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一篇文章道盡了法蘭密封的所有墊片性能

作者: 來源: 日期:2018/3/29 16:52:20 人氣:81 評論:0
各類壓力容器、管道法蘭和閥門等廣泛使用墊片密封結構。最簡單的墊片為平墊片,整個墊片為同一材料組成,作機械設備一般接合面的靜密封,如減速箱的密封等。理想的墊片結構應表層為塑性層,而內層為彈性體,塑性表面層保證密封而相互緊貼甚至嵌合,而內層允許補償密封面的少許分離并在密封而上經常保持一定大小的壓縮應力。許多組合墊片的出現都是基于這一思路或稍有改型,但原理是一樣的。例如聚四氟乙烯(PTFE)具有塑性好,有優異的抗化學腐蝕性和較寬的工作溫度范圍(-190~250℃),廣泛用于靜密封平墊,但由于某種原因回彈性較差以及冷流傾向,限制了單純的使用,采用組合結構可以克服這一弊端,一方面可以保護墊片免遭流體介質的腐蝕或者避免食品、醫藥工業產品接觸污染,另一方面改善了單純用PTFE帶來的回彈差及冷流問題。
非金屬密封墊的種類、材料及適用范圍墊片種類 
材料 壓力 MPa 溫度℃ 適用介質 
聚四氟乙烯墊片 聚四氟乙烯板 ≤3.0 -108~250 濃酸,堿,溶劑,油類 
橡膠石棉墊片 
高壓橡膠石棉板 ≤6.0 ≤450
中壓橡膠石棉板 ≤4.0 ≤350
低壓橡膠石棉板 ≤1.5 ≤200 濃酸,堿,溶劑,油類 
耐油橡膠石棉板 ≤4.0 -180~250 空氣,壓縮空氣,惰性氣體,蒸汽,氨,變換氣,焦爐氣,裂解氣,水,海水,液態氨,冷凝水,≤90%硫酸(質量分數),鹽類,硝氨液,硫氨液,甲胺液,燒堿,氟里昂,氫氰酸,卡普隆生產介質,聚苯乙烯生產介質 

組合密封墊的種類、材料及適用范圍墊片
種類 材料 壓力MPa 溫度℃ 適用介質 
纏繞墊片 金屬帶:不銹鋼非金屬帶:石棉帶,聚四氟乙烯帶,柔性石墨帶 ≤6.4 ≈600 內燃機用 
金屬包平墊片波形墊 金屬:軟鋼,鋁,不銹鋼,合金鋼
非金屬:石棉板,橡膠石棉板,聚四氟乙烯板,陶瓷纖維 ≤6.4 ≈600 蒸汽,氫氣,壓縮空氣,天然氣,裂解氣,變換氣,油品,溶劑,渣油,蠟油,油漿,重油,丙烯,燒堿,熔融鹽載熱體,酸,堿、鹽溶液,液化氣,水 


