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密封墊片的特性
一、墊片的結(jié)構(gòu)型式和種類
1、墊片的結(jié)構(gòu)型式
工業(yè)上使用的平墊片一般由密封元件及內(nèi)、外加強(qiáng)環(huán)組成,密封元件或稱墊片本體是阻止泄漏的關(guān)鍵部分。
其常用的材料有非金屬材料,如柔性石墨、聚四氟乙烯、纖維增強(qiáng)橡膠基復(fù)合板等。此外,密封元件材料也可以是剛性或柔性的金屬,通常用于壓力和溫度較高的場合。對于非金屬材料的密封元件,通常插入金屬材料予以增強(qiáng),同時也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。
增強(qiáng)材料可以是金屬薄板或絲網(wǎng),金屬薄板常常采用沖刺孔的方式以提高增強(qiáng)效果和增加彈性,并通過粘結(jié)劑和輥壓將它們貼合在一起。密封元件也可以可設(shè)一表面層或抗粘結(jié)處理層來增加密封效果和防止法蘭密封面粘結(jié)。
外加強(qiáng)環(huán)或外環(huán)材料均為實體金屬,其作用是:對墊片本體的補(bǔ)強(qiáng)和正確定位,防止過緊壓縮失去墊片的回彈能力并能夠防止墊片松散。外加強(qiáng)環(huán)不與密封介質(zhì)接觸,因此不要求耐介質(zhì)腐蝕,故常常由碳鋼材料制成。外加強(qiáng)環(huán)還可以與密封元件制成一體,例如金屬齒形墊片、波齒復(fù)合墊片。
內(nèi)加強(qiáng)環(huán)或內(nèi)環(huán)接觸流體,其材料應(yīng)能抵御密封介質(zhì)的腐蝕。內(nèi)加強(qiáng)環(huán)的作用是:防止密封元件與容器或管道法蘭之間的空隙,以避免此空隙干擾流體的流動以及由此引起的流體對墊片的沖蝕。在內(nèi)部流體壓力和溫度高,內(nèi)部流體腐蝕和磨蝕激烈,防止流體滯留在法蘭間隙,墊片尺寸大或使用凸凹式法蘭等場合,則設(shè)置內(nèi)環(huán)。
2、墊片的種類

二、非金屬墊片
1.石棉墊片:
國產(chǎn)石棉橡膠板使用范圍和性能
名稱 牌號 表面顏色 橫向抗拉強(qiáng)度/MPa 適用條件 標(biāo)準(zhǔn)
壓力p/MPa 溫度t/℃
石棉橡膠板 XB450 紫色 ≥19.0 ≤6.0 ≤450 GB/T3985-1995
XB350 紅色 ≥12.0 ≤4.0 ≤350
XB200 灰色 ≥6.0 ≤1.5 ≤200
耐油石棉橡膠板 NY200 石墨色 ≥26.0 ≤4.0 ≤400 GB/T539-1995
NY250 淺藍(lán)色 ≥9.0 ≤2.5 ≤250
NY150 灰白色 ≥8.0 ≤1.5 ≤150
石棉墊片材料是由石棉纖維和橡膠、硫磺混合物等組成并為提高強(qiáng)度而混合硫化劑、填充劑、增強(qiáng)劑等,用加熱軋錕壓縮成型。根據(jù)使用目的確定長纖維和短纖維的混合比例、橡膠的類型及其含量。通常用于100℃以下的液體液封時,其壓力在4.9MPa以下是合適的。
耐酸石棉在使用前要進(jìn)行浸漬,浸漬液通常可用以下四種:
石油瀝青75%,煤焦油15%,石蠟10%;
變壓器油75%,石蠟25%;
煤焦油80-90%,瀝青10-20%;
水玻璃
2.橡膠墊片:
在使用條件不十分苛刻條件下,一般可用合成橡膠墊片。可是在法蘭上應(yīng)有“水線(溝槽)”。
根據(jù)日本石油學(xué)會JPI-7S-4-60的規(guī)定,石油橡膠墊片的使用基準(zhǔn)分為最適宜使用范圍和可能適用范圍兩種。前者使用在絕對不允許泄露及在最高溫度、壓力下須長時間(約一年)的場所;后者是指即使發(fā)生泄露也沒有危險和不妨礙生產(chǎn)的場所及在使用溫度、壓力下可耐較短時間(約半年)的使用范圍。
僅蒸汽用墊片為石棉加天然橡膠,而油品用墊片則盡可能用石棉家合成橡膠墊片。
橡膠石棉墊片用于水管及壓縮空氣管道法蘭時應(yīng)涂以魚油與石墨粉的拌合物,用于蒸汽管道法蘭時,應(yīng)涂以機(jī)油與石墨粉的拌合物。
3、聚四氟乙烯類墊片
在可能的使用溫度范圍內(nèi)(-180~250 ℃)內(nèi)幾乎不能被化學(xué)藥劑和溶劑侵蝕,同時,又可做防電化腐蝕配管的絕緣墊片。
(1)聚四氟乙烯平墊片:一般適用于凸凹面法蘭和帶水線的法蘭,不適用于寬面法蘭。多用于耐腐蝕的場合。為了達(dá)到良好的密封效果,可在墊片上涂聚四氟乙烯膏。
(2)聚四氟乙烯氈墊片:其化學(xué)性質(zhì)與聚四氟乙烯平墊片相同。但耐泄露性能、耐壓縮性比聚四氟乙烯平墊片優(yōu)越,可用于寬面法蘭。其密封的最小預(yù)緊比壓y為11.77-19.6MPa,使用溫度200
℃、壓力為0.98MPa左右。
(3)聚四氟乙烯石棉墊片:具有耐藥性、耐溶劑性、非污染性等化學(xué)特性的材料,適用于極低溫度的液氧、液態(tài)空氣等。
(4)聚四氟乙烯緩沖墊片:用于溫度200~250 ℃ 、壓力1.96-2.94MPa的場合。
三、半金屬墊片
1、金屬纏繞式墊片
金屬纏繞式墊片是由金屬帶和非金屬帶螺旋復(fù)合繞制而成的一種半金屬平墊片。其特性是:壓縮、回彈性能好;具有多道密封和一定的自緊功能;對于法蘭壓緊面的表面缺陷不太敏感,不粘接法蘭密封面,容易對中,因而拆卸便捷;可部分消除壓力、溫度變化和機(jī)械振動的影響;能在高溫、低壓、高真空、沖擊振動等循環(huán)交變的各種苛刻條件下,保持其優(yōu)良的密封性能。為了加強(qiáng)墊片主體和準(zhǔn)確定位,設(shè)有金屬制內(nèi)環(huán)和外環(huán)。
纏繞式墊片按其結(jié)構(gòu)不同可分為四種型式:基本型、帶內(nèi)環(huán)型、帶定為環(huán)型、帶內(nèi)環(huán)和定為環(huán)型。

