法兰连接结构中密封垫片的特性与选用
机械设计必备知识点 —— 密封垫片如何选型
机械设计必备知识点——密封垫片如何选型在石油、石化、化工等行业的生产、加工、储运乃至销售环节，常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、有毒有害和腐蚀等危险因素，机器及设备在使用中工作介质的“跑、冒、滴、漏”，给生产带来极大的危害。
设备中工作介质的泄漏，会造成浪费并污染环境。
垫片密封是过程工业装置中压力容器、过程设备、动力机器和连接管道等可拆连接处最主要的静密封型式。
它们所包含的流体介质范围相当广泛，防止液体或气体通过这些接头处泄漏出来是工厂面临的最重要，也是最困难的任务。
随着生产装置的大型化，生产工艺向高温、高压、高速的方向发展，出现泄漏的机会越来越多，发生事故的概率越来越大，造成的经济损失也越来越大。
往往一处法兰的泄漏就有可能导致一套装置乃至全厂停产，还极有可能会引起火灾、爆炸，造成人员伤亡等重大事故，发生泄漏带来环境污染、产品损失甚至事故，垫片密封的重要性也就不言而喻了。
因此，垫片的选用、设计、制造所存在的问题已逐步引起人们的高度重视。
那么，究竟应该如何选择合适的垫片呢？垫片与垫片密封垫片是一种夹持在两个独立的连接件（主要是指法兰）之间的材料或材料的组合，其作用是在预定的使用寿命内，保持两个连接件间的密封。
垫片必须能够密封结合面，并确保密封介质不渗透和不被腐蚀，能够承受得住温度和压力的作用。
垫片密封一般有连接件（如法兰）、垫片和紧固件（如螺栓、螺母）等组成（见图1），因此决定某个法兰密封性时，必须将整个法兰连接结构作为一个系统进行考虑。
垫片工作正常或失效与否，除了取决于设计选用垫片本身的性能外，还取决于系统的刚度和变形、结合面的粗糙度和平行度以及紧固载荷的大小和均匀性。
图1-垫片密封的法兰连接结构垫片选型五要素了解了垫片密封的结构，我们就可以从温度、应用、介质、压力和尺寸(TAMPS）五个方面来考虑选择一个合适的垫片。
∙温度∙所选用的垫片应该在最高或最低的工作温度下有合理的使用寿命，不同的垫片材料的最高工作温度差异很大。
法兰垫片的类型、标识和选用!
法兰垫片的类型、标识和选用！垫片是法兰连接的主要密封件，因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。
根据制作材料的不同，垫片可以分为很多种类。
除了垫片的类型，垫片的标识和选型也很重要！一、垫片的结构型式工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成，密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。
其常用的材料有非金属材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强橡胶基复合板等。
此外，密封元件材料也可以是刚性或柔性的金属，通常用于压力和温度较高的场合。
对于非金属材料的密封元件，通常插入金属材料予以增强，同时也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。
增强材料可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式以提高增强效果和增加弹性，并通过粘结剂和辊压将它们贴合在一起。
密封元件也可以可设一表面层或抗粘结处理层来增加密封效果和防止法兰密封面粘结。
外加强环或外环材料均为实体金属，其作用是：•帮助密封元件安装时对中；•防止密封元件过份压缩而破坏；防止垫片吹出和减少法兰转动等。
•外加强环不与密封介质接触，因此不要求耐介质腐蚀，故常常由碳钢材料制成。
外加强环还可以与密封元件制成一体，例如金属齿形垫片、波齿复合垫片。
•内加强环或内环接触流体，其材料应能抵御密封介质的腐蚀。
内加强环的作用是：•防止密封元件与容器或管道法兰之间的空隙，以避免此空隙干扰流体的流动以及由此引起的流体对垫片的冲击。
二、法兰垫片的种类1、非金属平垫片——聚四氟乙烯包履垫片①垫片介绍聚四氟乙烯包履垫片是一种非金属复合型软垫片，一般由包封皮及嵌入物两部分组成。
包封皮主要起抗腐蚀作用，通常由聚四氟乙烯材料制成，嵌入物（填料）为带或不带金属加强筋的非金属材料，通常由石棉橡胶板制成。
聚四氟乙烯包履垫片主要适用于全平面型及突面型钢制管法兰连接，适用公称压力PN为0.6～5.0MPa、工作温度为0～150 ℃的腐蚀介质或对清洁度有较高要求的介质。
②垫片的形式管法兰用聚四氟乙烯包履垫片按制造方式可分为三种型式：剖切型（S型）、机加工型（M型）、折包型（F型）。
为保证法兰接头的密封要求,设计时应遵守的原则
法兰接头是工业领域中常见的一种管道连接方式，它的密封性能对整个管道系统的安全和稳定运行起着至关重要的作用。
为了保证法兰接头的密封要求，设计时需要遵守一些原则和规范。
下面将从材料选择、安装方式、紧固方式和密封垫片等方面，对保证法兰接头密封要求时需要遵守的原则进行详细阐述。
一、材料选择1.1 选用合适的法兰材料在设计法兰接头时，首先要选择合适的法兰材料。
不同介质和工作条件需要选择不同的材料，例如在一些腐蚀性介质的管道系统中，必须选用耐腐蚀、耐磨损的材料作为法兰材料，以确保法兰接头的使用寿命和密封性能。
1.2 保证材料质量选用的法兰材料必须符合相关的国家标准和行业标准，严禁使用劣质、不合格的材料。
在采购和使用过程中，要对材料质量进行严格控制，确保法兰接头的密封要求得到满足。
二、安装方式2.1 合理设计安装位置在安装法兰接头时，要合理设计安装位置，避免因为受力不均、变形过大而导致法兰接头的密封性能受损。
尤其是在高温、高压等严苛的工况下，更需要注意安装位置的设计。
2.2 严格控制法兰接头连接安装时，要严格按照设计要求进行法兰接头的连接，保证连接的紧固力度和密封性能满足要求。
同时要注意连接螺栓的数量和规格，确保连接的牢固性和稳定性。
三、紧固方式3.1 采用标准的紧固方式在设计法兰接头时，要选择标准的紧固方式，如螺纹连接、对接焊接等。
避免使用一些非标准的紧固方式，以免影响法兰接头的密封性能。
3.2 控制紧固力度在紧固法兰接头时，要控制紧固力度，不能过紧或者过松，以免影响法兰接头的密封性能。
同时要根据工作条件和介质特性，选择合适的紧固力度。
四、密封垫片4.1 选择适用的密封垫片材料在设计法兰接头时，要选择适用的密封垫片材料，例如橡胶、塑料、金属等。
密封垫片材料的选择要根据介质的性质、温度、压力等因素进行合理的匹配。
4.2 合理设计密封结构在设计密封垫片时，要合理设计密封结构，确保密封垫片能够充分填充法兰接头的接触面，提高密封性能。
常用垫片及特性
低碳钢 0Cr18Ni9
金属带材料 代号 名称 0
1 2
填充带材料 代号 1
2 3 4
内环 名称 无内环
低碳钢 0Cr18Ni9
名称 石棉
柔性石 墨 聚四氟 乙烯 非石棉 纤维
代号 1
2 3 4
代号 0
1 2
0Cr13
0Cr18Ni9 0Cr17Ni12Mo2 00Cr17Ni14Mo2
4.9MPa以下是合适的。
1. 2. 3. 4.
