法蘭密封墊片選型參考

1、法蘭密封墊片選型參考一、墊片密封機(jī)理泄漏即介質(zhì)從有限空間內(nèi)部流到外部，或從外部進(jìn)入有限空間內(nèi)部的人們不希望發(fā)生的現(xiàn)象。介質(zhì)流動(dòng)通過(guò)內(nèi)外空間的交界面即密封面發(fā)生泄漏。造成泄漏的根本原因是由于接觸面上存在間隙，而接觸面兩側(cè)的壓力差、濃度差則是泄漏的推動(dòng)力。由于密封面的形式及加工精度等因素的影響，密封面上存在間隙在所難免，這就造成密封面不完全吻合，從而發(fā)生泄漏。要減少泄漏，就必須使接觸面最大程度地嵌合，即減小泄漏通道的截面積、增加泄漏阻力，并使之大于泄漏推動(dòng)力。對(duì)密封面施加壓緊載荷，以產(chǎn)生壓緊拉力，可提高密封面的接觸程度，當(dāng)應(yīng)力增大到足以引起表面產(chǎn)生明顯的塑性變形時(shí)，就可填補(bǔ)密封面的間隙，堵塞泄漏通

2、道。使用墊片的目的就是利用墊片材料在壓緊載荷的作用下較容易產(chǎn)生塑性變形的特性，使之填平法蘭密封面的微小凹凸不平，從而實(shí)現(xiàn)密封。二、墊片密封的泄漏形式1、界面泄漏2、滲透泄漏“界面泄漏”與“滲透泄漏”三、影響墊片密封連接，導(dǎo)致泄漏的主要因素1、氣體的泄漏率大于液體的泄漏率，黏度小，泄漏率大。2、工況的影響：介質(zhì)的壓力、溫度等 介質(zhì)兩側(cè)的壓力差越大，介質(zhì)就越易克服泄漏通道的阻力，泄漏就越容易； 墊片的彈、塑性變形量均隨溫度升高而增大，而回彈性能隨溫度升高而下降，蠕變量則隨溫度的升高而增大。且隨著溫度的升高，墊片的老化、失重、蠕變、松弛現(xiàn)象就會(huì)越來(lái)越嚴(yán)重。此外，隨著溫度的升高，液體的黏度降低，而氣體

3、的黏度增加。溫度越高，泄漏越容易發(fā)生。3、法蘭表面粗糙度的影響通常表面粗糙度越小，泄漏量越小。這主要是由于粗糙度小的密封表面，其凹凸不平易被填平，從而使得界面泄漏大為減少。4、墊片壓緊應(yīng)力的影響墊片上的壓緊力越大，其變形量就越大。墊片的變性一方面有效地填補(bǔ)了法蘭表面的不平度，使得界面泄漏大為減少；另一方面使得墊片本身內(nèi)部毛細(xì)孔被壓縮，泄漏通道的截面減小，泄漏阻力增加，從而泄漏率大大減小。但如果墊片的壓緊應(yīng)力過(guò)大，則易將墊片壓潰，從而失去回彈能力，無(wú)法補(bǔ)償由于溫度、壓力引起的法蘭面的分離，導(dǎo)致泄漏率急劇增大。因此要維持良好的密封，必須使墊片的壓緊應(yīng)力保持在一定的范圍內(nèi)。5、墊片幾何尺寸的影響 墊

4、片厚度的影響在同樣的壓緊載荷、同樣的介質(zhì)壓力作用下，泄漏率隨墊片厚度的增加而減小。這是由于在同樣的軸向載荷作用下，厚墊片具有較大的壓縮回彈量，在初始密封條件已經(jīng)達(dá)到的情況下，彈性儲(chǔ)備較大的厚墊片比薄墊片更能補(bǔ)償由于介質(zhì)壓力引起的密封面間的相對(duì)分離，并使墊片表面保留較大的殘余壓緊應(yīng)力，從而使泄漏率減少。 墊片寬度的影響在一定的范圍內(nèi)，隨著墊片寬度的增加，泄漏率呈線性遞減。這是因?yàn)?，在墊片有效寬度內(nèi)介質(zhì)泄漏阻力與泄漏通道的長(zhǎng)度（正比于墊片寬度）成正比。但不能說(shuō)墊片越寬越好，因?yàn)閴|片越寬，墊片的表面積就越大，這樣要在墊片上產(chǎn)生同樣的壓緊應(yīng)力，寬墊片的螺栓力就要比窄墊片大得多。墊片的性能和參數(shù)一、墊片

