垫片选型
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。
石化换热器垫片参照表大全
石化换热器垫片参照表大全摘要:1.石化换热器垫片概述2.垫片类型及其特点3.参照表大全的作用和意义4.应用领域及发展趋势正文:【石化换热器垫片概述】石化换热器垫片是石化行业中用于密封换热器连接处的一种重要零部件,其作用是防止流体泄漏和减少热量损失。
垫片通常由金属、非金属或有机合成材料制成,具有良好的耐腐蚀性、密封性和耐温性能。
在我国石化行业中,垫片有着广泛的应用,对于确保生产安全、提高生产效率具有重要意义。
【垫片类型及其特点】根据材质和性能特点,垫片可分为以下几类:1.金属垫片:具有较高的强度和耐压性能,适用于高温高压的换热器连接。
常见的金属垫片有铜垫片、铝垫片和不锈钢垫片等。
2.非金属垫片:具有良好的耐腐蚀性能,适用于腐蚀性较强的流体密封。
常见的非金属垫片有石棉垫片、橡胶垫片和聚四氟乙烯垫片等。
3.有机合成垫片:具有较好的耐温性能和抗老化性能,适用于低温和高温的换热器连接。
常见的有机合成垫片有聚氨酯垫片、硅胶垫片和氟橡胶垫片等。
【参照表大全的作用和意义】石化换热器垫片参照表大全是针对不同类型的垫片,列举了其适用范围、性能参数、规格尺寸等信息,方便工程技术人员在设计、选型和使用过程中进行参考。
参照表大全对于确保垫片的正确选用、提高换热器的工作效率和安全性能具有重要作用。
【应用领域及发展趋势】石化换热器垫片广泛应用于石油、化工、冶金、电力等行业。
随着我国石化工业的快速发展,垫片技术也在不断进步,未来的发展趋势包括:1.研发新型高性能垫片材料,以满足不断提高的使用要求。
2.提高垫片的耐腐蚀性和抗老化性能,延长使用寿命。
3.采用智能化生产工艺,提高垫片生产效率和质量。
4.研发环保型垫片,减少对环境的影响。
总之,石化换热器垫片在石化行业中具有重要作用,参照表大全为垫片的选用和应用提供了重要参考。
垫片选型五要素范文
垫片选型五要素范文垫片选型的五要素包括:材质选择、温度和压力要求、介质要求、尺寸和形状要求、安装条件及使用环境。
1.材质选择:垫片的材质选择非常重要,因为它直接影响到垫片的密封性能和使用寿命。
常见的垫片材料有橡胶、金属、塑料和纤维等。
在选择材料时,需要考虑到介质的特性和温度、压力等环境因素。
比如,对于高温环境可以选择耐温性能好的金属垫片,对于强腐蚀介质则可以选择化学稳定性好的塑料垫片。
2.温度和压力要求:垫片的温度和压力要求是选型时必须考虑的因素之一、不同垫片材料有不同的耐温和耐压范围,如果超过了其极限,垫片就会失去密封性能,甚至损坏。
因此,需要根据应用场景的实际温度和压力要求选择合适的垫片。
3.介质要求:垫片的介质要求指的是垫片需要密封的介质的类型和性质。
不同的介质可能具有不同的化学性质、粘度和腐蚀性等特点,对垫片的材料和结构有特殊要求。
例如,一些酸碱介质可能会腐蚀垫片,所以需要选择耐腐蚀性好的材料;一些高粘度介质会产生较大的摩擦力,需要选择较硬的垫片材料来保证密封性能。
4.尺寸和形状要求:垫片的尺寸和形状要求与垫片的安装条件和应用机器设备有直接关系。
一般来说,垫片的尺寸要与密封件的安装孔或密封面相适配,以确保密封效果。
此外,垫片的形状也需要根据密封面的特点来选择,如选择平垫片、锥面垫片或弯曲垫片等。
5.安装条件及使用环境:垫片的选择还要考虑安装条件和使用环境的影响。
比如,一些垫片需要在极端环境下使用,如高湿度、高真空或高辐射环境下,这就要求垫片具有良好的耐热、抗老化等特性。
此外,需要考虑到安装紧固力、垫片变形和寿命等方面的因素,以保证垫片的稳定性和可靠性。
以上即是垫片选型的五要素。
通过充分考虑材质选择、温度和压力要求、介质要求、尺寸和形状要求以及安装条件及使用环境等因素,可以选择出适合特定应用场景的垫片,确保其具有良好的密封性能、耐久性和可靠性,为工程设备的正常运行提供保障。
垫片的相关知识及选型
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
仅蒸汽用垫片为石棉加天然橡胶,而油品用垫片则尽可能用石棉加合成橡胶垫 片。
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。
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3、聚四氟乙烯类垫片