耐酸石棉在使用前要进行浸渍，浸渍液通常可用 以下四种： 石油沥青75%，煤焦油15%，石蜡10%； 变压器油75%，石蜡25%； 煤焦油80-90%，沥青10-20%； 水玻璃
2.橡胶垫片：在使用条件不十分苛刻条件下，一般
可用合成橡胶垫片。可是在法兰上应有“水线（沟 槽）”。
缠绕式垫片按其结构不同可分 为四种型式：基本型、带内环型、 带定为环型、带内环和定为环型。
填充带 金属带
基本型
垫片型式代号（GB/T4622.1－2003） 垫片型式 基本型 带内环型 带定为环型 带内环和定为环型 代号 A B C D 适用等法兰密封面形式 榫槽面 凹凸面 平面 突面
垫片材料代号（GB/T 4622.1－2003）
金属垫片
八角形环垫 椭圆形环垫 RX型及BX型自紧 密封环垫
二、非金属垫片
1.石棉垫片：
国产石棉橡胶板使用范围和性能
名 称 石 棉 橡 胶 板 牌号 表面颜色 横向抗拉强度 /MPa ≥19.0 适用条件 压力 p/MPa ≤6.0 温度 t/℃ ≤450 GB/T398 5-1995 标准
XB450
橡胶石棉垫片用于水管及压缩空气管道法兰时应涂 以鱼油与石墨粉的拌合物，用于蒸汽管道法兰时， 应涂以机油与石墨粉的拌合物。
管道法兰及垫片的选用
管道法兰及垫片的选用目前管道工程常用的连接方式有螺纹连接、焊接连接、法兰连接、承插连接、沟槽连接等形式。
低压管道PN≤2.5MPa中压管道PN=4—6.4MPa高压管道PN=10—100MPa超高压管道PN＞100MPa是按照公称压力分。
公称压力：管子、管件等在基准温度下的耐压强度成为公称压力。
法兰连接法兰连接是将垫片放入一对固定在两个管口上的法兰的中间，用螺栓拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。
法兰种类：按法兰与管子的固定方式分为螺纹法兰、焊接法兰、松套法兰；按密封面形法兰种类式可分为光滑式、凹凸式、榫槽式、透镜式和梯形槽式。
螺纹法兰：主要用于镀锌水、煤气钢管的连接，其密封面为光滑式。
其公称压力常用的有0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa 三种。
焊接法兰：是管道连接中最常用的法兰，分为平焊法兰和对焊法兰两种。
1、平焊法兰：又叫搭焊法兰与管子焊接时将管子插入法兰孔内，在法兰内外部与管子进行搭接角焊。
其公称压力常用的有 0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa 和 2.5MPa 四种。
平焊法兰的密封面有光滑式和凹凸式。
2、对焊法兰：又叫高颈法兰，与平焊法兰的区别是带有一段锥形短管。
法兰与管子的结合实质上是短管与管子的对口焊接。
故称对焊法兰。
一般用于公称压力≥4.0 MPa 或温度大于 300℃的管道上。
对焊法兰有光滑式、凹凸式、榫槽式和梯形槽式四种。
密封面形式。
其中光滑式和凹凸式最为普遍。
松套法兰：也叫活套法兰或活动法兰。
分为平焊松套法兰、对焊松套法兰、卷边松套法兰。
这种法兰接口，就是利用钢环或管口卷边把法兰套在管端上，因此法兰可以在管端上活动，故称松套法兰。
1、平焊松套法兰：密封面一般有光滑式和榫槽式。
其公称压力常用的有 0.6MPa、1.0 MPa、1.6 MPa 和 2.5MPa 四种。
主要用于不锈钢管道、铜及铜合金管道、铝及铝合金管道以及塑料管道等。
2、对焊松套法兰：其密封面一般为凹凸式，用于公称压力较高的场合。
法兰垫片的类型、标识和选用
法兰垫片的类型、标识和选用
垫片是法兰连接的主要密封件，因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。
根据制作材料的不同，垫片可以分为很多种类。
除了垫片的类型，垫片的标识和选型也很重要！
一、垫片的结构型式
工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成，密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。
其常用的材料有非金属材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强橡胶基复合板等。
此外，密封元
件材料也可以是刚性或柔性的金属，通常用于压力和温度较高的场合。
对于非金属材料的密封元件，通常插入金属材料予以增强，同时也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。
增强材料可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式以提高增强效果和增加弹性，并通过粘结剂和辊压将它们贴合在一起。
密封元件也可以可设一表面层或抗粘结处理层来增加密封效果和防止法兰密封面粘结。
外加强环或外环材料均为实体金属，其作用是：
帮助密封元件安装时对中；
防止密封元件过份压缩而破坏；防止垫片吹出和减少法兰转动等。
外加强环不与密封介质接触，因此不要求耐介质腐蚀，故常常由碳钢材料制成。
外加强环还可以与密封元件制成一体，例如金属齿形垫片、波齿复合垫片。
管线法兰垫片的选用标准及安装注意事项
管线法兰垫片的选用标准及安装注意事项一、垫片的选用原则（一）垫片主要分非金属软垫片、金属复合垫片和金属垫片三大类，其中又分为柔性石墨类、聚四氟乙烯类、橡胶类、无石棉纤维类垫片、缠绕垫片，波形活压垫片，椭圆垫和八角垫等；（二）所选垫片的密封压力必须满足使用压力的要求；垫片材料的物理化学性要适应被密封介质的性质，满足可压缩性、回弹性、抗腐蚀性和抗氧化性等要求；所选垫片要和法兰密封面的型式匹配；（三）氯碱厂各车间在管线和设备法兰垫片选用首先按照附件二表中的标准选用，对其它特殊的垫片应符合HG/T 20614、 HG/T 20635《钢制管法兰、垫片、紧固件选用配合规定》的要求。
二、垫片的安装、检查要求（一）安装前的检查1、垫片的检查（1）垫片的材质、形式、尺寸是否符合要求；（2）垫片表面不允许有机械损伤，径向刻痕、严重锈蚀、内外边缘破损等缺陷；（3）选用的垫片应与法兰密封面形式相适应。
2、螺栓、螺母的检查（1）螺栓与螺母的材质、形式、尺寸是否符合要求；（2）螺母在螺栓上应转动灵活，但不应晃动；（3）螺栓及螺母不允许有斑疤、毛刺；（4）螺纹不允许有断缺现象；（5）螺栓不应有弯曲现象。
3、法兰安装质量的检查（1）法兰出现偏口现象----管线不垂直、不同心、法兰不平行。
两法兰间允许的偏斜值：使用非金属垫片时应小于 2mm；使用金属复合垫片、椭圆垫、八角垫及与设备连接的法兰应小于 1mm；（2）法兰出现错口现象---两法兰不同心。
在螺栓孔径及螺栓直径符合标准的情况下，以不用其他工具将螺栓自由地穿入螺栓孔，即认为合格；（3）法兰出现张口现象---法兰间隙过大。
两法兰间允许的张口值（除去管线预拉伸值及垫片或盲板的厚度）：管法兰的张口应小于 3mm，与设备连接的法兰应小于 2mm；（4）法兰出现错孔现象---管线法兰同心，但两个法兰相对应的螺栓孔之间的弦距（或螺栓孔中心圆直径等）偏差较大。
（二）垫片的安装1、两法兰必须在同一中心线上并且平行。
法兰连接
1.4 影响密封性能的主要因素
螺栓预紧力 垫片性能 压紧面质量 法兰刚度 操作条件
1.4.1 螺栓预紧力
预紧力使垫片压紧实现初始密封 适当提高预紧力可增加垫片的密封能力，即在正常工况 下保留较大的接触面比压力 预紧力不宜太大，否则使垫片整体屈服丧失回弹能力， 甚至将垫片挤出或压坏 预紧力应均匀地作用到垫片上，可采取减小螺栓直径、 增加螺栓个数等措施来提高密封性能
法兰连接
主讲 任会松
学习向导
了解法兰连接工作原理和垫片的种类 了解压力容器法兰和管法兰的类型 了解三种密封面的结构特点和应用范围 知道本公司使用法兰类型
法兰简介
压力容器的可拆密封装置形式有螺纹 连接、承插式连接和螺栓法兰连接等， 其中螺栓法兰连接应用最普遍。 螺栓法兰连接主要由法兰、螺栓和垫 片组成。螺栓作用是提供预紧力实现 初始密封，并承担内压产生的轴向力 和是螺栓法兰连接变为可拆连接。垫 片装在两个法兰中间，防止容器发生 泄漏。 法兰连接有较好的强度和紧密性，适 用的尺寸范围广，广泛应用于设备和 管道，但法兰连接不能很快的装配， 且制造成本较高。
