柔性石墨金属波齿复合垫片的分级研究
管道密封垫片的化工部标准
核心提示:管道密封垫片的化工部标准的大概情况化工部标准(欧洲体系)1. HG20606-97(钢制管法兰..管道密封垫片的化工部标准的大概情况化工部标准(欧洲体系)1. HG20606-97(钢制管法兰用非金属平垫片)压力等级分:PN0.25Mpa、PN0.6Mpa、PN1.0Mpa、PN1.6Mpa、PN2.5Mpa、PN4.0Mpa。
密封面形式分:FF型(全平面),RF、MFM、TG(突面、凹凸面、榫槽面),RF-E形(突面、带包边形)。
2.HG20607-97(钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片)压力等级分:PN0.6Mpa、PN1.0Mpa、PN2.5Mpa、PN4.0Mpa。
密封面形式分:PMF(机加工翅形)、PMS(机加工矩形)、PFT(折包形)。
3.HG20608-97(钢制管法兰用柔性石墨复合垫片) 压力等级分:PN1.0Mpa、PN1.6Mpa、PN2.5Mpa、PN4.0Mpa、PN6.3Mpa。
密封面形式分:RF、MFM、TG(突面、凹凸面、榫槽面),RF-E形(突面、带内包边形)。
4.HG20609-97(钢制管法兰用金属包覆垫片)压力等级分:PN2.5Mpa、PN4.0Mpa、PN6.3Mpa、PN10.0Mpa。
无密封面形式之分。
5.HG20610-97(钢制管法兰用缠绕式垫片) 压力等级分:PN1.6Mpa、PN2.5Mpa、PN4.0Mpa、PN6.3Mpa、PN10.0Mpa、PN16.0Mpa。
密封面形式:A(基本型榫槽面使用)、B(内环形凹凸面使用)、C(外环型突面使用)、D(内外环型突面使用)。
6.HG20611-97(钢制管法兰用齿形组合垫片)压力等级分:PN1.6Mpa、PN2.5Mpa、PN4.0Mpa、PN6.3Mpa、PN10.0Mpa、PN2.5Mpa。
密封面形式分:RF(带外环突面使用)、MFM(基本型凹凸面使用)。
7.HG20612-97(钢制管法兰用金属环垫) 压力等级分:PN6.3Mpa、PN10.0Mpa、PN16.0Mpa、PN25.0Mpa。
波齿复合垫与金属包覆垫、缠绕垫的性能比较及应用
波齿复合垫与金属包覆垫、缠绕垫的性能比较及应用通过与金属包覆垫、缠绕垫的性能比较,阐述了波齿复合垫片的结构特点及优良的密封性能,并介绍该类垫片在装置中应用。
标签:波齿复合垫金属包覆垫缠绕垫密封特殊结构在化工生产过程中,密封失效导致法兰垫片泄漏,会给安全生产带来极大的危害。
因此,法兰的密封是確保压力容器、管线法兰等设备安全的重要环节。
目前,波齿复合垫以其特殊的结构特点和优良的密封性能,正逐渐代替缠绕垫、金属包覆垫,越来越多的被人们认可。
1垫片的结构特点和分类1.1金属缠绕垫金属缠绕垫是由薄金属波形带与柔性石墨、石棉带等非金属带交替叠绕,将金属带的始末点焊而成。
金属缠绕垫片按结构型式分为四种:基本型、带内环型、带外环型、带内外环型。
其中内、外环的作用在于增强钢带的承压性,避免基本型易压溃的情况。
带内环型多用于凹凸面密封,压力等级越高的密封场合,缠绕垫的外环宽度也越大。
折曲的金属带使垫片获得一定的弹性,在紧固时,钢带受压,发生弹性变形,从而使垫片的钢带和夹裹的非金属材料与法兰密封面之间保持足够的压紧力,使介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的压差,即可达到密封效果。
1.2金属包覆垫金属包覆垫是一种复合垫片,它兼有金属和非金属的特点,具有强度高、韧性好、耐高温和抗腐蚀等特点。
按垫片截面通常分为平面型包覆和波纹型包覆两种,是一种传统的使用较早的密封垫片,但回弹力有限,要求法兰表面平坦及紧固力很高才能达到良好密封效果。
1.3波齿复合垫波齿复合垫是以上、下表面加工成相互错开的波齿状同心圆沟槽的金属环为骨架,并复合一定厚度和密度的膨胀石墨材料而制成的。