在可能的使用温度范围内(-180~250℃)内几乎不能被化学药剂和溶剂侵蚀, 同时,又可做防电化腐蚀配管的绝缘垫片。 (1)聚四氟乙烯平垫片:一般适用于凸凹面法兰和带水线的法兰,不适用于宽面法 兰。多用于耐腐蚀的场合。为了达到良好的密封效果,可在垫片上涂聚四氟乙烯 膏。 (2)聚四氟乙烯毡垫片:其化学性质与聚四氟乙烯平垫片相同。但耐泄露性能、耐 压缩性比聚四氟乙烯平垫片优越,可用于宽面法兰。其密封的最小预紧比压y为 11.77-19.6MPa,使用温度200℃、压力为0.98MPa左右。 (垫片的接触面位于法兰螺栓孔包围的圆周范围内的—窄面法兰垫片的接触面分布在 法兰螺栓中心圆内外两侧的—宽面法兰)
八角形环垫
椭圆形环垫 RX型及BX型自紧 密封环垫
4
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 牌号 表面颜色 横向抗拉强
称
度/MPa
石 XB450 紫色 棉 橡 XB350 红色 胶 板 XB200 灰色
≥19.0 ≥12.0
船舶垫片选型表
AIG36/
AIG184
AIG36/AIG184
(PTFE)(膨化)聚四氟乙烯
食用油、饮用水、货油、及各种化学品等管系
适用于条件苛刻的化学品,(AIG184)通过美国食品药物署(FDA)认证
石墨增强垫片
AIG39
AIG39B
增强金属冲刺板及柔性石墨
用于主机、发电机、锅炉等烟道高温排气管系
冲刺板加强型,耐强度不等的腐蚀介质
金属缠绕垫片
AIG35
AIG SU型
金属钢带及
GRAFLEX石墨
用于高温、高压空气、蒸汽及凝水管等系统
专利SU型,尤其
适用于蒸汽及高温高压的管路系统
橡胶
垫片
AIG141
丁腈橡胶
海水、淡水系统通常用于海水 NhomakorabeaAIG142
氟橡胶
货油、蒸汽回收管系
通常用于货油
AIG147
硅橡胶
艾志集团(AIG)密封垫片船舶使用选型表
产品
名称
艾志产
品型号
材质
使用位置
备注
无石
棉板
垫片
AIG300
AIG300—IM
芳纶纤维
燃油、滑油、水、海水、污水、压缩空气、消防水、甲板排水、透气测探等管系
通用型,适用于水,油系统
AIG350
AIG350—IM
特种纤维合成
燃油、锅炉给水、焚烧炉管、滑油、淡水冷却、高压压缩空气等管系
用于饮用水管系
无毒
密封材.料
赤士盾442M
原装进口剖分式机械密封
船用尾轴密封,适用性强
产地美国CHESTERTON
赤士盾29
特种耐磨盘根
垫片的相关知识及选型报告
垫片的相关知识及选型报告垫片是一种用于填补或分隔两个物体间空隙的材料,通常由柔软且可压缩的材料制成。
垫片在工业、建筑和汽车等领域中被广泛应用,它可以起到密封、缓冲、隔热和减震等作用。
本报告将介绍垫片的相关知识和选型要点。
一、垫片的种类1.扁平垫片:扁平垫片是最常见的一种垫片,通常由橡胶、塑料、金属和纤维等材料制成。
它们具有耐高温、耐压力和耐腐蚀的特性,在静态密封和动态密封中都有广泛应用。
2.金属垫片:金属垫片通常由不锈钢、铜、铝和钛等金属制成。
它们具有高温、高压和耐腐蚀的特点,适用于各种工业设备和管道的密封,并能够承受较大的压力。
3.波纹管垫片:波纹管垫片由波纹金属制成,它们具有弹性和压缩性能,适用于高温、高压和挠曲变形较大的密封环境。
波纹管垫片常用于蒸汽管道、压力容器和汽车发动机等设备中。
4.填料垫片:填料垫片由灌入填料的软性材料制成,如石棉、碳纤维和聚四氟乙烯等。
填料垫片具有良好的密封性能和耐腐蚀性能,适用于化工、石油和制药行业等特殊环境。
二、选型要点在选择合适的垫片时,需要考虑以下几个因素:1.工作条件:根据使用环境中的压力、温度和介质等因素选择合适的垫片材料。
如在高温环境下,需要选择耐高温的垫片材料。
2.密封要求:根据密封性能的要求选择适当的垫片,如需求静态密封性能较好的场合,金属垫片和填料垫片常常是不错的选择。
3.安装方式:根据设备的结构和安装方式选择适当的垫片形状和尺寸。
如在波纹管和螺纹接头等特殊结构中,需要选择适合的波纹管垫片或沟槽垫片。
4.经济性:考虑垫片的价格和寿命等因素选择经济合理的垫片材料。
有时,选择使用寿命较短的廉价垫片也是一种经济的选择。
5.其它因素:根据特殊要求,如抗化学腐蚀、耐磨损和抗老化等性能,选择具有相应特性的垫片材料。
三、结论综上所述,垫片是一种常用的密封材料,在工业生产和建筑工程中起到重要作用。
选择合适的垫片需要考虑工作条件、密封要求、安装方式、经济性和其他因素等。
垫片的相关知识及选型报告