榫槽型密封面
梯形槽
2.3.2 压力容器法兰用的密封垫片
非金属垫片：橡胶板、无石棉橡胶板、聚四氟乙 烯、柔 性石墨；断面形状一般为平面形或O形。这些材料的优 点是柔软，耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只 适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。
2.3.2 压力容器法兰用的密封垫片
金属垫片：常用的是软铝、软钢、铜、各种合金钢、不 锈钢。其断面形状有平面形、波纹形、齿形、椭圆形和 八角形等。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要 求软韧；主要用于中、高温和中、高压的法兰联接密封。
密封机理 法兰分类 法兰材质，选用
法兰密封垫片选型参考
法兰密封垫片选型参考一、垫片密封机理泄漏——即介质从有限空间内部流到外部,或从外部进入有限空间内部的人们不希望发生的现象.介质流动通过内外空间的交界面即密封面发生泄漏.造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙,而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力.由于密封面的形式及加工精度等因素的影响,密封面上存在间隙在所难免,这就造成密封面不完全吻合,从而发生泄漏.要减少泄漏,就必须使接触面最大程度地嵌合,即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推动力.对密封面施加压紧载荷,以产生压紧拉力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道.使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产生塑性变形的特性,使之填平法兰密封面的微小凹凸不平,从而实现密封.二、垫片密封的泄漏形式1、界面泄漏2、渗透泄漏“界面泄漏”与“渗透泄漏”三、影响垫片密封连接,导致泄漏的主要因素1、气体的泄漏率大于液体的泄漏率,黏度小,泄漏率大.2、工况的影响：介质的压力、温度等①介质两侧的压力差越大,介质就越易克服泄漏通道的阻力,泄漏就越容易；②垫片的弹、塑性变形量均随温度升高而增大,而回弹性能随温度升高而下降,蠕变量则随温度的升高而增大.且随着温度的升高,垫片的老化、失重、蠕变、松弛现象就会越来越严重.此外,随着温度的升高,液体的黏度降低,而气体的黏度增加.温度越高,泄漏越容易发生.3、法兰表面粗糙度的影响通常表面粗糙度越小,泄漏量越小.这主要是由于粗糙度小的密封表面,其凹凸不平易被填平,从而使得界面泄漏大为减少.4、垫片压紧应力的影响垫片上的压紧力越大,其变形量就越大.垫片的变性一方面有效地填补了法兰表面的不平度,使得界面泄漏大为减少；另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩,泄漏通道的截面减小,泄漏阻力增加,从而泄漏率大大减小.但如果垫片的压紧应力过大,则易将垫片压溃,从而失去回弹能力,无法补偿由于温度、压力引起的法兰面的分离,导致泄漏率急剧增大.因此要维持良好的密封,必须使垫片的压紧应力保持在一定的范围内.5、垫片几何尺寸的影响①垫片厚度的影响在同样的压紧载荷、同样的介质压力作用下,泄漏率随垫片厚度的增加而减小.这是由于在同样的轴向载荷作用下,厚垫片具有较大的压缩回弹量,在初始密封条件已经达到的情况下,弹性储备较大的厚垫片比薄垫片更能补偿由于介质压力引起的密封面间的相对分离,并使垫片表面保留较大的残余压紧应力,从而使泄漏率减少.②垫片宽度的影响在一定的范围内,随着垫片宽度的增加,泄漏率呈线性递减.这是因为,在垫片有效宽度内介质泄漏阻力与泄漏通道的长度正比于垫片宽度成正比.但不能说垫片越宽越好,因为垫片越宽,垫片的表面积就越大,这样要在垫片上产生同样的压紧应力,宽垫片的螺栓力就要比窄垫片大得多.垫片的性能和参数一、垫片的常温性能1、垫片的压缩性——指压缩后垫片厚度的变化量,它表征垫片刚性的大小.垫片的回弹性——指压缩载荷卸除后垫片厚度的回复量.无论哪种结构形式的垫片都有一定的塑性,即在压缩过程中,当垫片的载荷超过一定限度,垫片除产生弹性变形外,还会产生部分塑性变形或永久变形.即使是弹性最好的橡胶垫片也会产生大于5%~10%的塑性变形.螺栓—法兰—垫片连接的密封,本质上是通过垫片变形,减小法兰与垫片之间及垫片本体的毛细孔截面积,增加流体泄漏阻力来实现密封的.2、应力松弛性能①应力松弛——对螺栓—法兰—垫片密封连接施加螺栓载荷时,作用在垫片上的压紧应力会使垫片变薄,经运转一段时间后,垫片厚度将继续减小,垫片上的应力也会逐渐减小,这种应力减小的现象称为应力松弛.②蠕变松弛——对螺栓—法兰—垫片连接这样的预应力静不定系统,垫片应力是由螺栓伸长转换成垫片应力的,因而垫片蠕变不发生在恒应力下,垫片厚度的任何改变都会引起螺栓伸长的变化,同时也改变了垫片应力,这种垫片与螺栓的相互作用被称为垫片的蠕变松弛.3、密封性能垫片密封性能是指在某一特定的操作条件下,垫片密封所能达到的泄漏率低于某一规定的指标泄漏率.而泄漏率指在标准实验条件下,介质流体每秒钟通过垫片的泄漏量.泄漏率和介质压力基本呈线性关系即介质压力越高,泄漏率越大；泄漏率和残余预紧应力成负指数关系即残余预紧应力越大,泄漏率越小.二、垫片的高温性能高温工况下,密封元件材料的物理性能和力学性能都将发生变化,如高温会降低垫片的回弹能力；高温下垫片发生蠕变松弛导致垫片应力下降；高温下垫片材质发生老化.因而,与常温密封相比,高温密封要困难得多.1、高温压缩及回弹性能高温下材料的屈服限降低、塑性变形量增大、蠕变加剧,回弹性能下降.实际工况下,如果垫片回弹量小到不足以补偿介质压力、温度和法兰附加载荷引起的密封面的分离时,可能导致泄漏率的增大,甚至不能保证连接系统的紧密性要求.2、高温密封性能试验表明,泄漏率和介质压力基本成线性关系,具有黏性流体层流的一般特性；泄漏率和垫片压紧应力成负指数关系,残余压紧应力越大,泄漏率越小；泄漏率随温度的升高而增大,两者成指数关系.垫片密封面结构形式一、垫片密封面结构形式代号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.基本型垫片适用于榫槽面法兰B.内环型垫片适用于凹凸面法兰C.定位环型垫片适用于平面和突面法兰二、金属缠绕式垫片1、定义金属缠绕式垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属平垫片.2、性能：①压缩、回弹性能好,具有多道密封和一定的自紧功能；②对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感,不粘结法兰密封表面,容易对中,因而拆装便捷；③可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响；④能在高温、低温、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下,保持其优良的密封性能.3、使用注意事项：①缠绕式垫片的密封元件即垫片本体或基本型垫片宽度应比非金属软垫片的宽度小.在制作用于凹凸面、平面和突面法兰的缠绕垫片时,不能随便用非金属软垫片的宽度尺寸来代替缠绕式垫片密封元件的宽度尺寸.因为缠绕式垫片是半金属垫片,标准规格垫片的压紧应力在70MPa左右时才达到合理的压缩变形,从而产生良好的密封效果；如果随意加大垫片本体密封面宽度,势必造成压紧力降低,垫片肯定不能达到标准的压缩变形量,因而不能产生良好的密封；如果超范围地加大压紧力,又必然会产生法兰和螺栓的大量变形,结果会导致泄漏.②基本型垫片最好不要用于凹凸面法兰上.这是因为基本型垫片在法兰轴向压紧力作用下,垫片内圈焊点容易开焊,这样不但会引起泄漏,而且垫片软填料散落会污染物料和堵塞管道.