5、的常溫性能1、墊片的壓縮性指壓縮后墊片厚度的變化量，它表征墊片剛性的大小。墊片的回彈性指壓縮載荷卸除后墊片厚度的回復(fù)量。無(wú)論哪種結(jié)構(gòu)形式的墊片都有一定的塑性，即在壓縮過(guò)程中，當(dāng)墊片的載荷超過(guò)一定限度，墊片除產(chǎn)生彈性變形外，還會(huì)產(chǎn)生部分塑性變形或永久變形。即使是彈性最好的橡膠墊片也會(huì)產(chǎn)生大于5%10%的塑性變形。螺栓法蘭墊片連接的密封，本質(zhì)上是通過(guò)墊片變形，減小法蘭與墊片之間及墊片本體的毛細(xì)孔截面積，增加流體泄漏阻力來(lái)實(shí)現(xiàn)密封的。2、應(yīng)力松弛性能 應(yīng)力松弛對(duì)螺栓法蘭墊片密封連接施加螺栓載荷時(shí)，作用在墊片上的壓緊應(yīng)力會(huì)使墊片變薄，經(jīng)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，墊片厚度將繼續(xù)減小，墊片上的應(yīng)力也會(huì)逐漸減小，這種

6、應(yīng)力減小的現(xiàn)象稱為應(yīng)力松弛。 蠕變松弛對(duì)螺栓法蘭墊片連接這樣的預(yù)應(yīng)力靜不定系統(tǒng)，墊片應(yīng)力是由螺栓伸長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成墊片應(yīng)力的，因而墊片蠕變不發(fā)生在恒應(yīng)力下，墊片厚度的任何改變都會(huì)引起螺栓伸長(zhǎng)的變化，同時(shí)也改變了墊片應(yīng)力，這種墊片與螺栓的相互作用被稱為墊片的蠕變松弛。3、密封性能墊片密封性能是指在某一特定的操作條件下，墊片密封所能達(dá)到的泄漏率低于某一規(guī)定的指標(biāo)泄漏率。而泄漏率指在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件下，介質(zhì)流體每秒鐘通過(guò)墊片的泄漏量。泄漏率和介質(zhì)壓力基本呈線性關(guān)系（即介質(zhì)壓力越高，泄漏率越大）；泄漏率和殘余預(yù)緊應(yīng)力成負(fù)指數(shù)關(guān)系（即殘余預(yù)緊應(yīng)力越大，泄漏率越?。?。二、墊片的高溫性能高溫工況下，密封元件材料的物理性

7、能和力學(xué)性能都將發(fā)生變化，如高溫會(huì)降低墊片的回彈能力；高溫下墊片發(fā)生蠕變松弛導(dǎo)致墊片應(yīng)力下降；高溫下墊片材質(zhì)發(fā)生老化。因而，與常溫密封相比，高溫密封要困難得多。1、高溫壓縮及回彈性能高溫下材料的屈服限降低、塑性變形量增大、蠕變加劇，回彈性能下降。實(shí)際工況下，如果墊片回彈量小到不足以補(bǔ)償介質(zhì)壓力、溫度和法蘭附加載荷引起的密封面的分離時(shí)，可能導(dǎo)致泄漏率的增大，甚至不能保證連接系統(tǒng)的緊密性要求。2、高溫密封性能試驗(yàn)表明，泄漏率和介質(zhì)壓力基本成線性關(guān)系，具有黏性流體層流的一般特性；泄漏率和墊片壓緊應(yīng)力成負(fù)指數(shù)關(guān)系，殘余壓緊應(yīng)力越大，泄漏率越小；泄漏率隨溫度的升高而增大，兩者成指數(shù)關(guān)系。l 墊片密封面結(jié)