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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、带定位环型、带内环和定位环型。
填充带 金属带
基本型
缠绕式垫片的选择和使用方法: 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
d、内环和定位环型垫片适用于平面和突面法兰
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2、金属包石棉垫片
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3、榫槽面(TG) 槽中垫片不被挤动。 螺栓力较小。获得良好的密封效果。
结构较复杂,更换垫片较困难。
榫面容易损坏, 适于易燃、易爆、有毒介质及较高压力。 压力不大时,即使直径较大,也能很好密封。
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4、全平面(FF)与环连接面(RJ) 全平面密封适合于压力较小的场合(PN≤1.6MPa); 环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上,适用压力 范围为(6.3MPa≤PN≤25.0MPa)
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3、“O”型垫片 “o”型空心金属环垫用于高温、高压、超真空、超低温的 场合和不能使用金属材料的场合。
“o”型金属环垫的种类有单纯型、开孔型、充压型。
除了上述的垫片之外,还有平形、波形、透镜形等金 属垫片,平时少见不一一介绍。
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石棉橡胶垫片
聚四氟乙烯垫片
金属缠绕垫片(spiral wound gasket)
( 1 )平行金属包石棉垫片:适用于不超过 450℃的蒸汽、空 气、气体、油等管线。
( 2 )波形金属包石棉垫片:适用于不超过 450℃的蒸汽管线 。 ( 3 )半金属包石棉垫片:适用于 450 ℃的蒸汽、空气、气体 、油。 (4)特殊金属包石棉垫片:主要用于蒸汽、油等长输管线。 (5)平行双金属包石棉垫片:主要用于高温耐油场合。
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2、金属齿形垫片 金属齿形垫片密封表面接触区的 V 形筋形成许多具有 压差的空间线接触,所以密封可靠,使用周期长。缺点是 在每次更换垫片时,都要对两法兰密封面进行加工,因而 费时费力。另外,垫片使用后容易在法兰密封面上留下压 痕,故一般用于较少拆卸的部位。
垫片的选型与设计
压力
垫片必须能够承受最大压力,这种最大压 力或许是试验压力,它可能是正常工作压 力的1.25-1.5倍。对于非金属材料的垫片, 其最大压力还会与最高工作温度有关系, 通常最高温度乘以最高压力的值(即PxT值) 有一极限值,所以在选择其最大工作压力 时,还要考虑垫片能承受的最大PxT值。下 图为GARLOCK常见压制垫片的PxT值图, 不同型式的垫片所能够承受的压力也是不 一样的。
除了短期能耐受的最高和最低工作温度外, 还应考虑其允许的连续工作温度。垫片材 料应能够抗蠕变,以降低垫片的应力松弛,
这样才能保证垫片在工作条件下密封,大 多数垫片材料随着温度的升高,蠕变会变 得严重,因此,垫片质量优劣的一个重要 指标就是垫片在一定温度下的蠕变松弛性 能。
图3-不同的改性PTFE和传统纯PTFE的蠕变测试对比
图7-GARLOCK常见压制垫片的P╳T值图
图8-为各种型式的垫片所适用的法兰压力等级
尺寸
在满足法兰粗糙度和不平度条件时,尽可 能的选择薄的垫片。垫片的厚度与其型式、 材料、直径、密封面的加工状况和密封介 质等相关。对于大多数非金属板材垫片而 言,薄的垫片抵抗应力松弛的能力也比较 大。因薄的垫片其内侧跟介质接触的面积 也小,所以沿垫片本体渗漏也随之减少, 并且此情况下垫片所承受的吹出力也小, 垫片也就不容易被吹出,图9形象的展示了
图5-不同的法兰于法兰粗糙度要求也是不一 样的,具体可以参考图6
介质
垫片应在全程工作条件下不受密封介质的 影响,包括抗高温氧化性、抗化学腐蚀性、 抗溶剂性、抗渗透性等,显然垫片材料对 介质的耐化学腐蚀性是选择垫片的首要条 件。对于非金属垫片或者复合垫片中的非 金属材料来说,材料的耐化学腐蚀性能可 以参考垫片厂家提供的非金属材料抗化学 品性能表。对于垫片中跟介质直接接触的 金属材料,应和法兰材料一样或有更高的 耐腐蚀性能。