③在高温、深冷或冷热频繁交变、振动较大、强腐蚀介质等恶劣工况条件下,用于平面和突面法兰的垫片最好加装合理材料的内环.④决不能用低材质垫片取代高材质垫片.4、使用方法：①拧紧螺栓时,要使垫片均匀受力,对称把紧.②选择合理的垫片压缩量,一般为0.6~1.2mm为宜.过大压缩量,会降低垫片的回弹率,因而失去垫片像弹簧似的容易吸收振动的特性.选用垫片的基本原则一、选用或订购垫片时应了解的数据1、相配法兰的密封面型式和尺寸.2、法兰及垫片公称通径.3、法兰及垫片公称压力.4、流体介质的温度.5、流体介质的性质.二、选用垫片时还应考虑以下因素1、有良好的压缩及回弹性能,能适应温度和压力的波动.2、有良好的可塑性,能与法兰密封面很好的贴合.3、对有应力腐蚀开裂倾向的某些金属如奥氏体不锈耐酸钢法兰,应保证垫片材料不含会引起各种腐蚀的超量杂质,如控制垫片氯离子含量以防对法兰腐蚀.4、不污染介质指密封介质是饮用水、血浆、药品、食品、啤酒等.5、对密封高度毒性的化学品,要求垫片应具有更大的安全性；对于输送易燃液体的管道系统,要求垫片用于法兰上的最高使用压力和最高使用温度在限制范围内.6、低温时不易硬化,收缩量小,高温时不易软化,抗蠕变性能好.7、加工性能好,安装及压紧方便.8、不粘结法兰密封面,拆卸容易.。
法兰垫片有那些类型如何进行标识和选用
法兰垫片有那些类型如何进行标识和选用
垫片是法兰连接的主要密封件，因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。
根据制作材料的不同，垫片可以分为很多种类。
除了垫片的类型，垫片的标识和选型也很重要！1
垫片的结构型式
工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成，密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。
其常用的材料有非金属材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强橡胶基复合板等。
此外，密封元件材料也可以是刚性或柔性的金属，通常用于压力和温度较高的场合。
对于非金属材料的密封元件，通常插入金属材料予以增强，同时也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。
增强材料可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式以提高增强效果和增加弹性，并通过粘结剂和辊压将它们贴合在一起。
密封元件也可以可设一表面层或抗粘结处理层来增加密封效果和防止法兰密封面粘结。
外加强环或外环材料均为实体金属，其作用是：
帮助密封元件安装时对中；
防止密封元件过份压缩而破坏；防止垫片吹出和减少法兰转动等。
外加强环不与密封介质接触，因此不要求耐介质腐蚀，故常常由碳钢材料制成。
外加强环还可以与密封元件制成一体，例如金属齿形垫片、波齿复合垫片。
内加强环或内环接触流体，其材料应能抵御密封介质的腐蚀。
内加强环的作用是：
防止密封元件与容器或管道法兰之间的空隙，以避免此空隙干扰流体的流动以及由此引起的流体对垫片的冲击。
2
法兰垫片的种类。
常用法兰、垫片及钢管选用标准
三、法兰公称通径和钢管外径
2、钢管外径：
我国目前生产和使用的钢管，从外径来分有两个系列 ：标准中标注为“系列Ⅰ”和“系列Ⅱ”，或称“A系列 ”及“B系列”。系列Ⅰ或A系列的钢管为“英制管”，俗 称“大外径管”；系列Ⅱ或B系列的钢管为“公制管”， 俗称“小外径管”。
所谓“大外径管及小外径管”的含义是：在相同管道 公称通径的条件下，管道附件（诸如法兰、阀门、管件及 管道过滤器等）所配用钢管外径尺寸的大小，尺寸大的叫 “大外径”管；尺寸小的叫“小外径”管。例如：公称通 经DN100的法兰，配管外径为114.3mm及108mm两种， 外径114.3mm的钢管称为“大外径”管或“系列Ⅰ或A系 列”管；外径108mm的钢管称为“小外径”管或“系列 Ⅱ或B系列”管。钢管外径系列是管法兰尺寸的基础。
本参数。公称通径是仅与制造尺寸有关且引用方便的一个 园整数值，不适用于计算，它是管道系统中除了用外径和 螺纹尺寸代号标记的元件以外的所有其他元件通用的一种 规格标记。
法兰公称通径与管道公称通径含义相同，它并不是某 一个实际结构尺寸，也不等于法兰内径，而仅仅是与制造 尺寸有关联的经过园整后的一个名义尺寸，其标记方法是 在字母“DN”后跟一个以mm为单位的数字。
11尿素厂设备科2017年9月10日常用工业法兰垫片及钢管选用标准21现场常见问题概述内容提要234垫片密封及适用范围常用管道标准及选用原则常用属材标准代号工业管道法兰管件标准3序言法兰规格型号和压力等级材质选型不当现场常见问题概述管道法兰之间或与阀门标准不匹配垫片选用不当造成不必要泄漏管道检修更换的管件与管子直径壁厚不匹配4管道连接法兰一侧为长颈对焊法兰另一侧为平焊法兰标准不一致存在安全隐患和质量缺陷案例一5案例二管道弯头与直管段壁厚和直径规格不匹配焊缝搭接造成质量缺陷和安全隐患6案例三垫片选型不合适造成密封失效
常用法兰、垫片及钢管选用标准
7
案例五
管道法兰选型不 当，应为长颈对 焊法兰，避免造 成内部冲蚀。
8
案例七
平盖法兰与设备法兰 标准不一致，已出现 鼓包疲劳变形，存在 安全隐患。
9
管理意识不到位
不熟悉相关标 准及质量验收 规范
存在问题根源
安装质量把 关不严
没有核对图 纸与现场
10
第一部分
工业管道法兰、管件标准
一、法兰的型式、参数。 二、 法兰密封面 三、 法兰公称通径和钢管外经 四、 法兰的标记 五、压力容器法兰
二、非金属平垫片
２、聚四氟乙烯包履垫片
包履层（聚四氟乙烯）
夹镶层（石棉橡胶板或其它复合材料）
标记示例 公称通径50mm、公称压力1.0MPa的剖切型聚四氟乙烯垫片： S-50-1.0 GB/T１３０４－１９９２ 公称通径50mm、公称压力1.0MPa的机加工型聚四氟乙烯垫片： M-50-1.0 GB/T１３０４－１９９２ 公称通径50mm、公称压力1.0MPa的折包型聚四氟乙烯垫片： F-50-1.0 GB/T１３０４－１９９２
法兰 DN100-PN40 M（系列Ⅱ）GB/T9115.2-2000
22
四、法兰的标记
2、带颈平焊法兰 公称通径100mm、公称压力2.5MPa的平面带颈 平焊法兰：法兰 DN100-PN25 FF（系列Ⅱ） GB/T9116.1-2000 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的突面带颈平 焊法兰：法兰 DN100-PN25 RF（系列Ⅱ） GB/T9116.1-2000 公称通径80mm、公称压力4.0MPa的凸面带颈平 焊法兰：法兰 DN80-PN40 M（系列Ⅱ） GB/T9116.2-2000
25
垫片选择选型(详细)
垫片原材料选择/ (2004-9-13 12:24:46) --密封技术选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质一. 金属垫片材料1. 碳钢:推荐最大工作温度不超过538℃，特别当介质具有氧化性时。
优质薄碳钢板地不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备，如果碳钢受到在的应力，用于热水工况条件下的设备事故率非常高。
碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。
布氏硬度约120。
2. 304不锈钢18-8（铬18-20%、镍8-10%），推荐最大工作温度不超过760℃。
在温度 -196~538℃区间内，易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。
布氏硬度160。
3． 304L 不锈钢含碳量不超过0。
03%。
推荐最大工作温度不超过760℃。
耐腐蚀性能类似304不锈钢。
低的含碳量减少了碳从晶格的析出，耐晶界腐蚀性能高于304不锈钢。
布氏硬度约140。
4． 316不锈钢18-12（铬18%、镍12%），在304不锈钢中增加约2%钼，当温度提高其强度和耐腐蚀性能提高。
