به لاستیک یا از مواد متخلخل مانند گرافیت انعطاف پذیر ساخته می شوند. به دلیل سازماندهی شل، چگالی ضعیف و شکاف های ریز متعدد بین الیاف، به راحتی توسط رسانه ها، به ویژه تحت فشار، از طریق منافذ داخلی مواد نفوذ می کند. این نوع نشتی در داخل ماده واشر رخ می دهد و به آن «نشت با نفوذ» می گویند.