密封垫片选型参考 垫片八大特性
密封垫片选型
任何类型的垫片在使用之时,要想保证长期有效的密封,必须在垫片选择和使用时注意以下八个重要特性:
1.垫片的气密封
对于密封系统的介质,垫片在适合的温度和压力范围内使用一定时间不发生泄漏
2.垫片的可压缩性
垫片和法兰的接触面在连接螺栓紧固后,应该能很好的吻合,以确保密封
3.垫片的抗蠕变性
垫片在压力负荷和使用温度的影响下,应需要较好的抗蠕变性,否则会造成螺栓扭矩损失,导致垫片的表面应力减小,从而造成一定的泄露
4.垫片的化学性质
所选的垫片需要能耐受介质的腐蚀,同时也不能对密封的介质造成污染,现在的密封产品都需要符合环保标准,像sealpilot的BD系列就是采用绝对环保的无石棉密封材料,不会对密封和环境造成影响
5.垫片的回弹性
即使在系统稳定的状况下,相连接的两个法兰由于温度和压力的影响肯定会存在微小位移,垫片的弹性功能需弥补此位移,以保证系统的密封性
6.垫片的抗粘黏性
垫片在使用后更换时应能从法兰上便捷的拆除,不会粘黏
7.垫片的腐蚀性
垫片应对密封系统和法兰本身无腐蚀性
8.垫片的温度和压力
所选用的垫片应保证在密封系统最低温度压力和最高温度压力的状况下能正常使用。
垫片选择选型(详细1)
垫片弹片选型指南编辑:马立强前言本手册是指导设计、工艺、质检的参考手册。
根据手册的相关标准及参考行业的相关标准进行垫片、弹片选型,并指导工艺设计、质量检验和质量验收。
第一章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。
垫片系数表
垫片系数表垫片是一种常见的密封元件,广泛应用于各个领域。
而垫片的性能则直接关系到密封的效果。
垫片系数表是一种用于指导垫片选型的工具,它记录了不同材料、尺寸和工况下垫片的性能参数。
本文将围绕垫片系数表展开讨论,介绍垫片的基本概念、分类以及垫片系数表的使用方法。
一、垫片的基本概念和分类垫片是一种介于两个相互连接的工件之间的密封材料,用于填充工件间的间隙,防止液体或气体泄漏。
垫片的主要作用是承受压力,填补不平整的表面,实现密封效果。
根据不同的工作条件和要求,垫片可以分为多种类型,常见的有橡胶垫片、金属垫片、非金属垫片等。
二、垫片系数表的作用和使用方法垫片系数表是一个记录了不同垫片性能参数的参考表格。
它可以帮助工程师和用户根据实际工况选择合适的垫片材料和尺寸,以确保密封效果。
垫片系数表通常包含以下几个方面的参数:1. 压缩率:垫片在受到压力时的变形程度。
压缩率越大,垫片的密封效果越好,但也会增加垫片的应力和变形。
2. 密封性能:垫片的密封效果,通常以泄露量来衡量。
泄露量越低,垫片的密封效果越好。
3. 耐温性:垫片能够承受的最高温度。
不同材料的垫片具有不同的耐温性能,需要根据实际工况选择合适的材料。
4. 耐腐蚀性:垫片对不同介质的耐腐蚀性能。
不同介质具有不同的腐蚀性,需要选择具有良好耐腐蚀性的垫片。
使用垫片系数表时,首先需要确定实际工况下的工作压力、温度和介质等参数。
然后根据这些参数在垫片系数表中找到相应的材料和尺寸。
根据实际要求,可以选择合适的垫片材料和尺寸。
三、垫片系数表的局限性和注意事项垫片系数表是一种很有用的工具,但也有一些局限性和注意事项需要注意。
垫片系数表只是一种参考工具,具体的选型还需要考虑实际工况、要求和经验等因素。
因此,在使用垫片系数表时,需要综合考虑各种因素,做出合理的选择。
垫片系数表中的参数并不是绝对准确的,只是经验值或测试数据的统计结果。
因此,在实际应用中,可能会存在一定的误差。
因此,需要根据实际情况进行调整和修正。
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.。
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℃。
垫片的相关知识及选型
低温密封
在低温环境下,应选择具 有良好低温稳定性和柔韧 性的垫片类型,如聚四氟 乙烯垫片。
高温密封
在高温环境下,应选择具 有良好耐热性和抗氧化性 的垫片类型,如石棉垫片 或陶瓷垫片。
根据密封要求选择合适的垫片尺寸和规格
尺寸匹配
根据法兰接口尺寸和连接要求,选择 合适尺寸的垫片,确保垫片能够紧密 贴合法兰表面,实现良好的密封效果 。
。
安装时,应将垫片放置在正确 的位置上,确保其平整、无扭