金属环即带尖齿又呈波纹状,因此它具有金属线接触密封和多道柔性石墨环的双重功能,其特殊的结构特点,确保该垫片具有优异的抗蠕变性,不存在散架、压扁和压溃现象,而且便于安装和定位。
使用时,由于法兰的压紧力作用,复合在金属骨架上的石墨材料被压缩进入沟槽内,金属骨架上、下表面的环形齿峰与法兰面紧密接触,并在法兰的进一步压紧下垫片波形产生弹性变形,使膨胀石墨被高度压缩和封闭在金属骨架与法兰面之间所形成的环形密闭空间里。
柔性石墨波齿复合垫片压缩回弹性能研究
柔性石墨波齿复合垫片压缩回弹性能研究李军;李翔;何兴建【摘要】采用有限元和实验方法对柔性石墨波齿复合垫片的压缩回弹性能进行研究,结果表明:柔性石墨波齿复合垫片存在一个最佳波数;垫片的压缩率和回弹率随波齿深度的增大而增大,但回弹率的增长幅度大于压缩率;垫片石墨层的性能对于垫片压缩回弹性能的影响较大,合理地选择石墨对于生产合格优质的垫片意义重大.【期刊名称】《化工科技》【年(卷),期】2015(023)005【总页数】3页(P21-23)【关键词】垫片;压缩回弹性能;有限元分析【作者】李军;李翔;何兴建【作者单位】中国特种设备检测研究院,北京100013;中国石油大学(北京)化学工程学院,北京102249;中国特种设备检测研究院,北京100013;中国特种设备检测研究院,北京100013;中国石油大学(北京)化学工程学院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TH136自20世纪60年代新型密封材料柔性石墨问世以来,以柔性石墨波齿复合垫片为代表的新型复合垫片不断出现。
柔性石墨波齿复合垫片是由冲齿的金属骨架和柔性石墨复合而成。
该垫片具有密封性能好、压缩回弹性能好、耐高低温及抗腐蚀能力强、适用范围广、使用寿命长等特点,广泛运用到石油化工、冶金、制药及电力等行业。
对于石墨复合垫片压缩回弹性能的研究,国外主要有Bazergui等人[1]采用实验的方法对一种石墨复合垫片的性能进行研究,Sawa等人[2]对缠绕式垫片接触面的应力分布进行了实验和有限元分析,而国内,华东理工大学蔡仁良等人[3-4]对柔性石墨波齿复合垫片的类型、应用状况及石墨性能进了概述和研究,中国石油大学(华东)周先军等人[5-6]对波齿复合垫片的密封性能进行了实验研究以及郭滨诗等人[7]采用实验的方法对3种不同尺寸石墨复合垫片的蠕变和应力松弛特性进行了研究。
目前,国内对柔性石墨波齿复合垫片的结构尺寸尚未明确规定及垫片所采用的柔性石墨性能各不相同,垫片的质量参差不齐。
柔性石墨金属波齿复合垫片研究进展
下, 柔 性 石墨被 压缩 并填 补 法兰 密封 面上 的缺 陷 , 波形金 属 骨架 上 的一道 道环 状齿 峰 与法 兰密封 面 形成 线密 封 。波 形 金 属 骨架 处 于 弹性 阶 段 , 使 密 封面 一直 保持 足 够 的 压力 , 柔 性 石 墨形 成 的 环 状 密封 与金 属骨 架齿 峰形 成 的一道 道线 密封保 证 垫 片密封 一 直处 于 良好 状 态 。 当装 置 中压力 升起 ,
电力等 行业 得 到 了广 泛应 用 , 并 取 得 了 良好 效果 。 1 波齿 复合 垫片 介绍 1 . 1 结 构特 点及 密封 机理
垫 片密 封 面都 能 够一 直 保 持 足 够 大 的压 力 , 保 证
密 封 的效果 。 1 . 2 性 能 特点
密 封性 能优 异 。波齿 复合 垫 片 以其 特殊 的结 构 以及 材料 组合 , 使得 垫片 在 工 作 时 能 够填 补 法
波齿 复合 垫 片的压 缩 回弹性 能 随垫 片结构 参数 的 不 同而不 同 , 适 当的垫 片应 力 、 适 当 的结构 参数 可 以保 证垫 片具 有 良好 的综合 性能 。
波齿 复 合垫 片工 作 时 , 在 法 兰压 紧力 的作 用
・ 李力驳 , 男, 1 9 8 7年 2月 生 , 硕 士 研 究 生 。 山西 省 太 原 市 , 0 3 0 0 2 4 。
齿 复合 垫片适 用 于 榫槽 面 和 凹 凸 面法 兰 , 带 定 位 环 型和带 定 位耳 型适 用于全 平 面和 突面 法兰 。
