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密封專題/Sealing-project

 

密封墊片的特性
一、墊片的結構型式和種類
1、墊片的結構型式

     工業上使用的平墊片一般由密封元件及內、外加強環組成,密封元件或稱墊片本體是阻止泄漏的關鍵部分。
其常用的材料有非金屬材料,如柔性石墨、聚四氟乙烯、纖維增強橡膠基復合板等。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,同時也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。
     增強材料可以是金屬薄板或絲網,金屬薄板常常采用沖刺孔的方式以提高增強效果和增加彈性,并通過粘結劑和輥壓將它們貼合在一起。密封元件也可以可設一表面層或抗粘結處理層來增加密封效果和防止法蘭密封面粘結。
     外加強環或外環材料均為實體金屬,其作用是:對墊片本體的補強和正確定位,防止過緊壓縮失去墊片的回彈能力并能夠防止墊片松散。外加強環不與密封介質接觸,因此不要求耐介質腐蝕,故常常由碳鋼材料制成。外加強環還可以與密封元件制成一體,例如金屬齒形墊片、波齒復合墊片。
     內加強環或內環接觸流體,其材料應能抵御密封介質的腐蝕。內加強環的作用是: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。在內部流體壓力和溫度高,內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,則設置內環。
2、墊片的種類


二、非金屬墊片
1.石棉墊片:
國產石棉橡膠板使用范圍和性能
名稱 牌號 表面顏色 橫向抗拉強度/MPa 適用條件 標準
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度而混合硫化劑、填充劑、增強劑等,用加熱軋錕壓縮成型。根據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行浸漬,浸漬液通?捎靡韵滤姆N:
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?墒窃诜ㄌm上應有“水線(溝槽)”。
     根據日本石油學會JPI-7S-4-60的規定,石油橡膠墊片的使用基準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;后者是指即使發生泄露也沒有危險和不妨礙生產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涂以魚油與石墨粉的拌合物,用于蒸汽管道法蘭時,應涂以機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(-180~250 ℃)內幾乎不能被化學藥劑和溶劑侵蝕,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:其化學性質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越,可用于寬面法蘭。其密封的最小預緊比壓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、非污染性等化學特性的材料,適用于極低溫度的液氧、液態空氣等。
(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、溫度變化和機械振動的影響;能在高溫、低壓、高真空、沖擊振動等循環交變的各種苛刻條件下,保持其優良的密封性能。為了加強墊片主體和準確定位,設有金屬制內環和外環。
     纏繞式墊片按其結構不同可分為四種型式:基本型、帶內環型、帶定為環型、帶內環和定為環型。

墊片型式代號(GB/T4622.1-2003)
墊片型式 代號 適用等法蘭密封面形式
基本型 A 榫槽面
帶內環型 B 凹凸面
帶定為環型 C 平面 突面
帶內環和定為環型 D
  墊片材料代號(GB/T 4622.1-2003)
定為環材料 金屬帶材料 填充帶材料 內環
名稱 代號 名稱 代號 名稱 代號 名稱 代號
無定為環 0 0Cr13 1 石棉 1 無內環 0
低碳鋼 1 0Cr18Ni9 2 柔性石墨 2 低碳鋼 1
0Cr18Ni9 2 0Cr17Ni12Mo2 3 聚四氟乙烯 3 0Cr18Ni9 2
    00Cr17Ni14Mo2   4 非石棉纖維 4 0Cr17Ni12Mo2 3
    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、內環型墊片適用于凹凸面法蘭
c、定為環型墊片適用于平面和突面法蘭
d、內環和定為環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、循環氣預熱器之間管系 。
*金屬墊片的分類如下:


*按照不同的版本有不同的分類,其實質是按照形狀分類的。 
1、金屬環形墊片
*金屬環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。故金屬環形墊片是靠與法蘭梯槽的內外側面(主要是外側面)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良。但橢圓形墊片的加工精度高,對嚴困難,價格也比八角形的高。且不可重復使用。
*金屬環墊適用的公稱壓力為2.0~42.0MPa。
*墊片材質的不同,會有不同的工作溫度,其應用環境也不同。
2、金屬齒形墊片
*金屬齒形墊片密封表面接觸區的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。缺點是在每次更換墊片時,都要對兩法蘭密封面進行加工,因而費時費力。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。





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