当温度提高时比其它普通不锈钢具有更高抗蠕变性能。
推荐最大工作温度不超过760℃。
布氏硬度约160。
5． 316L不锈钢推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。
碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优秀的耐应力和晶界腐蚀。
布氏硬度约140。
6． 20合金45%铁、24%镍、20%铬和少量钼和铜。
推荐最大工作温度不超过760℃~815℃。
特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备，布氏硬度约160。
7．铝铝（含量不低于99%）。
铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。
布氏硬度约35。
推荐最大连续工作温度不超过426℃。
8．紫铜紫铜的成份接近于纯铜，其含有微量的银以增加其连续工作温度。
推荐最大连续工作温度不超过260℃。
布氏硬度约80。
9．黄铜（铜66%、锌34%），在大多数工况条件下，具有良好耐腐蚀性能，但不适应醋酸、氨、盐和乙炔。
推荐最大连续工作温度不超过260℃。
垫片密封失效分析及垫片的选用
（２）正确的安装垫片 安装时垫片和法兰表面要保持洁净；应检查毽片表面 是否有径向的划痕，法兰表面粗糙度是否合适，法兰面的凸 台是否对准；密封平面的平行度是否满足使用垫片型式的 要求；检查垫片的形式、材料、尺寸和螺栓是否符合规定的 要求；安装时将垫片放人正确的位置，螺栓须对称逐渐拧 紧，如需一定的螺栓应力，则应使用力矩扳手，以获得正确 的螺栓预紧力。 （３）垫片应合理储存 非金属垫片必须储存于干燥凉爽的地方，不要直接暴 露于阳光下或有臭氧的地方，应该平放『疗ｉ不能挂在钩上，储 存期超过２ ａ须榆查是否已经变质；储存垫片的箱盒必须 标明垫片的材料、形式、尺寸、及温度、压力等级等技术数 据，以免用错。
２０００：３６－－４１．
万 方数据
２００９年第３期
赵春梅．垫片密封失效分析及垫片的选用
５５
径，都能提高法兰抗弯刚度及抗变形能力【１】。 垫片的硬度应低于法兰硬度，在允许范围内，二者之间 相差越大．实现密封就越容易。 １．５密封面没有达到相应要求 法兰密封面的形状和粗糙度应与垫片相配合，一般与 金属垫圈接触的密封面，要求尺寸精度很高，粗糙度在 Ｒａ６．３，３．２，而软质垫片的密封面精度可低些，粗糙度Ｒａ２５— １２．５即可。但密封面必须避免径向机械刻痕、毛刺和其他机 械损伤。 密封面的平直度和密封面与法兰轴线的垂直度是保证 垫片均匀压紧的前提，因此在设计、安装时必须考虑管线热 膨胀造成的推力或偏心力的影响。 密封面不洁净，有机械损伤和腐蚀损坏以及残留的旧 垫片，也会导致垫片密封失效。 ２预防垫片密封失效的措施 由于垫片密封失效问题轻则引起静密封点的跑、冒、 滴、漏，严重者可能造成装置停工，甚至造成重大的火灾、爆 炸、中毒等安全事故。要防止垫片失效，必须注意３个方面 的问题。 （ｉ）合理选用垫片，必要时将垫片升级使用 对于输送易燃、易爆、剧毒及强腐蚀介质的设备、容器、 管线上，不允许使用石棉橡胶垫片，应根据操作条件来提高 垫片的耐温、耐压等级．即选用更高温度压力等级的垫片； 对于有应力松弛，压力、温度波动的介质，即使中低压场合， 也应选用具有良好的回弹性的耐高温高压的缠绕式够片。 使用金属垫片时，应在完全退火的状态下使用，尽可能选用 较软的金属材料，金属垫片的硬度宜比法兰硬度低
法兰垫片的选用
垫片原材料选择选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质一. 金属垫片材料1. 碳钢:推荐最大工作温度不超过538℃，特别当介质具有氧化性时。
优质薄碳钢板地不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备，如果碳钢受到在的应力，用于热水工况条件下的设备事故率非常高。
碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。
布氏硬度约120。
2. 304不锈钢18-8（铬18-20%、镍8-10%），推荐最大工作温度不超过760℃。
在温度-196~538℃区间内，易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。
布氏硬度160。
3．304L 不锈钢含碳量不超过0。
03%。
推荐最大工作温度不超过760℃。
耐腐蚀性能类似304不锈钢。
低的含碳量减少了碳从晶格的析出，耐晶界腐蚀性能高于304不锈钢。
布氏硬度约140。
4．316不锈钢18-12（铬18%、镍12%），在304不锈钢中增加约2%钼，当温度提高其强度和耐腐蚀性能提高。
当温度提高时比其它普通不锈钢具有更高抗蠕变性能。
推荐最大工作温度不超过760℃。
布氏硬度约160。
5．316L不锈钢推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。
碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优秀的耐应力和晶界腐蚀。
布氏硬度约140。
6．20合金45%铁、24%镍、20%铬和少量钼和铜。
推荐最大工作温度不超过760℃~815℃。
特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备，布氏硬度约160。
7．铝铝（含量不低于99%）。
铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。
布氏硬度约35。
推荐最大连续工作温度不超过426℃。
8．紫铜紫铜的成份接近于纯铜，其含有微量的银以增加其连续工作温度。
推荐最大连续工作温度不超过260℃。
布氏硬度约80。
9．黄铜（铜66%、锌34%），在大多数工况条件下，具有良好耐腐蚀性能，但不适应醋酸、氨、盐和乙炔。
推荐最大连续工作温度不超过260℃。
布氏硬度约58。
10．哈氏B-2（26-30%钼、62%镍和4-6%铁）。
钢结构施工中的法兰连接与螺栓连接技术规范与材料选用要点与质量控制
钢结构施工中的法兰连接与螺栓连接技术规范与材料选用要点与质量控制钢结构是现代建筑中广泛采用的一种结构形式，其具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点。
在钢结构的施工过程中，连接技术起到了至关重要的作用。
本文将从法兰连接和螺栓连接两个方面，探讨施工中的技术规范与材料选用要点以及质量控制方法。
一、法兰连接技术规范与材料选用要点在钢结构施工中，法兰连接是一种常用的连接方式。
它通过将两个零件的法兰相互对接，然后通过螺栓将其紧固在一起。
在进行法兰连接时，需要遵循以下技术规范和注意事项：1. 法兰连接的标准：根据中国标准规范，钢结构的法兰连接应符合国家标准GB/T 9117.1-2000《钢结构用标准法兰连接的螺栓连接副第一部分：钢结构用普通法兰》。
这个标准规定了法兰连接的尺寸、材料、螺栓规格等方面的要求。
2. 法兰连接的选材：在进行法兰连接时，应选择适合工程环境的材料。
一般来说，常用的法兰材料有碳钢、不锈钢、合金钢等。
根据实际情况，选择适合的材料能够提高法兰连接的可靠性和耐久性。
3. 法兰连接的密封：在法兰连接中，密封是一个重要的考虑因素。
根据工程要求，可以选择不同类型的密封垫片，如橡胶垫片、石棉橡胶垫片、聚四氟乙烯垫片等。
通过正确选择和安装密封垫片，可以确保法兰连接的密封性能。
二、螺栓连接技术规范与材料选用要点螺栓连接是钢结构施工中常用的一种连接方式。
它通过螺栓将两个零件连接在一起。
在进行螺栓连接时，也需要遵循以下技术规范和注意事项：1. 螺栓连接的标准：螺栓连接的标准主要有GB/T 3632-2008《螺栓、螺母和螺柱钢结构连接用级制》和GB/T 1228-1991《高强度大六角头螺栓连接钢结构用公差》两个。
这些标准规定了螺栓连接的结构、材料、强度等方面的要求。