压 缩 回弹性 能 优 良。波 齿 复 合 垫 片 工 作 时 , 即使 在 较高 的法 兰 压 紧 力作 用下 , 金 属 骨 架 主 体
柔性石墨垫片几种型号的介绍
柔性石墨垫片几种型号的介绍1.單層柔性石墨垫片:单层柔性石墨垫片是最简单、最基础的垫片型号。
它由一层压缩而成,具有优秀的密封性能和承载能力。
单层柔性石墨垫片的适用温度范围广,可以达到600摄氏度。
由于其柔软性,单层柔性石墨垫片可以适应各种形状的密封面,提供可靠的密封效果。
2.多层柔性石墨垫片:多层柔性石墨垫片是由多层单层垫片叠加而成。
这种垫片具有较高的压缩弹性和垫片力,可以适应更高的工作压力。
多层柔性石墨垫片在密封性能和耐压能力方面优于单层垫片,广泛应用于高温和高压环境下的密封。
3.增强柔性石墨垫片:增强柔性石墨垫片是在柔性石墨垫片中添加增强材料制成的。
增强材料可以是金属箔、膨胀石墨、无石棉纤维等。
这些增强材料提供了垫片更高的强度和耐磨性,适用于高温、高压、高速和腐蚀性介质环境下的密封。
增强柔性石墨垫片具有较好的密封性能和承载能力,使用寿命较长。
4.双层金属柔性石墨垫片:双层金属柔性石墨垫片是一种结合了金属垫片和柔性石墨垫片的复合垫片。
金属层提供了垫片的强度和刚性,而柔性石墨层则提供了优异的密封性能。
这种垫片具有较高的耐压能力和密封效果,在高温和高压环境下表现出色。
5.锯齿型柔性石墨垫片:锯齿型柔性石墨垫片是一种特殊形状的垫片。
其密封面上有一系列交替排列的锯齿形凸起,可以提高密封接触面积和形成更好的密封效果。
锯齿型柔性石墨垫片适用于中低温、中低压的密封环境。
以上是几种常见的柔性石墨垫片型号的介绍。
不同种类的柔性石墨垫片适用于不同的密封需求,可以根据具体工作环境选择合适的型号。
柔性石墨垫片 标准
柔性石墨垫片标准
柔性石墨垫片是一种常用的密封材料,其主要作用是填补机械设备中的不平整表面,以防止液体或气体的泄漏。
本文将介绍柔性石墨垫片的标准,包括其材料、制造工艺、性能要求等内容。
首先,柔性石墨垫片的材料应选择高纯度的天然石墨,经过化学处理和压制而成。
其表面应光滑平整,无裂纹和杂质,具有良好的柔韧性和弹性,能够适应不同形状的密封表面。
在制造工艺上,应采用先进的压制和切割技术,确保产品尺寸精准,边缘平整,无毛刺和裂纹。
其次,柔性石墨垫片的性能要求包括耐高温、耐腐蚀、导热性能好等特点。
在高温下,柔性石墨垫片应保持稳定的密封性能,不产生变形和泄漏。
同时,其应具有良好的耐腐蚀性能,能够在各种化学介质中保持稳定的性能。
此外,柔性石墨垫片还应具有良好的导热性能,能够有效传递热量,提高密封表面的接触性能。
另外,柔性石墨垫片的标准还包括其使用范围和安装要求。
在使用时,应根据设备的工作条件和介质特性选择合适的柔性石墨垫片规格和型号。
安装时,应确保密封表面清洁平整,严格按照安装要求进行安装,避免出现错位或损坏。
总之,柔性石墨垫片作为一种重要的密封材料,其标准对于保障设备运行安全和稳定具有重要意义。
只有严格按照标准要求选择和安装柔性石墨垫片,才能确保其在工作过程中发挥最佳的密封效果,延长设备的使用寿命,降低维护成本。
通过本文的介绍,相信大家对柔性石墨垫片的标准有了更清晰的认识,希望能够对大家的工作和生活有所帮助。
同时,我们也希望在今后的工作中能够更加重视柔性石墨垫片的选择和使用,确保设备的安全和稳定运行。
柔性石墨垫片的性能及应用
柔性石墨垫片的性能及应用
柔性石墨垫片的性能及应用
可膨胀石墨(柔性石墨)由纯天然石墨经过化学处理和1000℃的高温处理而成,这种材料提供出色的耐热性和化学耐性,能很好的使垫片具有高弹性和低延展性特征。
特征:1、在极低温至400℃高温范围内密封性能几乎保持不变2、几乎对所有的的液体都有卓越的化学耐性(强氧化酸等除外)3、由于冷变形和延展性很小,安装过紧对垫片没有影响。
一、无辐射无污染。
柔性石墨不含对人体有害的成分,而石棉制品会影响人体健康,也会对环境造成污染。
二、耐高温。
