垫片基础知识

垫片基础知识

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垫片基础知识

一、基本概念

1.垫片密封原理：

垫片密封是靠外力压紧密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以填满密封面上的微观凹凸不平来实现。也就是利用密封面上的比压使介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的介质压力差来实现密封。

2.垫片密封的泄漏有二种：渗透泄漏与界面泄漏

渗透泄漏(垫片中间泄露)：对非金属材料而言，从材料的微观结构看，本身存在微小缝隙和细微的毛细管。具有一定压力的流体自然容易通过它们泄漏出来，此泄漏称为渗透泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的10～20％。可以采用不同材料的复合或机械组合型式形成不渗透性的结构。或者使用较大的压紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏。

界面泄漏(两连接面泄露)：两连接表面（即密封面）从机械加工的微观纹理来看存在粗糙度和变形，它们与垫片之间总存在泄漏通道，由此产生的泄漏叫界面泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的80～90％。界面泄漏与垫片材料的性质、接头的机械性质与状态、密封流淌的特性以及紧固件的夹紧程度有关。

总结:要少泄露,首先垫片要“夹紧”，同时要求垫片有一定的“回弹力”以回弹填满空隙，否则也不行。回弹力取决于垫片本身的材质和结构及使用条件（温度、压力）。垫片夹紧后（初始密封），在介质压力作用下（垫片内侧直接和介质接触）的密封叫工作密封。从理论上说，预紧应

力愈大，垫片中贮存的弹性应变能也愈大，因而可用于补偿分离或松弛的余地也就愈大，当然要以密封材料本身最大弹性变形能力为极限。紧固件因受热引起应力松弛、垫片老化弹性下降，垫片长期受压等原因都可能导致“昨天不漏今天漏”。

二、钢制管法兰用垫片标记

根据现行国家标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG/T 20592～20635-2009）的要求，钢制管法兰用垫片（PN系列）标记规定如下：其中：

a为标准编号

1、HG/T 20606-2009 钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）；

2、 HG/T 20607-2009 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（PN系列）；

3、HG/T 20609-2009 钢制管法兰用金属包覆垫片（PN系列）；

4、HG/T 20610-2009 钢制管法兰用缠绕式垫片（PN系列）；

5、 HG/T 20611-2009 钢制管法兰具有覆盖层的齿形组合垫（PN系列）；

6、HG/T 20612-2009 钢制管法兰非金属环形垫（PN系列）。

b为垫片名称

1、非金属平垫片用“垫片”表示；

2、聚四氟乙烯包覆垫片用“四氟包覆垫”表示；

3、金属包覆垫片用“金属包垫片”表示；

4、缠绕式垫片用“缠绕垫”表示；

5、具有覆盖层的齿形组合垫用“齿形垫”表示。

6、非金属环形垫用“椭圆垫/八角垫”表示。

c为密封面型式代号（与相应的法兰配套）

表1 非金属平垫片密封面型式代号及公称压力范围

表2 缠绕式垫片型式及代号

注：也适用于全平面的法兰密封面；

2.金属缠绕式垫片适用的公称压力为：PN16、PN25、PN40、PN63、PN100、PN160

图1 B、C、D型缠绕式垫片

d为公称尺寸（DN）

e为公称压力（PN）

f为材料代号

1、非金属平垫片

材料代号由“垫片（主）材料代号/包边材料代号”标记，若无包边材料，则省略不写，只写垫片材料代号。

表3 非金属平垫片使用条件

齿或冲孔芯板起增强作用。

2 高温云母复合板是由316不锈钢双向冲齿板和云母复合而成，不锈钢冲齿板起增强作用。

a除本表的规定以外，选用时还应符合HG/T 20614的相应规定。

b非石棉纤维橡胶板、膨胀聚四氟乙烯板或带、填充改性聚四氟乙烯板选用时应注明公认的厂商牌

号（详见HG/T 20614附录A），按具体使用工况，确定具体产品的使用压力、使用温度范围及最

大（p×T）值。

c膨胀聚四氟乙烯带一般用于管法兰的维护和保养，尤其是应急场合，也用于异形管法兰。

d超过此温度范围或饱和蒸汽压大于（表压）使用时，应确认具体产品的适用条件。

2、缠绕式垫片

首先应该明确缠绕式垫片按其构造的主体材料来看，是属于半金属垫片，所以其材料代号应明确四个部分的材料：①对中环材料代号+②金属带材料代号+③填料代号+④内环材料代号。注意：当无内环或无对中环时，标记代号为“0”。

图2 D型缠绕式垫片各部分名称

表4 缠绕式垫片标记代号和标志缩写

表4 常用的缠绕式垫片材料代号

标记示例(非金属平垫片)

示例1：公称尺寸DN100、公称压力PN25的突面法兰，选用厚度为的0Cr18Ni9（304）不锈钢包边的XB450石棉橡胶垫片，其标记为：

HG/T 20606 垫片 RF-E 100-25 XB450/304示例2：公称尺寸DN200、公称压力PN10的突面法兰，选用厚度为的填充改性聚四氟乙烯垫片，其标记为：

HG/T 20606 垫片 RF 200-10 RPTFE(AAA/BBB)注：当用户选定具体厂商（AAA）和牌号（BBB）时，应予以附加标记(AAA/BBB)

示例3：公称尺寸DN500、公称压力PN6的全平面法兰，选用厚度为5mm（非标）的三元乙丙橡胶垫片，其标记为：

HG/T 20606 垫片 FF 500-6-T5 EPDM

示例4：公称尺寸DN400、公称压力PN16，钢外径为B系列的凹面/凸面法兰选用厚度为3mm的无机纤维橡胶板垫片，其标记为：

HG/T 20606 垫片 MFM 400-16(B) NAS(AAA/BBB)注：当用户选定具体厂商（AAA）和牌号（BBB）时，应予以附加标记(AAA/BBB)示例5：公称尺寸DN350、公称压力PN63，芯板材料和包边材料为316L的突面法兰，选用厚度为3mm增强柔性石墨板垫片，其标记为：

HG/T 20606 垫片 RF-E 350-63 RSB/316L 标记示例(缠绕式垫片)

示例1：公称尺寸DN100、公称压力为PN40的钢制管法兰用带内环和对中环型的缠绕式垫片（D型），对中环材料为碳钢，金属带材料为

0Cr18Ni9，填料为柔性石墨带，内环材料为0Cr18Ni9，其标记为：

HG/T 20610 缠绕垫D100-40 1222

三、垫片的种类

垫片的种类多种多样，按其构造的主体材料分为非金属垫片、半金属垫片和金属垫片三大类。

1、非金属垫片

非金属垫片质地柔软、耐腐蚀、价格便宜，但耐温和耐压性能差。多用于常温和中温的中、低压容器或管道的法兰密封。非金属垫片包括橡胶垫、石棉垫、石棉橡胶垫、柔性石墨垫和聚四氟乙烯垫等。