曲,并均匀施力压紧。
对于需要密封的设备或管道, 应确保垫片与接触面之间无缝
隙,并检查其密封性能。
垫片的日常维护与保养
01
定期检查垫片的外观和 性能,如发现有损坏或 老化现象应及时更换。
02
03
对于需要润滑的垫片, 应定期涂抹润滑油,以 保持其良好的润滑性能。
规格选择
根据密封面形状、工作压力和温度等 要求,选择符合规格要求的垫片,以 满足特定的密封需求。
05
垫片安装与维护
垫片的正确安装方法
01
02
03
04
垫片安装前应检查其尺寸、规 格和材质是否符合要求,并确 保垫片表面无损伤、无杂质。
根据设备或管道的要求,选择 合适的垫片安装位置,并清洁 接触面,确保无油污、锈迹等
在拆卸和更换垫片时,应遵循正确的 操作步骤,以防损坏设备或管道。
06
常见问题与解决方案
垫片泄漏的原因及解决方法
原因
垫片老化或长期处于高温、高压环境下,导致材料性能下降。
解决方法
定期检查垫片状态,及时更换老化或损坏的垫片,选择耐高温、耐高压的垫片 材料。
垫片损坏的原因及解决方法
原因
安装不当、受力不均、腐蚀等导致垫片损坏。
垫片的相关知识及选型报告
垫片的相关知识及选型报告垫片是一种用来填补和补偿两个或多个连接件之间的间隙,防止漏液和漏气的密封元件。
广泛应用于各种工业领域,例如汽车制造、机械制造、电子设备等。
垫片的选型十分重要,不同材料和尺寸的垫片适用于不同的工况和环境。
下面是一份垫片选型报告,详细介绍了垫片的相关知识和选型要点。
1.垫片的作用和分类垫片的主要作用是填补连接件之间的间隙,确保连接的紧密性和防止漏液、漏气。
根据不同的工况和需求,垫片可以分为以下几类:-非金属垫片:如橡胶垫片、塑料垫片等,适用于各种温度和压力环境。
-金属垫片:如铜垫片、铝垫片、不锈钢垫片等,适用于高温和高压力环境。
-复合垫片:由不同材料的垫片组合而成,具有更好的密封性和耐磨性。
2.垫片的选型指标在选择垫片时,需要考虑以下几个主要指标:-密封性:垫片的密封性越好,可以更好地防止液体或气体的泄漏。
-耐磨性:垫片需要具备一定的耐磨性,以保证长时间的使用寿命。
-耐压性:垫片必须能够承受连接件之间的压力,防止压力引起的泄漏。
-耐温性:垫片需要能够适应所需的温度范围,防止温度引起的变形或泄漏。
3.常见垫片材料及其特点-橡胶垫片:橡胶垫片具有较好的密封性和耐磨性,适用于低压低温的环境。
-PTFE垫片:PTFE是一种化学惰性材料,具有很好的耐腐蚀性和耐高温性。
-铜垫片:铜垫片具有良好的导热性和导电性,适用于高温高压力环境。
-不锈钢垫片:不锈钢垫片具有优异的耐腐蚀性和耐高温性,适用于各种工况。
-石墨垫片:石墨垫片具有良好的耐高温性和耐腐蚀性,适用于高温和蒸汽环境。
4.垫片选型注意事项-根据连接件的材质和工况选择合适的垫片材料,确保密封性和耐磨性。
-根据所需的压力和温度范围,选择具备相应性能的垫片。
-根据连接件的尺寸和形状,选择合适的垫片尺寸和形状。
-在特殊工况下,可以选择复合垫片或定制垫片,以满足特殊需求。
总结:垫片作为一种重要的密封元件,在工业生产中起着至关重要的作用。
在选型时需要综合考虑垫片的材料、性能和工况要求,确保垫片的密封性和耐久性。
垫片选用技术导则-20120914
垫片选用技术导则第一部分垫片的标准HG/T20606-2009 钢制管法兰用非金属平垫片HG/T20607-2009 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片HG/T20609-2009 钢制管法兰用金属包覆垫片HG/T20610-2009 钢制管法兰用缠绕式垫片HG/T20611-2009 钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫HG/T20612-2009 钢制管法兰用金属环形垫HG/T20614-2009 钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定(PN系列)HG/T20627-2009 钢制管法兰用非金属平垫片HG/T20628-2009 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片HG/T20630-2009 钢制管法兰用金属包覆垫片HG/T20631-2009 钢制管法兰用缠绕式垫片HG/T20632-2009 钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫HG/T20633-2009 钢制管法兰用金属环形垫SH3401-96 管法兰用石棉橡胶板垫片SH3402-96 管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片SH3403-96 管法兰用金属环垫SH3407-96 管法兰用缠绕式垫片JB/T87-1994 管路法兰用石棉橡胶垫片JB/T88-1994 管路法兰用金属齿形垫片JB/T89-1994 管路法兰用金属环垫JB/T90-1994 管路法兰用缠绕式垫片JB/T4718-1992 管壳式换热器用金属包垫片JB/T4719-1992 管壳式换热器用缠绕垫片JB/T4720-1992 管壳式换热器用非金属垫片JB/T4704-2000 非金属软垫片JB/T4705-2000 缠绕式垫片JB/T4706-2000 金属包垫片GB/T 4622.1~3-2009缠绕式垫片GB/T 19675.1-2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片尺寸GB/T 19675.2-2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片技术条件GB/T 19066.1-2003 柔性石墨金属波齿复合垫片分类GB/T 19066.2-2003 柔性石墨金属波齿复合垫片尺寸GB/T 19066.3-2003 柔性石墨金属波齿复合垫片技术条件GB/T 9128-2003 钢制管法兰用金属环垫尺寸GB/T 9130-1988 钢制管法兰连接用金属环垫技术条件GB/T 20671.1-2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法BSEN12560-2001(中文版)法兰及其连接件法兰用垫片(英制)ASME B16.21-2005 管法兰用非金属平垫片第二部分垫片制造厂商的选择要求1、压力容器、压力管道用垫片的生产厂商必须取得国家技术监督局颁发的特种设备制造许可证,具备完善的制造、检验手段,通过ISO9000系列质量体系认证,并在石油石化行业拥有良好业绩。
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。
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石化行业如何选用垫片?HG20608-97为柔性石墨复合垫,HG20609-97为金属包覆垫,HG20610-97为缠绕垫,HG20611-97为齿形组合垫。
问:HG20608-97为柔性石墨复合垫,HG20609-97为金属包覆垫,HG20610-97为缠绕垫,HG20611-97为齿形组合垫。
根据HG20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件的选配规定》,本人认为上述四种垫片在多数情况下是可以通用的。
想请教大家本人的想法是否准确?在石化设计中通常选用哪一种垫片?如果考虑经济性,应优先选用哪一种垫片?答一:一般炼油厂应用最普遍的是缠绕垫.柔性石墨复合垫承受力不够,压紧一次就损坏了.金属包覆垫一般用在防腐蚀部位,压力也不太高.聚四氟垫对温度压力也有要求(多用在1.0MP,250度一下),齿形组合垫用在特殊密封部位.所以缠绕垫比较耐用常见的.比如可以热紧.发生轻微泄露可以继续适当紧固.一般内外环缠绕垫用在平面法兰压力1.0MP以下;内环缠绕垫用于凹凸面法兰,压力2.5MP4.0MP6.4MP和部分10.0MP部位.较高压力时一般还常使用梯形槽法兰配钢圈垫片,压力使用在4.0MP~40MP,比如中高压蒸汽系统.答二:要素:1、温度 2、压力 3、介质 4、开工周期 5、压力温度的波动 6、经济性上面提到的几种垫片,由于其刚性、垫片系数等原因,大多数场合可以互替,但要考虑经济性。
答三:按标准来就可以只要压力等级搞对了就没问题!我选择4.0Mpa以上的要选用RJ的金属环垫,以下的石墨缠绕垫要316L石墨填充的,金属包垫也可以!看温度和介质也有很大关系,灵活用吧!10。
0Mpa以上的还可以使用透镜垫的视情况吧!答四:常用的垫片可以分为三大类,即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。
a.非金属垫片:石棉橡胶垫片,它是通过向石棉中加入不同的添加剂压制而成。