柔性石墨增强复合垫片能耐1650℃的高温,即使化工设备熔化,它仍安然无恙。
而石棉制品在500℃时内部的结晶水就要分解出来,使自身粉化,失去功效。
三、适用范围广。
柔性石墨除了强氧化性酸之外,能耐及大多数的化工介质,包括用于放射性化工介质,而石棉制品适应性差,不能用于放射性介质。
一些化工塔器、换热器等,要求连接部位不隔热,柔性石墨能做到,石板制品则不能。
四、使用简便快捷。
柔性石墨的垫片系数只有石棉制品的一半,也就是说,要达到同密封效果,上紧螺丝的力量可以小得多。
柔性石墨除具备上述明显的特性外,还具有密封性能优异、压缩性、加弹性好、抗氧化性的特点,具有极强的自润性和可塑性,同时具有良好的导电、比重大、密度高等特点,可制作各种调整柴油机、压缩机等各类管道、法兰垫片等。
T柔性石墨金属波齿复合垫片管法兰用垫片尺寸
73 84 94
10 9 12 9 14 4
16 4 19 4 22 0
73 84 94
10 9 12 9 14 4
16 4 19 4 22 0
73 84 94
10 9 12 9 14 4
17 0 19 6 226
73 84 94
32
3 9
65.5
78
40
4 5
75.5
88
.n 50
65 80
5 6 72 84
87.5 109.5 120.5
98 1 18 13 4
z 10 0
12 5 15 0
10 8 13 3 16 0
149.5 175.5 203.5
15 8 18 8 20 9
84 90 105
115 140 150
本 部分适 用于公称压力 PNO.6 ^ PN26.0 M Pa管法兰密封用柔性 石墨金属波齿复 合垫片 。
e 2 规范性 引用文件 下 列 文 件 中的条款通过 GB/T 19066的本部分 的引用 而成为本部分 的条款 。凡是注 日期的引用文
.n 件 ,其随后所有的修改单 (不包括勘误的内容)或修 订版均不适用于本部 分,然 而,鼓励根 据本部分达成
27 1 32 5 38 2
41 4 47 1 534.5
585.5 693.5
3.0 4.0
1 800
1 820
1 893
2 000
2 020
2 093
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GB/T 19066.2- 2003
T
14 .3 20.6
柔性石墨复合垫片标准
柔性石墨复合垫片标准
柔性石墨复合垫片是一种新型的密封材料,具有优异的耐腐蚀性能、高温性能
和密封性能,被广泛应用于化工、石油、电力等领域。
为了确保柔性石墨复合垫片的质量和性能,制定了一系列的标准来规范其生产和应用。
本文将对柔性石墨复合垫片的标准进行详细介绍。
首先,柔性石墨复合垫片的材料标准是制定其质量的基础。
材料标准包括石墨、金属衬底、填料等原材料的选用和性能要求,以及生产工艺和质量控制的规定。
材料标准的制定对于保证柔性石墨复合垫片的基本性能和可靠性具有重要意义。
其次,柔性石墨复合垫片的尺寸标准是保证其适配性和可靠性的重要依据。
尺
寸标准包括垫片的厚度、外径、内径、孔径等尺寸参数的规定,以及公差和偏差的要求。
合理的尺寸标准可以保证柔性石墨复合垫片在安装和使用过程中能够正常工作,达到密封效果。
此外,柔性石墨复合垫片的性能标准是评价其质量和可靠性的重要指标。
性能
标准包括压缩弹性、密封性能、耐压性能、耐温性能等各项性能指标的要求和检测方法。
合格的性能标准可以保证柔性石墨复合垫片在各种工况下能够稳定可靠地工作。
最后,柔性石墨复合垫片的应用标准是指导其在实际工程中正确使用的重要规范。
应用标准包括安装要求、使用注意事项、维护方法等内容,旨在保证柔性石墨复合垫片在使用过程中能够发挥最佳的密封效果,延长其使用寿命。
总之,柔性石墨复合垫片的标准是保证其质量和可靠性的重要保障,对于推动
柔性石墨复合垫片在工程领域的应用具有重要意义。
我们应当严格遵守相关标准,确保柔性石墨复合垫片能够发挥最佳的性能,为工程安全和环保做出贡献。
石墨波齿复合垫片的性能和应用分析
维普资讯
第 1 期
12 密封 机理 .