2. 螺栓连接的类型：根据螺栓的形状和用途，螺栓连接可以分为普通螺栓连接、高强度螺栓连接和预应力螺栓连接。
在进行螺栓连接时，应根据工程设计要求选择合适的螺栓类型。
法兰垫片的选型标准
法兰垫片的选型标准法兰垫片是一种常用于管道、阀门和泵等设备连接处的密封元件，具有防漏、防腐蚀和耐高温等特性。
选择合适的法兰垫片对于设备的正常运行和安全性至关重要。
以下是选型法兰垫片时应考虑的几个标准。
首先，要考虑法兰垫片的材料。
根据不同的工作环境和介质，选择合适的材料是非常重要的。
一般常用的材料有橡胶、压缩非铸造材料（如石棉橡胶板）和金属等。
橡胶垫片具有较好的密封性能，适用于一般的管道系统。
压缩非铸造材料可以在较高温度和较高压力下工作，适用于化工和石油行业。
金属垫片具有较高的强度和耐腐蚀性能，适用于高温和高压力下的设备。
其次，要考虑法兰垫片的尺寸。
尺寸的选取应根据法兰连接的尺寸来确定。
法兰垫片的内径和外径必须与法兰的尺寸相匹配，以确保完全密封。
此外，法兰的厚度和垫片的厚度也需要匹配，以保证安装时的正确性。
此外，环境条件也是选型时需要考虑的因素之一。
例如，如果设备处于高温环境下，应选用耐高温的垫片材料。
如果设备处于腐蚀性环境下，应选用耐腐蚀的材料。
对于可能接触有机溶剂或其他特殊介质的设备，需要选用能够提供良好密封性能的特殊材料。
最后，还需要考虑法兰垫片的性能要求。
密封性能是选型的关键指标之一。
垫片应能够提供可靠的密封，以防止泄漏。
耐压性能也是需要考虑的因素，垫片应能够承受设备所需的压力。
此外，还需要考虑垫片的耐磨性、耐油性和耐腐蚀性等。
综上所述，选择合适的法兰垫片是确保设备正常运行和安全性的关键。
选型时应考虑材料、尺寸、环境条件和性能要求等因素。
正确选型的法兰垫片能够提供可靠的密封，延长设备的使用寿命，并减少维修成本。
因此，在选购法兰垫片时需仔细评估各项指标，确保选择最适合的产品。
压力容器用大直径法兰连接密封垫片的选用
压力容器用大直径法兰连接密封垫片的选用目前，随着工业机械的大型化和参数的大型化，法兰的密封变得至关重要。
文章深入的分析了法兰连接的密封问题，并制定了使用密封垫片进行压力容器密封的正确方法，对提升压力容器的应用性能具有十分重要的意义。
标签：压力容器；法兰连接；密封垫片前言法兰连接是保证工业机械使用稳定性的重要连接方法，近些年来，法兰连接领域存在的一些问题日益凸显，因此，对法兰连接领域的一些问题进行有效的分析，能够很大程度上增强法兰连接的质量，对提升压力容器的应用性能十分重要。
1 大直径法兰连接垫片的应用1.1 应用石棉进行大直径法兰连接首先，要将石棉同橡胶板进行结合处理，避免法兰连接的过程中产生较大的原材料形变。
其次，要保证大直径法兰连接方法在应用的过程中能够具备较强的变形能力，使大直径法兰连接技术的应用可以更大程度上提升法兰连接的平整性。
如果在进行法兰连接的过程中，大直径法兰连接技术不能有效的降低橡胶板的粗糙度，则需要从宏观角度出发，对橡胶板进行技术处理，使橡胶板可以具备较强的平整性。
如果现有的场所可以完整的使用垫片进行大直径法的实施，则可以按照垫片的具体密封性能实施密封工序的推进，使材料能够有效的避免法兰连接性能的减弱。
1.2 应用金属包垫进行大直径法兰连接要从金属包垫的强度参数的分析入手，对可能出现的原料松弛情况实施研究，以便现有的原料可以更大程度上提升同大直径法兰连接技术方案的适应程度，使现有的设备可以更好的进行密封性保护，提升设备的使用质量。
要按照可能出现的应力松弛情况，对有可能导致密封性减弱的因素实施排除，以便金属包垫可以在使用的过程中能够具备更高程度的密封性能，使大直径法兰连接技术能够适应密封垫长期使用的目的[1]。
要结合工业设备的长时间密封需要，对密封性应用过程中的技术要求进行控制，使现有的场所可以更好的同密封垫片的技术要求相适应，提升金属包垫的使用质量。
另外，要尽可能选取厚度较低的金属物质进行金属包垫的操作，使现有的石棉板能够更好的进行各类应用材料的分析，使材料能够在使用的过程中实施必要的参数调节，提高法兰连接的应用质量。
密封垫片的标准
密封垫片的标准密封垫片的标准垫片标准GB/T 4622．1—2009缠绕式垫片分类GB/T 4622．2—2008缠绕式垫片管法兰用垫片尺寸GB/T 4622．3—2007缠绕式垫片技术条件GB/T 9126—2008管法兰用非金属平垫片尺寸GB/T 9128—2003钢制管法兰用金属环垫尺寸GB/T 9129—2003管法兰用非金属平垫片技术条件GB/T 9130—2007钢制管法兰用金属环垫技术条件GB/T l3403 2008大直径钢制管法兰用垫片GB/T l3404—2008管法兰用非金属聚四氟乙烯包覆垫片GB/T l5601—1995管法兰用金属包覆垫片GB/T l9066．1—2008柔性石墨金属波齿复合垫片尺寸GB/T l9066．3—2003柔性石墨金属波齿复合垫片技术条件GB/T l9675．1—2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片尺寸GB/T l9675．2—2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片技术条件JB/T 87—1994管路法兰用石棉橡胶垫片JB/T 88—1994管路法兰用金属齿形垫片JB/T 89—1994管路法兰用金属环垫JB/T 90—1994管路法兰用缠绕式垫片JB/T 6369—2005 柔性石墨金属缠绕垫片技术条件JB/T 6618 2005金属缠绕垫用聚四氟乙烯带技术条件JB/T 8559—1997金属包垫片JB/T l0688—2006聚四氟乙烯垫片技术条件JB/T l0689—2006膨体聚四氟乙烯密封带技术条件SH 340111996管法兰用石棉橡胶板垫片SH 3402 1996管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片SH 3403—1996管法兰用金属环垫SH 3407—1996管法兰用缠绕式垫片HG/T20592~20635-2009钢制管法兰、垫片、紧固件基础标准GB/T l047—2005 管道元件DN（公称尺寸）的定义和选用GB/T l048 2005 管道元件PN（公称压力）的定义和选用GB/T l2385—2008 管法兰用垫片密封性能试验方法GB/T l2621 2008管法兰用垫片应力松弛试验方法GB/T l2622 2008管法兰用垫片压缩率和回弹率试验方法GB/T 20671．1—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第1部分：非金属垫片材料分类体系GB/T 20671．2—2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法第2部分：垫片材料压缩率回弹率试验方法GB/T 20671．3—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第3部分：垫片材料耐液性试验方法GB/T 20671．4—2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法第4部分：垫片材料密封性试验方法GB/T 20671．5—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第5部分：垫片材料蠕变松弛率试验方法GB/T 20671．6—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第6部分：垫片材料与金属表面粘附性试验方法GB/T 20671．7—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第7部分：非金属垫片材料拉伸强度试验方法GB/T 20671．8—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第8部分：非金属垫片材料柔软性试验方法GB/T 20671．