在美国,很多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用。
但在世界范围内,石棉仍以其弹性好、强度高、耐油性好、耐高温、易获得等优点而得到广泛应用。
适用范围:T≤260℃,PN≤2.0MPa(SH 3401)T≤400℃,PN≤4.0MPa(国标)用于水、空气、氮气、酸、碱、油品等介质工况下。
聚四氟乙烯(PTFE)包覆垫片:适用范围:T=-180~200℃,PN≤4.0MPa常用于低温或者要求干净的场合下b.半金属垫片半金属垫片有缠绕式垫片、金属包覆垫片和柔性石墨缠绕垫三大类。
缠绕式垫片:是半金属垫片中最理想、也是应用最普遍的垫片。
特点:压缩回弹性好、强度高,有利于适应压力和温度的变化,能在高温、低温、冲击、振动及交变载荷下保持良好的密封性能。
缠绕钢带:20、1Cr13、0Cr19Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2等材料非金属缠绕带:特制石棉、柔性石墨带和聚四氟乙烯带,适用范围:PN=2.0~10.0MPa表6-3缠绕式垫片的型式及代号形式适用密封面型式垫片型式代号SH3407-96 HG20610-97 JB/T90-94 GB4622.1-93基本型榫槽面A A A A带内环凹凸面C B B C带外环凸台面B C C B内外环凸台面PN≥5.0MPa、T≥350℃时。
D D D D表6-4 常用缠绕式垫片的使用条件垫片材料法兰公称压力(MPa)温度范围℃奥氏体不锈钢/特制石棉≤25.0 -50~500奥氏体不锈钢/柔性石墨≤25.0 -196~600奥氏体不锈钢/聚四氟乙烯≤10.0 -196~200铁包式垫片:密封性能不如缠绕式垫片,故压力管道中用的不多,它常用在换热器封头等大直径的法兰连接密封副上。
柔性石墨复合垫由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石墨粒子复合而成。
适用于突面、凹凸面和榫槽面法兰。
c.金属垫片金属垫片常用在高压力等级法兰上,以承受比较高的密封比压。
常用的金属垫片有平垫、八角形垫和椭圆型垫三种。
金属平垫片:常与凸台面、凹凸面、榫槽面法兰使用。
八角形金属垫片和椭园形金属垫片:常与环槽面法兰使用。
与椭圆形金属垫片相比八角形金属垫片容易加工,故其应用比较多。
金属垫片的材料应配合法兰材料选用,且要求垫片硬度比法兰密封面硬度低(不少于HB30)。
垫片一、垫片的种类垫片的种类繁多,按其材料和结构大致可分为三大类。
1.非金属垫片有橡胶、石棉橡胶板、柔性石墨、聚四氟乙烯等,截面形状皆为矩形;2.金属复合型垫片有各种金属包垫、金属缠绕垫;3.金属垫片有金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、三角垫、双锥环、C形环、中空O形环等。
按照密封分类的原则,上述垫片中的第一、第二和第三类的金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫属于强制型密封,而其余则为半自紧或自紧式密封。
二、垫片的性能和构造各种垫片的性能和构造分别介绍如下:1.非金属垫片石棉纤维的质量对石棉橡胶板的性能影响较大,故要求石棉纤维抗拉强度高,耐热性能好,有一定的长度,纤维易挠曲,有弹性。
一般高压石棉橡胶板和400号耐油石棉橡胶板都采用2、3级石棉纤维。
因为石棉属疏松性材料,压制成板材后内部尚有大量孔隙,须加入一定量的橡胶(作为粘结剂)和各种填充剂制成石棉橡胶板。
加入的粘结剂和填充剂可以填塞空隙,防止渗漏。
一般,石棉纤维占60~85%。
例如,高压石棉橡胶板XB450其配方如下:其余为硫化剂和填充剂。
400号耐油石棉橡胶板配方如下:石棉纤维68%;丁腈橡胶(内含36~40%丙烯腈)17%;碳酸钙8.2%;酚醛树脂1.5~2%;其余为硫化剂及各种填充剂。
石棉橡胶板有适宜、弹性、柔软性、耐热及耐介质性,用它制作垫片,既方便又便宜,因此在化工企业中,尤其是中、小型化工厂得到广泛应用。
有关标准见表2-1.石棉纤维的质量对石棉橡胶板的性能影响较大,故要求石棉纤维抗拉强度高,耐热性能好,有一定的长度,纤维易挠曲,有弹性。
一般高压石棉橡胶板和400号耐油石棉橡胶板都采用2、3级石棉纤维。
因为石棉属疏松性材料,压制成板材后内部尚有大量孔隙,须加入一定量的橡胶(作为粘结剂)和各种填充剂制成石棉橡胶板。
加入的粘结剂和填充剂可以填塞空隙,防止渗漏。
一般,石棉纤维占60~85%。