张 文娟 等 : 墨波齿 复合 垫 片 的性 能和应 用 分析 石
3 5
石 墨波 齿复合 垫 片金 属骨 架具 有 良好 的弹性 , 用 时螺 栓 法兰 上 紧 , 石 墨材 料 压 入 沟槽 , 属 骨架 使 将 金
骨架的波齿复合垫片其压缩回弹性能不同, 呈现 出随垫片应力 的增加而 回弹率降低 的趋势。垫片应力适 当时可保证其较好的综合性能。此外不同骨架材料的波齿复合垫片压缩 回弹性 能也不 同, 不锈钢骨架 比
碳钢 骨架 的 回弹率 高 。 3 耐 高低 温和抗 腐蚀性 能 强 。柔 性 石墨熔 点 高 、 ) 自润 性 好 、 膨胀 系数 大 , 具 有优 异 的耐 高低 温 和 耐 且 化学腐 蚀 及耐辐 射 性能 。在 高温下 , 不会 因长 期 与密 封 面接 触 而发 生 粘合 现 象 。但 单 纯 的柔性 石 墨 材 其 料 刚性 差 、 易变形 。柔性石 墨 和金属 骨 架复合 后 , 片兼 具 金属 垫 片 和非 金 属 垫 片 的特 点 , 而 易于适 应 垫 从 温度 和压力 的波 动及 耐介 质腐蚀 , 证 密封 的安 全可 靠性 。波 齿复合 垫 片可 以适 用 的温 度范 围 为 一20— 保 0
能 。 目前 已在 石油 化工 、 电力 、 冶金 和制 药等行 业 得 到 了广 泛 应用 , 并取 得 了 良好 效果 。
1 结 构及 密封 机 理
1 1 结构 .
波齿复合垫片由特殊构造的金属骨架与膨胀石墨材料复合而成。金属骨架 的上下表面均开有相互错 开且具有特殊形状 的同心圆沟槽 , 其上复合 了一层适 当厚度 的膨胀石墨材料。常用的金属 骨架材料有 o 8
维普资讯 http://wwFra 第1 7卷第1 期
柔性石墨波齿复合垫片力学性能的有限元模拟
素 3水平 9次 实验 的正 交表 ( 1 。 表 ) 表 1 正 交分析表
1 2 3 2 3
性 , 究 了波齿 复 合 垫 片 的 主要 参 数 对 其 力 学性 研
能的影 响 , 模拟 了垫 片 的压缩 和 回弹性 能 , 结 论 其 对 该 垫片 的制 造 和使用具 有 一定 的指 导意 义 。
及 波 齿 深 度 等 因素 对 柔性 石 墨 波 齿 复 合 垫 片 力 学 性 能 的 影 响 。 计 算 结 果 表 明 : 齿 复 合 垫 片 的 金 属 骨 波
架 厚 度 对 垫 片 的性 能影 响 最 大 , 化 的 参 数 设 计 的波 齿 复合 垫 片 有较 好 的 压 缩 率 和 回 弹 率 。 优 关 键 词 波 齿 复 合 垫 片 正 交 分析 有 限 元 力 学 性 能 中图分类号 T 004 Q 5 . 5 文献标识码 A 文章编号 05 —04 2 1 )40 9 — 2 46 9 (0 2 0 -4 70 3
O O O O 0 O 6 0 2
而 回弹率 均满 足标 准要求 。
表 2 金 属 波齿复 合垫 片的 压缩 率和 回弹率
波齿 复合 垫 片的波 齿 骨架 厚 度 ( 别 取值 2 0 分 .、
2 5 3 0 m) 圆 弧 半 径 ( 别 取 值 2 0、 . 、 . 、.m 、 分 . 2 5 30 . mm) 波 齿 深 度 日 ( 别 取 值 0 、 . 、 、 分 .8 1 0 1 2 m) .r 。选 择 L ( 作 为 正 交 分 析 表 , 3因 a 。3 ) 即
l 2 3 l 2
标 准 G / 9 6 , B T 1 0 6 该标 准仅 给 出 了垫 片 的总 体 尺 寸 、 体 结 构形 式 、 观 质 量 和性 能 指 标 , 对具 总 外 而 体 钢 带 的 尺 寸 没 有 要 求 。 笔 者 通 过 A A U BQ S 有 限元 模 拟 , 次 考 虑 了钢 架 跟膨 胀 石 墨 的 弹 塑 首
柔性石墨金属波纹复合增强垫片密封性能试验
柔性石墨金属波纹复合增强垫片密封性能试验励行根;沈明学;王成林;魏世军;励洁;彭旭东【摘要】The leakage ratio, compression recovery and stress-relaxation of flexible graphite corrugated metal composite gaskets with 316L and A3 steel as framework were tested on an automatic multi-function gasket testing rig. The effects of flexible graphite cover layer thickness, frame material and gasket stress on sealing performance and mechanical properties were investigated. The residual thickness