柔性石墨复合增强垫片的性能及应用_张利涛

和公式（2）进行计算。
中的冷热空气、天然气、蒸汽、各类油品等非腐蚀性流体场合，采用由碳钢
△T1
材料构成的柔性石墨复合增强垫片代替缠绕式垫片或齿形垫等可为用
压缩率（%）=—— —— —— —×100
（1） 户节省资金。
T1
结束语
△T1- △T2
柔性石墨复合增强垫片以其优异的性能和经济的价格，在石化、焦
[1]JB/T6288-1993.柔性石墨复合增强(板)垫[S].北京:机械科学研究院出版,
△T2—— —试样在返回至初载荷下的未回复的压缩量，单位为毫米 1993.
（mm）。
[2]GB/T12622-2008 管法兰用垫片压缩率和回弹率试验方法[S].北京:中国
通过委托合肥通用机电产品检测院对产品进行型式试验，由检验报 标准出版社,2008.
的影响，主要体现在垫片对载荷波动情况下的补偿适应能力，因此就要求 常为 2～4mm）, 在用于凹凸型或榫槽法兰时可以完全放入凹槽内并留出
ห้องสมุดไป่ตู้
垫片既要具有一定的压缩率，更要保证有一定的回弹率。柔性石墨复合增 足够深度作为凸型法兰安装时定位用，因而安装方便，确保垫片的安装质
强垫片的压缩率主要由石墨层来提供，回弹率则由垫片金属骨架的结构 量、避免缠绕式垫片通常因厚度较大，影响定位而容易产生压扁的现象。
关键词：金属冶炼；柔性石墨复合增强垫片；性能试验；性能特点
柔性石墨复合增强垫片结合了金属密封材料和非金属密封材料的
双重优点，多槽形的构造使其具有良好的可压缩性、回弹性和优秀的密
表1
封性。目前国内各地生产厂家众多，但由于制造上的差异和材料使用上
的不同，造成质量参差不齐。因此进行柔性石墨复合增强垫片进行常温
回弹率（%）=—— —— —— —×100
（2） 化、冶金、电力和制药等行业应用上将会越来越广泛。不仅对于工业基础
△T1
设备的密封性能有明显的改善，还对环保节能的绿色经济发展具有深远
式中：
影响。
T1—— —试样在初载荷下的厚度，单位为毫米（mm）；
参考文献
△T1—— —试样在总载荷下的压缩量，单位为毫米（mm）；
压缩回弹性能的试验研究是很有必要的，这对进一步改良柔性石墨复合
增强垫片的密封机制、性能、制造和使用也很有意义。
1 基本结构
柔性石墨复合增强垫片是以金属材料为骨架，在其上、下表面开有
3 性能特点
相互错开的特殊形状的同心圆沟槽（金属波齿环），以金属波齿环为基体， 3.1 优异的密封性。由于柔性石墨复合增强垫片具有金属密封和柔性
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柔性石墨复合增强垫片的性能及应用
张利涛 徐海涛 （秦皇岛秦冶重工有限公司，河北 秦皇岛 066000）
摘 要：论述了柔性石墨复合增强垫片的基本结构、冶金管道系统的应用和性能特点。研究表明柔性石墨复合增强垫片具有良好的 压缩回弹性能、密封性能和耐热性能，适合石油、化工、金属冶炼等高温高压行业使用。
来保证。
3.5 应用范围广。柔性石墨复合增强垫片几乎可以适用于绝大多数场
试验用柔性石墨复合增强垫片为 PN1.6、DN80 规格垫片，试验采用 合，包括高、低温（- 200～1300℃）和高低压环境。由高耐热性材料制造骨
全自动刚性试验装置，进行常温下的力学性能和密封性能的试验研究，压 架的柔性石墨复合增强垫片可广泛用于大多数高炉、热风炉、焦炉供气等
告可以看出，压缩率、回弹率和密封泄漏率均在标准范围规定之内，说明
这种垫片的压缩回弹性能复合要求。
高、低温和耐腐蚀性能，易于适应温度和压力的波动及耐介质腐蚀性，保 封闭，因此不必担心柔性石墨材料会被高压流体冲走，也不必担心会像缠
证密封的安全可靠性。
绕式垫片和其它垫片那样会被压坏。可见柔性石墨复合增强垫片实际上
2 性能试验
具有与金属垫片同样的安全可靠性。
在一定载荷下的压缩率和卸载时的回弹率是柔性石墨复合增强垫
有更好的密封性能和压缩性能。另外柔性石墨熔点高、自润性好、膨胀系 供稳定长效的密封保障。
数大，而且骨架采用金属制作，柔性石墨和金属骨架复合后，垫片兼具有
3.3 安全可靠性高。柔性石墨复合增强垫片在使用时金属骨架的环形
金属垫片和非金属垫片的特点，构成多层复合密封，因此具有优异的耐 齿峰与法兰面紧密接触，其柔性石墨材料为坚固的金属骨架和法兰面所
片就产生了多道金属线密封和柔性石墨密封的双重密封作用，从而实现 良好的耐高温、耐流体侵蚀的性能，不易老化，垫片的弹性主要由特殊构
对介质的密封。这种特殊构造的金属骨架是一个弹性元件，使柔性石墨 造的金属弹性骨架产生，不必担心使用时会发生应力松弛，因此能长期保
复合增强垫片增强了弹性。柔性石墨复合增强垫片由于其特殊的结构具 持其优异的密封性能。将其使用在冶炼系统开启频繁的阀门两侧，可以提
3.2 回弹性能优良，密封寿命长。柔性石墨复合增强垫片在法兰压紧
法兰被进一步压紧时金属骨架产生弹性变形，并使柔性石墨受到压缩，被 下，不仅被封闭的柔性石墨被高度压缩，而且金属骨架产生弹性变形使之
封闭在金属骨架与法兰面之间形成的环形密闭空间里，这样，整个复合垫 成为具有高弹性的垫片。由于构成复合垫片的金属和柔性石墨材料具有
3.4 使用安装方便。柔性石墨复合增强垫片系带金属骨架的整体结
片性能的重要指标，压缩率表示垫片的承载能力，回弹率表示垫片的回弹 构，在运输和使用安装中不必担心像缠绕式垫片那样会散架（缠绕式垫片
能力，柔性石墨复合增强垫片的压缩回弹性能对垫片的密封性能有很大 尤其在大规格是容易散架和压坏）。柔性石墨复合增强垫片厚度较薄（通
缩率、回弹率测试按 JB/T6288- 1993《柔性石墨复合增强垫片》[1]中的规 各种场合。
定 ， 试 验 载 荷 为 34.5MPa. 垫 片 的 压 缩 率 和 回 弹 率 分 别 按 照
3.6 经济性。柔性石墨复合增强垫片是一种经济型垫片，价格普遍低
GB/T12622- 2008《管法兰用垫片压缩率和回弹率试验方法》[2]中公式（1） 于目前流行的缠绕式垫片，尤其是在石油化工、金属冶炼、焦化、发电企业
在其上、下表面复合上一层适当厚度的柔性石墨材料而构成的组合式垫 石墨密封的双重作用，而且它的密封带是完全分隔开的，这有别于缠绕式
片。石墨金属柔性石墨复合增强垫片使用时，在压力的作用，法兰密封面 垫片的螺旋形密封带，因此这种垫片具有优异的密封性能。
将石墨材料压入沟槽，金属骨架上下表面的环形齿峰与法兰紧密接触。当