例如,高压石棉橡胶板XB450其配方如下:其余为硫化剂和填充剂。
400号耐油石棉橡胶板配方如下:石棉纤维68%;丁腈橡胶(内含36~40%丙烯腈)17%;碳酸钙8.2%;酚醛树脂1.5~2%;其余为硫化剂及各种填充剂。
石棉橡胶板有适宜、弹性、柔软性、耐热及耐介质性,用它制作垫片,既方便又便宜,因此在化工企业中,尤其是中、小型化工厂得到广泛应用。
有关标准见表2-1.图2-3(a)为Y型断面的包垫,它是用筒料车削成0.8~1mm厚的环状薄片,从外侧厚度的中心切开,在切口中放入芯材。
切口开至距内孔处约为 1.5~2mm。
图(b)为型断面包垫,内径可与法兰内径一致,以防止流体在法兰处产生涡流。
由于芯材放入后空隙比Y型小,故内部空气膨胀量也小,密封性能好。
图(c)为厚0.4~0.8mm的带状聚四氟乙烯薄膜,将它两端热合后抱在环状的芯材外面呈U状,制造简便,适用于直径较大的设备。
从70年代起,国外出现了一种GORE-TEX聚四氟乙烯接口密封带,它是将聚四氟乙烯扩张成一种强韧、多孔的材料,及GORE-TEX膨体聚四氟乙烯。
该材料保持了聚四氟乙烯原有的各种性能,截面为扁平状,比聚四氟乙烯塑料更为柔软,压缩性能好。
在一些法兰表面质量不高或玻搪类设备上使用,比一般的密封材料更为合适。
此外,该密封带以各种宽度的盘形包装供货,可根据设备的具体情况,现场截取所需长度。
安装时,接口交叉安放并留出一定长度,便可压紧。
据介绍,GORE-TEX接口密封带使用范围如下:压力至20MPa,温度-260~315℃。
聚四氟乙烯的物理、化学性能和机械性能见第十四章。
(5)其它为了解决化工生产中的密封问题,国内还试制出一些石棉类垫片。
现举几例介绍如下:①石棉树脂板垫片采用蓝石棉和聚氯乙烯树脂等原料制成的一种软质板状材料裁成的耐酸垫片,强度较高,耐压性能好,价格较为便宜。
试样在65%硝酸中煮沸1小时,重量损失为7.28%。
②石棉浸渍垫片采用耐酸的蓝石棉板冲制成型并经浸渍耐酸涂料而成的一种定型耐酸密封垫片。
上两种垫片在硝酸、硫酸作浸泡、煮沸试验后,其失重和增重百分比均大大低于耐酸石棉橡胶板。
③石棉编织垫片将石棉绳编织成扁平状,然后将两头用石棉绳缝接而成的垫片。
根据使用温度的高低,石棉用料有所不同。
目前,国内采用60~70%蓝石棉与一级温石棉混制的石棉编织垫片,可使用至800℃。
2、金属复合型垫片非金属垫片(除柔性石墨外)的耐高温、高压性能均不如金属材料。
因此,为了解决高温、高压设备的密封,设计了金属复合型垫片。
(1)金属包垫该垫片以非金属材料为芯材,外包厚度为0.25~0.5mm的金属薄板。
按包覆状态,可分为全包覆、半包覆、波形包覆、双层包覆等。
见图2-4。
金属薄板根据材料的弹塑性、耐热性和耐蚀性选择选取。
主要有铜镀锌铁皮、不锈钢、钛、蒙乃尔合金等。
使用较多的为铜、镀锌铁皮和不锈钢。
作为金属包垫的中芯材料,耐热性是主要考核指标。
一般采用石棉板或低橡胶用量的石棉橡胶板、耐高温性能好的碳纤维或瓷质纤维(一般指碳化硅纤维、氮化硅、氮化硼纤维)及柔性石墨板材等。
金属包垫的另一特点是能制成各式异形垫片。
例如椭圆形、方形、带叉形或更复杂的形状,可以满足各种热交换器管箱和非圆形压力容器密封的需要,而其它复合型垫片却不能。
目前,炼油行业使用全包覆型包垫较多,其标准有JB1163-82.(2)金属带缠绕式垫片缠绕垫片是由薄的金属波形带与石棉或柔性石墨等非金属带交替绕成螺旋状,将金属带的始末端点焊二制成。
国外亦称作螺旋垫片。
缠绕垫有四种类型,见图2-5.图2-5(a)为基本型;图2-5(b)为带内环的;图2-5(c)为带外环的;图2-5(d)为带内、外环的。
钢带剖面形状也有两种:W形和V形。
W形钢带回弹性能优于V形,但加工困难,故国内目前绝大部分使用V形。
其剖面图见2-6。
钢带材料一般有低碳钢、不锈钢、钛、蒙乃尔合金等,厚度为0.15~0.2mm。
国内大都采用低碳钢、1Cr18Ni9Ti不锈钢。
非金属带材中,曾以石棉带为主,近年来,柔性石墨材料得到迅速发展,大有取代石棉缠绕垫之势。
此外,国外还出现了聚四氟乙烯带、陶瓷纤维纸、碳纤维纸缠绕垫片。
缠绕垫的标准有JB1162-82.加内、外环对增进缠绕垫的密封性能有一定作用。
由于金属带的断面形状使缠绕垫获得一定弹性,再加上内、外环,则当基本型垫片受压时,外环和内环分别处于受拉和受压状态;当基本型垫片载荷下降时,内、外环储藏的能量释放,提高了垫片的回弹力。
与其它类型垫片相比,增强了对压力和温度变化的适应能力,二次紧固的必要性也大大减少。