9—2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法第9部分：软木垫片材料胶结物耐久性试验方法GB/T 20671．10一2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法第10部分：垫片材料导热系数测定方法GB/T 20671．11—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第11部分：合成聚合材料抗霉性测定方法相关标准GB/T 539—2008耐油石棉橡胶板GB/T 540 2008耐油石棉橡胶板试验方法GB 912—2008 碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带GB/T 3280—2007不锈钢冷轧钢板和钢带GB/T 3985—2008石棉橡胶板GB/T 4238—2007耐热钢钢板和钢带GB/T 5574—2008工业用橡胶板GB/T ll253—2007碳素结构钢冷轧薄钢板及钢带JB/T 6628—2008柔性石墨复合增强（板）垫JB/T 7758．1—2008柔性石墨板氟含量测定方法JB/T 7758．2—2005柔性石墨板技术条件JB/T 7758．3—2005柔性石墨板硫含量测定方法JB/T 7758．4 2008柔性石墨板氯含量测定方法JB/T 7758．5—2008柔性石墨板线膨胀系数测定方法JB/T 7758．6—2008柔性石墨板肖氏硬度测试方法JB/T 7758．7—2008柔性石墨板应力松弛试验方法JB/T 9141．1—1999柔性石墨板材密度测试方法原创文章："/public/tool/kbview/kid/1481/cid/1" 【请保留版权，谢谢！】文章出自电子元件技术网。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第46卷第7期2018年4月广 州 化 工Guangzhou Chemical IndustryVol.46No.7Apr.2018法兰连接结构中密封垫片的特性与选用周 新(江苏省特种设备安全监督检验研究院常熟分院,江苏 常熟 215500)摘 要:法兰密封连接是过程工业装置中最常见的可拆连接形式,为保证法兰连接良好的密封性能及长久的使用寿命,对垫片材料特性的了解以及对垫片的合理选用具有重要意义㊂本文介绍了法兰密封连接中垫片的密封机理,分析了界面泄漏与渗透泄漏两种失效形式㊂讨论了常用垫片的分类㊁材料特性及适用范围,提出了密封垫片的选型准则㊂关键词:垫片;密封;法兰连接 中图分类号:TB42 文献标志码:A文章编号:1001-9677(2018)07-0100-03作者简介:周新(1982-),男,本科,工程师,主要从事压力管道㊁压力容器安装监检㊁在用检验工作㊂Properties and Selection of Gasket Seal in Flange Connection StructureZHOU Xin(Jiangsu Province Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute Changshu Branch,Jiangsu Changshu 215500,China)Abstract :Flange joints are most popular removable connection in process industry devices.The deep understanding and reasonable selection of gasket seal have profound significance on good sealing performance and long service life for flange joints.The sealing mechanism of gasket inflange connection structure was introduced.The failure modes of interface leaking and permeating leaking were analyzed.The classification,properties and applications of gasket materials were discussed,and then the selection criteria of gasket seal were proposed.Key words :gasket;seal;flange connection法兰密封连接是压力容器㊁工艺设备㊁动力机器等过程工业装置中最常见的可拆连接形式,在核电站㊁宇航设施㊁空间技术和深海能源开发装置中有广泛应用[1-4]㊂随着工业技术的发展和环境保护要求的提高,对法兰连接密封性能的要求也越来越高,不仅要求安全㊁稳定㊁高效,还要求长周期,少维护甚至免维护㊂据统计,仅石油化工企业非计划维修工作量有60%~80%是用来维修密封装置的㊂而一旦密封失效,轻则造成能源㊁原材料的大量浪费,重则导致设备报废㊁停工停产㊁人员伤亡和严重的环境污染㊂如1984年的印度博帕尔市联合农药厂氯气泄漏事件;1986年的美国挑战者号航天飞机液氢泄漏爆炸事件;1989年美国德克萨斯石油化工厂异丁烷泄漏爆炸事件;1992年的日本富士石油公司法兰连接泄漏爆炸事件;2010年美国墨西哥湾原油泄漏事件等㊂因此,法兰连接结构中密封垫片的研究受到了广泛的关注㊂随着科学技术的发展,密封垫片新材料以及新结构正在不断更新[5-6]㊂为了保障企业安全㊁稳定和高效的生产,员工应掌握垫片材料的特性,能根据工况合理地选用垫片㊂本文介绍了法兰密封连接中垫片的密封机理,探讨了常用垫片材料的特性和适用范围,给出了垫片的选用准则㊂1 垫片的密封机理 在螺栓法兰连接结构中,由于接触面上存在间隙,当垫片的内外两侧存在压力差时,密封结构就会产生泄漏[7]㊂在加工法兰及密封垫片表面时,由于加工精度的影响,不可能保证密封表面的绝对光滑㊂当两表面接触时,总会存在一定的间隙,因而导致介质泄漏㊂通常,通过增加预紧力可提高密封表面的接触程度,减少密封面之间的间隙,从而减少接触面上的泄漏通道,提高泄漏的阻力以获得良好的密封效果㊂密封结构中垫片常见的泄漏形式有 界面泄漏”和 渗透泄漏”两种,如图1所示㊂界面泄漏是指泄漏发生在垫片与法兰密封面之间,其产生的原因主要是垫片预紧力偏小㊁密封表面粗糙度高㊁压力管道产生变形以及动载荷作用等㊂长周期载荷作用下,垫片材料亦会产生蠕变㊁应力松弛㊁老化及变质等情况,最终导致垫片和密封面间的贴合度降低而发生泄漏㊂渗透泄漏是指介质通过密封垫片内部的孔隙泄漏出来,非金属垫片中往往存在此种泄漏现象㊂非金属垫片通常是由增强纤维㊁填料及橡胶通过一系列的工艺混合而成,或由柔性石墨等多孔材料制作而成㊂与金属材料相比,非金属材料内部较为疏松㊁致密性差以及存在大量孔隙㊂当垫片内外存在压差时,介质会通过这些孔隙渗透出来㊂第46卷第7期周新:法兰连接结构中密封垫片的特性与选用101图1 界面泄漏与渗透泄漏Fig.1 The interface leaking and permeating leaking2 常用垫片的分类及特性2.1 垫片的分类中㊁低压螺栓法兰连接用密封垫片的种类较多,按其材料和结构特征大致可分为非金属垫片㊁金属 非金属组合垫片及金属垫片三大类[8]㊂各类又可细分为若干种,如图2所示㊂图2 垫片的分类Fig.2 The classification of gasket2.2 