of corrugated metal was determined at different thicknesses of cover layer and gasket stresses. The sealing performance of the composite gasket was mainly dependent upon the thickness of cover layer with flexible graphite, and optimal sealing performance was observed for the corrugated metal when the thickness of cover layer was 0.6 mm. The composite gaskets had good carrying capacity and sealing performance, which was especially suitable for complex applications, such as pressure and temperature fluctuations. Also outstanding recovery of the composite gaskets could be obtained by pre-compression. In addition, as gasket stress increased, sealing and compression recovery performance of 316L composite gaskets became obviously better than the composite gaskets with A3 steel as framework, and the former had distinct improvement than the latter in resisting stress relaxation and creep behavior.%在全自动垫片综合性能试验台上分别进行了316L和A3钢作为骨架材料的金属波纹复合垫片的泄漏率、压缩回弹性能和应力松弛试验,考察了柔性石墨覆盖层厚度、骨架材质和垫片应力对垫片密封性能和力学性能的影响,分析了不同覆盖层厚度和垫片应力下的金属波纹残余高度。
管法兰用垫片密封性能试验方法-最新国标
管法兰用垫片密封性能试验方法1范围本文件规定了管法兰用垫片密封性能的A、B、C三种试验方法。
本文件的三种试验方法均适用于非金属平垫片(无或有嵌入物),包括由橡胶板、非石棉橡胶板、软木橡胶板、聚四氟乙烯板、膨胀或改性聚四氟乙烯板、柔性石墨板(无或有金属薄箔或冲刺薄板增强)等切割而成的垫片;半金属垫片,即非金属与金属材料复合的成型垫片,包括缠绕式垫片、金属包覆垫片、具有覆盖层(柔性石墨或聚四氟乙烯等)的齿形金属、波形金属或波齿形金属垫片;聚四氟乙烯包覆垫片;金属平垫片。
2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T15823无损检测氦泄漏检测方法3术语和定义本文件没有需要界定的术语和定义。
4试验方法A4.1试验装置4.1.1试验在专用的垫片综合性能试验装置上进行。
试验装置由垫片加载系统、介质供给系统、测漏系统及试验法兰等组成,如图1所示。
4.1.2垫片加载系统应能提供规定的垫片预紧应力并能控制恒定的加载、卸载速度。
试验过程中垫片预紧应力的波动应在规定值的±2%范围之内。
当垫片预紧应力≤35MPa时,加载、卸载速度为0.2MPa/s;当垫片预紧应力>35MPa时,加载、卸载速度为0.5MPa/s。
4.1.3试验介质供给系统应能提供规定的试验介质压力。
试验过程中介质压力的波动应在规定值的±2%范围之内。
4.1.4泄漏率测量采用集漏空腔增压法,泄漏率计算基于理想气体定律。
在垫片外侧、上下法兰面间应经严格标定。
测漏系统分辨率应不低于10-5cm3/s。
设置一个密闭的环形测漏空腔,测漏空腔的容积Vc4.1.5试验法兰采用模拟法兰,密封面为突面。
试验法兰应具有足够的刚度,以确保能承受加载载荷,并不发生因压板变形而影响垫片表面应力的情况。
波齿复合垫片标准(一)
波齿复合垫片标准(一)波齿复合垫片标准简介波齿复合垫片是一种常用的密封材料,广泛应用于各种机械设备中。
本文将介绍波齿复合垫片的标准,包括其定义、分类、制造工艺以及适用范围等内容。
定义波齿复合垫片是由金属片和非金属片组合而成的一种密封材料。
其金属片通常由不锈钢或铜制成,而非金属片则选用柔软的橡胶或塑料材料。
波齿复合垫片的制造工艺包括压铸、冷冲、模压等方式。
分类根据不同的应用场景和密封需求,波齿复合垫片可分为以下几类:1.单层波齿复合垫片:由一层金属片和一层非金属片组成,适用于一般密封需求。