金屬密封墊的種類、材料及適用范圍墊片種類 
材料 壓力MPa 溫度℃ 適用介質 
金屬平墊片金屬齒形墊 軟鋼,不銹鋼,合金鋼 ≥4.0 ≈600 蒸汽,氫氣,壓縮空氣,天然氣,裂解氣,變換氣,油品,溶劑,渣油,蠟油,油漿,重油,丙烯,燒堿,熔融鹽載熱愛體,酸、堿、堿溶液,液化氣,水 
金屬八角墊 金屬透鏡墊 金屬橢圓墊
10鋼,1Cr13,合金鋼,不銹鋼等 ≥6.4 ≈600 蒸汽,氫氣,壓縮空氣,天然氣,裂解氣,變換氣,油品,溶劑,渣油,蠟油,油漿,重油,丙烯,燒堿,熔融鹽載熱愛體,酸、堿、堿溶液,液化氣,水 
石棉橡膠密封制品
我國石棉資源豐富,石棉經機械或化學處理可使其松解,充分松解的石棉纖維,抗拉強度較高表面積較大,吸附性能良好,不能燃燒,耐熱性能好,最高安全使用溫度為500~550℃,這個溫度范圍基本能滿足工業工的需要,而且石棉價廉,其缺點是石棉粉塵對環境污染,對人體有危害,要注意環境保護。
石棉橡膠密封制品可分成以下3類:
①墊片類—使用在管道法蘭和容器法蘭上的板狀和片狀密封制品;
②墊圈類—使用在泵、閥、釜上的模壓成型、密封制品;
③盤根類—使用在泵、閥、釜上的繩狀和絨狀密封制品。
石棉橡膠板是用石棉、橡膠、配合劑經輥壓而成的管法蘭、高壓容器法蘭及各種接觸面所用的密封材料。
耐油石棉橡膠板是以石棉、耐油橡膠和配合劑為主要原料經輥壓而成的管法蘭、高壓容器法蘭及各種接觸面所用的密封材料。
增強石棉橡膠板是由石棉橡膠板和一層或多層鍍鋅鋼絲網(或不繡鋼絲網)組成的。一般分耐油增強板和高壓增強板兩。鋼絲網的層數與制品的厚度有關,一般地說凡制品厚度每增加1mm就應增加一層鋼絲網、鋼絲網應夾在石棉橡膠相應的二等分、三等分處,以增加拉伸強度,使之能耐高溫和高壓。在溫度和壓力高的場合宜采用薄墊片。薄墊片能起到金屬墊片的作用,也可以說能起到“平面與平面”直接密封的作用,這時密封面的粗糙度和平整度應該很高。增強石棉橡膠板厚度一般不超過3mm?,F在石棉橡膠板已不能滿足需要,應具有耐高溫、耐高壓、耐油類、不燃、彈性好、能適應溫度、壓力的的較大波動等特征,并應具有較長的使用壽命和優良的密封性能。因此,只有增強石棉橡膠板和下述的石棉鋼片,纏繞式墊片等才能滿足這些要求。按其構造的主題材料分為非金屬、半金屬和金屬墊片三大類。
⑴非金屬墊片。非金屬墊片質地柔軟、耐腐蝕、價格便宜,但耐溫和耐壓性能差。多用于常溫和中溫的中、低壓容器或管道的法蘭密封。
非金屬墊片包括橡膠墊、石棉墊、石棉橡膠墊、柔性石墨墊和聚四氟乙烯墊等。
①橡膠板。制作橡膠板墊片的主要材料有天然橡膠,丁腈橡膠、氯丁橡膠等,另外,氟橡膠等特種橡膠也開始應用。橡膠因具有組織致密,質地柔軟,回彈性好,容易剪切成各種形狀,且便宜、易購等特點而被廣泛使用于容器和管道的密封中,但它不耐高壓,容易在礦物油中溶解和膨脹且不乃腐蝕,在高溫下容易老化,失去回彈性。
②石棉。石棉材料有濕石棉和藍石棉兩種。濕石棉耐熱、耐堿性好,抗拉強度高,耐酸性能較差,大多數石棉橡膠板由它制造;藍石棉不僅耐熱性能好,而且耐酸性能也很好,故多被用于制造耐酸石棉橡膠板。石棉板正常使用溫度在550℃以下。直徑較大的低壓容器可以使用石棉帶或石棉繩。在使用石棉繩時,通常浸漬水玻璃。酸,堿溶劑等介質也可使用此類墊片。
③石棉橡膠板。石棉橡膠板是由石棉、橡膠和填料竟壓制而成的。一般石棉纖維占60%-85%。根據其配工藝、性能及用途不同,主要有高壓石棉橡膠板、中、低壓石棉橡膠板和耐油石棉橡膠板。
石棉橡膠板有適宜的強度、彈性、柔軟性等性能,用它制作墊片,既方便又便宜,因此在化工企業中得到迅速的推廣和應用。
④柔性石墨。柔性石墨是一種新穎的密封材料,良好的回彈性、柔軟性、耐溫性,在化工企業得到迅速的推廣和應用。
⑤聚四氟乙烯(簡稱PTFE)。聚四氟乙烯以其耐化學性、耐熱性、耐寒性、耐油性優越于現在任何塑料而有“塑料之王”之稱,它不易老化,不燃燒,吸水新近乎為零。其組織致密,分子結構無極性,用作墊片,接觸面可以做到平整光滑,對金屬法蘭不粘著。除受熔融堿金屬以及含氟元素氣體侵蝕外,它能耐多種酸、堿、鹽、油脂類溶液介質的腐蝕。
聚四氟乙烯墊片包括純聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯或膨脹聚四氟乙烯等。
⑵半金屬墊片(又稱金屬復合墊片)。非金屬材料雖具有很好的柔軟性、壓縮性和螺栓載荷能力低等優點。但它的主要確定是強度不高,回彈性差,不適合高壓高溫場合。所以結合金屬材料強度高、回彈性好。經受得起高溫的特點。形成將兩者組合結構的墊片。即為半金屬墊片。
半金屬墊片主要有金屬包覆墊片、金屬纏繞墊片、金屬波紋符合墊片、金屬齒形符合墊片等。
①金屬包墊(金屬復合墊片)。該墊片以非金屬為材芯、外包厚度為0.25-0.5mm的金屬薄板。按包覆狀態可分為全包覆、半包覆、波形包覆和雙層包覆等。
金屬薄板根據材料的彈塑性、耐熱性、耐蝕性選取。主要有銅、鍍鋅鐵皮、不銹鋼、鈦、蒙乃爾合金等。使用較多的是銅、鍍鋅鐵皮、不銹鋼。
作為金屬包墊的芯材,耐熱性是主要考核指標。一般采用石棉板或低橡膠石棉板、耐高溫性能好的碳纖維或瓷制纖維及柔性石墨板材。
金屬包覆墊的另一特點是能制成各式型墊片??梢詽M足各種熱交換器管箱和非圓形壓力容器密封的需要,而其他復合墊片卻不能。
②金屬纏繞墊片。金屬纏繞墊片是由薄金屬波形帶與石棉或柔性石墨等非金屬地交替繞成螺旋狀,將金屬帶的始末端點焊接制成。國外也稱作螺旋墊片。
⑶金屬墊片。在高溫高壓以及載荷循環頻繁等苛刻操作條件下,各種金屬材料仍是密封墊片的首選材料,常用的材料有銅、鋁、低碳鋼、不銹鋼、鉻鎳合金鋼、鈦蒙乃爾合金等。為了減少螺栓載荷和保證結構緊湊,除了金屬平墊盡量采用窄寬度外,各種具有線接觸特征的環墊結構則其優選的形式。
①平形金屬墊片。平形使用時分寬墊片和窄墊片兩種。寬墊片因預緊力要求大,易引起螺栓法蘭變形,壓力超過1.96MPa時在光滑面的法蘭上很少使用。窄墊片容易預緊,可在壓力6.27-9.8MPa的管道上使用。
②波形金屬墊片。波形金屬墊片的金屬板厚度一般為0.25-0.8mm。墊片厚度一般為波長的40%-50%。適宜于光滑密封面,壓力3.34MPa的管道上使用。
③齒形金屬墊。齒形金屬墊片多用于6.77-9.8MPa的管道上。齒頂距約1.5mm,齒頂、齒根角均為90°。其
其密封性能比平形密封墊好,壓緊力也比平形墊小。 
所說的軟墊片,應該是非金屬墊片;而硬墊片應該是復合墊片和金屬墊片

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