常用垫片的特性(1)橡胶垫片橡胶垫片的主要材质有硅橡胶㊁丁腈橡胶㊁氟橡胶和丁苯橡胶等,适用于水㊁蒸汽㊁空气及其它惰性气体等介质㊂常用的载荷工况为温度㊁压力不高且波动较小的场合㊂对于污染性极强的介质,当操作压力㊁温度不高的工况也能使用㊂其最高使用温度为200℃,公称压力小于1.6MPa㊂(2)石棉橡胶垫片石棉橡胶垫片是由石棉纤维㊁填料和橡胶经混炼加热和辊压而成,适用于水㊁水蒸气㊁油类㊁溶剂和中等酸碱的密封,在中低压法兰连接的密封中占有相当大的比例㊂其最高使用温度为300℃,公称压力小于2.5MPa㊂(3)聚四氟乙烯包覆垫片聚四氟乙烯包覆垫片一般由包覆层和嵌入物两部分组成㊂适用于耐腐蚀㊁防粘结和清洁度要求高的管道密封,可广泛用于化工㊁食品㊁医药等行业与工艺介质直接接触的设备和管道法兰连接上㊂其最高使用温度为150℃,公称压力为0.6~4MPa㊂(4)缠绕式垫片缠绕式垫片是由薄的金属成型带和非金属填充材料带以及内㊁外金属加强环组装而成的㊂适用于极度危害介质㊁高度危害介质㊁可燃介质或温度高㊁温差大㊁受机械振动或压力脉动的管道㊂缠绕垫根据金属带和填充材料的不同组合,使用温度范围也不同㊂其最高使用温度为650℃,公称压力为1.6~16MPa㊂(5)金属包覆垫片金属包覆垫片是以非金属材料为芯材,裁剪成所需要的形状,外面包以厚度为0.25~0.5mm 金属薄板组成的一种复合垫片㊂填充材料弹性性能好,而金属包覆层具有保护填料㊁抵抗压力㊁温度和腐蚀的能力㊂其最高使用温度600℃,公称压力为2.5~10MPa㊂(6)柔性石墨复合垫片柔性石墨复合垫片由冲孔或冲齿金属芯板与膨胀石墨粒子复合而成,适用于可燃介质管道,能够代替耐油石棉橡胶板垫片㊂其最高使用温度650℃,公称压力为1.0~6.3MPa㊂(7)齿形组合垫片齿形组合垫片是由齿型金属芯和上下两面覆盖柔性石墨或聚四氟乙烯薄板组合而成㊂其缺点是弹性性能差,当工况条件存在载荷波动时,容易造成泄漏㊂其最高使用温度650℃,公称压力为1.6~16MPa㊂(8)金属环垫金属环垫的横截面形状通常为椭圆形或八角形,有径向自紧密封作用,一般用于高温㊁高压管道㊂其最高使用温度700℃,公称压力为6.3~16MPa㊂3 密封垫片的选型原则(1)操作人员必须了解垫片的密封性能㊁公称压力㊁工作温度㊁适用介质等,还需要根据密封面的型式㊁拆装的难易度和性价比等因素进行分析比较㊂其中,操作工况(介质㊁温度和压力)是垫片选型的主要依据㊂(2)金属垫片一般适用于高温㊁高压场合,非金属垫片一般适用于低压㊁中低温场合,金属 非金属组合垫片的适用场合介于金属垫片和非金属垫片之间㊂对于存在动载荷作用的场合,应采用回弹及阻尼性较好的垫片㊂(3)尽量发挥各种类型垫片的长处㊂如缠绕垫片具有良好的压缩性和回弹性,密封性能优良,多数场合都能达到良好的密封,但不能不管什么场合都采用它,有的场合用一般石棉橡胶垫片就能满足使用要求就不要提高等级,盲目采用缠绕垫片㊂但在有应力松弛㊁压力和温度波动的中低压场合则比较适合采用缠绕垫片㊂(4)当选用金属垫片时,应进行适当的热处理来降低金属垫片的硬度,垫片的硬度应比法兰表面的硬度低30~40HB㊂(5)剧毒㊁易燃㊁强腐蚀㊁污染性强的介质和有害气体,不允许使用石棉橡胶垫片㊂表1所示为某化工厂生产装置中密封垫片的实际应用情况㊂(下转第113页)第46卷第7期占伟,等:电催化氧化处理印染废水的实验教学设计113脉冲电压㊁脉冲频率以及初始pH值5个实验条件,通过检测废水处理的效果分析不同因素影响的原因㊂整套实验以印染废水为研究对象,整合了装置的组建,水质指标检测及结果分析等,使学生在实验过程中理解电催化氧化技术相关知识点,并在此基础上进一步强化其科学研究的能力的培养㊂本次实验实现了教学与科研相结合,锻炼了学生动手和科研分析能力㊂参考文献[1] 中华人民共和国环境保护部.2015年中国环境统计年报[R].2017-2-23.[2] Alhassani H A,Rauf M A,Ashraf S S.Efficient microbial degradationof toluidine blue dye by brevibacillus sp[J].Catalysis Dye and Pigments,2007,75:395-400.[3] Hessel C,Allegre C,Maisseu M,et al.Review:Guidelines andlegislation for dye house effluents[J].Journal of Environmental Management,2007,83:171-180.[4] Rayaroth M P,Aravind U K,Aravindakumar C T.Ultrasound basedAOP for emerging pollutants:from degradation to mechanism[J].Environmental Science and Pollution Research,2017,24:6261-6269.[5] Madsen H T,Sogaard E G,Muff J.Study of degradation intermediatesformed during electrochemical oxidation of pesticide residue2,6-dichlorobenzamide(BAM)at boron doped diamond(BDD)and platinum-iridium anodes[J].Chemosphere,2014,109:84-91. [6] Sirés I,Brillas E.Remediation of water pollution caused bypharmaceutical residues based on electrochemical separation and degradation technologies:a review[J].Environmental International, 2012,40:212-229.[7] Chang M W,Chern J M.Decolorization of peach red azo dye,HF6byFenton reaction:Initial rate analysis[J].Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers,2010,41(2):221-228.[8] Sathishkumar P,Mangalaraja R V,Anandan S,et al.CoFe2O4/TiO2nanocatalysts for the photocatalytic degradation of Reactive Red120in aqueous solutions in the presence and absence of electron acceptors[J].Chemical Engineering Journal,2013,220:302-310.(上接第101页)表1 垫片的实际应用情况Table1 The practical application of gasket 使用介质使用压力/MPa工作温度/℃密封垫片类型循环水0.4常温金属缠绕垫㊁石棉橡胶垫污水0.6常温金属缠绕垫㊁石棉橡胶垫碱液0.4<40金属缠绕垫润滑油0.730~40金属缠绕垫液化石油气0.630~40金属缠绕垫轻柴油0.5常温金属缠绕垫导热油0.8300椭圆型金属环形垫渣油5350八角形金属环垫氢气16<130八角形金属环垫4 结 论法兰密封连接是过程工业装置中最常见的可拆连接形式,为保证法兰连接良好的密封性能及长久的使用寿命,选用垫片时,必须对各种垫片的密封性能㊁操作条件和经济性等因素进行全面分析,并根据工艺介质㊁介质温度和介质压力进行合理选用㊂参考文献[1] 李丹红.垫片材料的特性及其选用[J].广州化工,2007,35(4):83-85.[2] 顾伯勤,陈晔,李新华.密封材料与元件的检测与试验[M].北京:机械工业出版社,2008:6-9.[3] 郭满华.大亚湾核电站石棉垫片的替代和非石棉垫片选型[J].核动力工程,2005,26(5):528-530.[4] 熊里云.船舶管系法兰连接密封垫片的选型[J].广东造船,2010,29(5):43-45.[5] 高俊峰,吴树济.压力容器用大直径法兰连接密封垫片的选用[J].压力容器,2012,29(10):67-70.[6] 顾伯勤.新型静密封材料及其应用[J].石油机械,2003,31(2):50-52.[7] 冯文清.石油化工装置法兰密封垫片探讨[J].广州化工,2014,42(11):164-166.[8] 李继峰.常用垫片材料特性及选用准则[J].中国特种设备安全,2008,24(8):49-52.。