2.多层波齿复合垫片:由多层金属片和多层非金属片交替堆叠而成,具有更高的密封性能和耐压性能,适用于高压密封场景。
3.环形波齿复合垫片:由环形金属片和环形非金属片组成,常用于法兰连接处的密封。
制造工艺波齿复合垫片的制造工艺通常包括以下几个步骤:1.准备材料:选用合适的金属和非金属材料,根据实际需求决定厚度和形状。
2.切割和冲压:使用专业设备将金属片和非金属片按照设计尺寸进行切割和冲压。
3.清洗和抛光:对切割好的金属片进行清洗和抛光,确保表面的光洁度和平整度。
4.堆叠和固定:将金属片和非金属片按照设计要求进行交替堆叠,并使用专用工具进行固定。
5.热压和模具成型:在适当的温度和压力下,使用热压设备将堆叠好的波齿复合垫片进行成型。
6.检测和包装:对成型后的波齿复合垫片进行质量检测,并进行包装和标识。
适用范围波齿复合垫片广泛应用于各种机械设备和工业领域,主要用于以下方面:•泵和阀门的密封•压力容器和管道连接处的密封•发动机和汽车零部件的密封•高温、高压设备的密封结论波齿复合垫片作为一种重要的密封材料,具有良好的密封性能和耐压性能。
制造工艺的规范和标准对于保证产品质量和使用寿命至关重要。
在实际应用中,根据不同的应用场景选择合适的波齿复合垫片类型,并按照制造工艺要求进行制作和安装,以获得最佳的密封效果。
柔性石墨金属波齿复合垫片金属骨架结构及其力学性能研究
润滑与密封
L RI UB CAT 0N 1 ENGI ERI NE NG
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第3 3卷 第 1 期 1
Vo_ 3 No 1 l3 . 1
柔 性 石 墨 金属 波 齿 复 合 垫 片 金 属 骨 架 结构 及 其 力学 性 能 研 究
a d fw or g t n q a t y g s esh v etrc mp e sblt. n e c ru ai u ni a k t a e b te o r si i y o t i Ke wod :o r g td mea a k t ; tls eeo p ro a c tu tr fnt lme tsrs n l ss y r s c ru ae tlg s es mea k ltn; ef r n e sr cu e;i i ee n te sa ay i m e
陈 庆 于 洋 甘树坤 马庆捷
( 林化工学院 吉
吉 林 吉林 市 122 ) 3 0 2
摘要 :从柔性石墨金属波齿复合垫片金属骨架结构人手 ,在一定 的压紧应力 ( 50MP )下 ,对厚度为 3m 4 . a m和 2 m m、具有 3种不同的圆弧半径 、波齿距和齿数的金属骨架采用有 限元法进行应力分析 ,得到 了应力分布状态及弹性变
A s atFo e lkl o eil g p i r gt ea gse ,ne vnpesr( 5MP )cnios bt c:r m t e tn f x e r h e or a dm t akt ud r i rs e 4 a odt n , r m as e of b a tc u e l l s ge u i
C e n Y a g G nS u u M n j h nQi g uY n a h k n aQi i ge
波齿复合垫片结构参数研究
试验研究
架压缩率的主要因素都是垫片的波齿数 " , 其次为 波深 ! , 骨架压缩率数值模拟计算的优方案是 骨架试验优方案为 ! & " ! # (, 与数值模拟 ! & " ! # &, 计算的结果基本一致; 影响骨架回弹率的主要因素 是 垫 片 的 波 齿 数 ", 骨架回弹率的优方案是 ! & " ( # &。 由数值模拟计算结果分析可知, 8 种垫片轴向 应力分布不尽相同, 但基本相似。应力在波峰处数 值较大, 在垫片内径和外径处出现应力极值, 垫片应
波齿复合垫片 (见图 !) 是以金属材料为骨架, 在其密封表面上加工出多道同心圆沟槽 (金属波齿 环) , 以金属波齿环为基体, 其密封面贴以柔性石墨 材料而构成的组合式垫片。由于特殊构造的金属波 齿环具有一定的回弹性能, 柔性石墨作为密封面又 具有良好的密封性能, 故波齿复合垫片在石化法兰 密封中得到广泛的应用。但目前波齿复合垫片的生 产大多依靠经验, 垫片的质量也参差不齐, 因此对波 齿复合垫片的结构参数进行研究是非常必要的。 ! 研究内容与方法
由中国石油天然气股份有限公司西气东输管道分公司发布的63276西气东输管道工程焊接施工及验收规范中已经在试件检验中增加了8冲击试验要求但在条文中还没有明确提出影响冲击试验的焊接工艺评定因素及重新评定规则这显然是不够的
试
验
研
究
波齿复合垫片结构参数研究
尚庆军! , 周先军" (! ! 胜利油田有限公司石化总厂, 山东 东营
冲击试验的焊接工艺评定因素及评定规则, 规定了 冲击试验要求。 ! 结论