墊片型式代號(GB/T4622.1-2003)
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墊片型式 |
代號 |
適用等法蘭密封面形式 |
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基本型 |
A |
榫槽面 |
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帶內(nèi)環(huán)型 |
B |
凹凸面 |
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帶定為環(huán)型 |
C |
平面 突面 |
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帶內(nèi)環(huán)和定為環(huán)型 |
D |
墊片材料代號(GB/T 4622.1-2003)
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定為環(huán)材料 |
金屬帶材料 |
填充帶材料 |
內(nèi)環(huán) |
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名稱 |
代號 |
名稱 |
代號 |
名稱 |
代號 |
名稱 |
代號 |
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無定為環(huán) |
0 |
0Cr13 |
1 |
石棉 |
1 |
無內(nèi)環(huán) |
0 |
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低碳鋼 |
1 |
0Cr18Ni9 |
2 |
柔性石墨 |
2 |
低碳鋼 |
1 |
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0Cr18Ni9 |
2 |
0Cr17Ni12Mo2 |
3 |
聚四氟乙烯 |
3 |
0Cr18Ni9 |
2 |
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00Cr17Ni14Mo2 |
4 |
非石棉纖維 |
4 |
0Cr17Ni12Mo2 |
3 |
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0Cr25Ni20 |
5 |
熱陶瓷纖維 |
5 |
00Cr17Ni14Mo2 |
4 |
纏繞式墊片的選擇和使用方法:
a、基本型墊片適用于榫槽面法蘭
b、內(nèi)環(huán)型墊片適用于凹凸面法蘭
c、定為環(huán)型墊片適用于平面和突面法蘭
d、內(nèi)環(huán)和定為環(huán)型墊片適用于平面和突面法蘭
2、金屬包石棉墊片
平行金屬包石棉墊片:適用于不超過450 ℃的蒸汽、空氣、氣體、油等管線。
波形金屬包石棉墊片:適用于不超過450 ℃的蒸汽管線。
半金屬包石棉墊片:適用于450 ℃的蒸汽、空氣、氣體、油。
特殊金屬包石棉墊片:主要用于蒸汽、油等長輸管線。
平行雙金屬包石棉墊片:主要用于高溫耐油場合。
四、金屬墊片
金屬墊片顧名思義就是由金屬材質(zhì)鑄成的墊片,它主要用于高溫高壓管系。例如:合成氨廠合成工段氨合成塔、廢熱鍋爐、循環(huán)氣預(yù)熱器之間管系
。
*金屬墊片的分類如下:

*按照不同的版本有不同的分類,其實質(zhì)是按照形狀分類的。
1、金屬環(huán)形墊片
*金屬環(huán)形墊片是用金屬材料加工成截面為八角形或橢圓形的實體金屬墊片,具有徑向自緊密封作用。故金屬環(huán)形墊片是靠與法蘭梯槽的內(nèi)外側(cè)面(主要是外側(cè)面)接觸,并通過壓緊而形成密封的。
*橢圓形和八角形墊圈端面為橢圓或者八角形墊圈。由于橢圓形墊是在曲面上線接觸,比八角形的面接觸密封性能優(yōu)良。但橢圓形墊片的加工精度高,對嚴(yán)困難,價格也比八角形的高。且不可重復(fù)使用。
*金屬環(huán)墊適用的公稱壓力為2.0~42.0MPa。
*墊片材質(zhì)的不同,會有不同的工作溫度,其應(yīng)用環(huán)境也不同。
2、金屬齒形墊片
*金屬齒形墊片密封表面接觸區(qū)的V形筋形成許多具有壓差的空間線接觸,所以密封可靠,使用周期長。缺點(diǎn)是在每次更換墊片時,都要對兩法蘭密封面進(jìn)行加工,因而費(fèi)時費(fèi)力。另外,墊片使用后容易在法蘭密封面上留下壓痕,故一般用于較少拆卸的部位。
*金屬齒形墊片適用的公稱壓力為1.6~25.0MPa。
3、“O”型墊片
*“o”型空心金屬環(huán)墊用于高溫、高壓、超真空、超低溫的場合和不能使用金屬材料的場合。
*”o“型金屬環(huán)墊的種類有單純型、開孔型、充壓型。
除了上述的墊片之外,還有平形、波形、透鏡形等金屬墊片,在這不做一一介紹了。 |