8、構(gòu)形式一、墊片密封面結(jié)構(gòu)形式代號(hào)FF全平面密封面RF突面密封面MF凹凸密封面TG榫槽密封面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. 定位環(huán)型墊片適用于平面和突面法蘭二、金屬纏繞式墊片1、定義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。2、性能： 壓縮、回彈性能好，具有多道密封和一定的自緊功能； 對(duì)于法蘭壓緊面的表面缺陷不太敏感，不粘結(jié)法蘭密封表面，容易對(duì)中，因而拆裝便捷； 可部分消除壓力、溫度變化和機(jī)械振動(dòng)的影響； 能在高溫、低溫、高真空、沖擊振動(dòng)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。3、使用注意事項(xiàng)： 纏繞式墊片的密封元件（即

9、墊片本體或基本型墊片）寬度應(yīng)比非金屬軟墊片的寬度小。在制作用于凹凸面、平面和突面法蘭的纏繞墊片時(shí)，不能隨便用非金屬軟墊片的寬度尺寸來(lái)代替纏繞式墊片密封元件的寬度尺寸。因?yàn)槔p繞式墊片是半金屬墊片，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格墊片的壓緊應(yīng)力在70MPa左右時(shí)才達(dá)到合理的壓縮變形，從而產(chǎn)生良好的密封效果；如果隨意加大墊片本體密封面寬度，勢(shì)必造成壓緊力降低，墊片肯定不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的壓縮變形量，因而不能產(chǎn)生良好的密封；如果超范圍地加大壓緊力，又必然會(huì)產(chǎn)生法蘭和螺栓的大量變形，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致泄漏。 基本型墊片最好不要用于凹凸面法蘭上。這是因?yàn)榛拘蛪|片在法蘭軸向壓緊力作用下，墊片內(nèi)圈焊點(diǎn)容易開(kāi)焊，這樣不但會(huì)引起泄漏，而且墊片軟填料

10、散落會(huì)污染物料和堵塞管道。 在高溫、深冷或冷熱頻繁交變、振動(dòng)較大、強(qiáng)腐蝕介質(zhì)等惡劣工況條件下，用于平面和突面法蘭的墊片最好加裝合理材料的內(nèi)環(huán)。 決不能用低材質(zhì)墊片取代高材質(zhì)墊片。4、使用方法： 擰緊螺栓時(shí)，要使墊片均勻受力，對(duì)稱把緊。 選擇合理的墊片壓縮量，一般為0.61.2mm為宜。過(guò)大壓縮量，會(huì)降低墊片的回彈率，因而失去墊片像彈簧似的容易吸收振動(dòng)的特性。l 選用墊片的基本原則一、選用或訂購(gòu)墊片時(shí)應(yīng)了解的數(shù)據(jù)1、相配法蘭的密封面型式和尺寸。2、法蘭及墊片公稱通徑。3、法蘭及墊片公稱壓力。4、流體介質(zhì)的溫度。5、流體介質(zhì)的性質(zhì)。二、選用墊片時(shí)還應(yīng)考慮以下因素1、有良好的壓縮及回彈性能，能適應(yīng)溫度和壓力的波動(dòng)。2、有良好的可塑性，能與法蘭密封面很好的貼合。3、對(duì)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向的某些金屬（如奧氏體不銹耐酸鋼）法蘭，應(yīng)保證墊片材料不含會(huì)引起各種腐蝕的超量雜質(zhì)，如控制墊片氯離子含量以防對(duì)法蘭腐蝕。4、不污染介質(zhì)（指密封介質(zhì)是飲用水、血漿、藥品、食品、啤酒等）。5、對(duì)密封高度毒性的化學(xué)品，要求墊片應(yīng)具有更大的安全性；對(duì)于輸送易燃液體的管道系統(tǒng)，要求墊片用于法蘭上的最高使用壓力和最高使用溫度在限制范圍內(nèi)。6、低溫時(shí)