柔性石墨金属波齿复合垫片金属骨架结构参数的研究
柔 性石 墨金 属波齿 复合 垫 片的结 构型式 分 为基
本 型 、带 定位环 型 和带 隔条 型 。金属 波齿 垫 片骨 架 结 构分 为 “ V”形槽 、梯形 槽 和 圆弧形 槽 ,齿 型 分 为对 齿 和错齿 两种形 式 。 金属 骨架 材料 有 o (o 81) 或类似 低碳 钢 、 O rN 。 1r Cl i C 或类 似 奥 氏体 不锈 钢 、
载能力得到极大的提高 。
关
键
词 :金属骨架 ;结构参数 ;有限元 应力分析
文献标识码 : A 文 章编 号 : 17 — 4 0( 0 2 6 0 1- 3 6 10 6 2 1 )0 — 6 7 0
中 图分 类 号 :T 2 B4
S udy o e a e e o t uc ur l t n M t lSk l t n S r t a Pa a e e so e i e G r p t r ug t d M e a a ke s r m t r fFl x bl a hieCo r a e t lG s t
K e w o ds M e a k lt y r : t l e eon; Stucur l r m ee ; Fi ieelm e tsr s nayss s r t a a tr pa n t e n te sa l i
垫片 密封 是过程 T业装 置 中压力 容器 、T 艺设
刘 宏 超 ,任 建 民
( 宁石油 化工 大学 机械 【 学院 , 辽宁 抚 顺 13 0 ) 辽 程 10 1
摘
要 :在金属波齿复合垫片 的金属骨架上 ,施加一定 的压紧应力 ( 5M a 。在二组的不同结构参数下 , 4 P )
柔性石墨复合增强垫片的性能及应用
柔性石墨复合增强垫片的性能及应用张利涛;徐海涛【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。
【期刊名称】《黑龙江科技信息》【年(卷),期】2012(000)007【总页数】1页(P102-102)【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【作者】张利涛;徐海涛【作者单位】秦皇岛秦冶重工有限公司,河北秦皇岛066000;秦皇岛秦冶重工有限公司,河北秦皇岛066000【正文语种】中文【中图分类】TQ325.14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,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,保证密封的安全可靠性。
Q/DSNF 波齿复合垫片
备案号:QB/440100 21 1110-2009企业产品标准标准号:Q/DSNF 1-2009 波齿复合垫片2009-07-30发布 2009-08-01实施广州市东山南方密封件有限公司发布前言本标准根据GB/T 1.1-2000《标准化工作导则第1部分:标准的结构与编写规则》及GB/T 1.2-2002《标准化工作导则第2部分:标准中规范性技术要素内容的确定方法》的格式和要求编写。
本标准根据产品的特点及实际情况,参考了有关标准而制定,作为企业组织生产和质量监督检验的依据。
本标准由广州市东山南方密封件有限公司提出。
本标准由广州市东山南方密封件有限公司起草。
本标准主要起草人:吴树济,吴凯珺,刘笠燕。
本标准于2009年7月30日首次发布。
Q/DSNF 1-2009波齿复合垫片1范围本标准规定了波齿复合垫的产品分类、型式、代号、标记、要求、试验方法、检验规则、标签、包装、运输、储存等。
本标准适用于压力容器,换热器,阀门中盖和其它非标法兰上用波齿复合垫。
2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。
凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。
GB/T 19066.3 柔性石墨金属波齿复合垫片技术条件3分类波齿复合垫片按产品用途进行分类,其类别及代号见表1。
表1 波齿复合垫片类别及代号4型式4.1 基本型基本型波齿复合垫片适用于榫槽面和凹凸面法兰,其结构型式见图1.图14.2 带定位环型带定位环型波齿复合垫片适用于全平面和突面法兰,其结构型式见图2.图24.3带定位耳型带定位耳型波齿复合垫片适用于全平面和突面法兰,其结构型式见图3.图35.代号5.1 波齿复合垫片型式代号应符合表2的规定。
5.2 波齿复合垫片适用法兰标准代号应符合表3规定。
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由图 1 和图 2 可以看出,同一压力级别不同名 义尺寸的垫片,绝大部分的预紧比压在某一应力水 平附近波动。同一名义尺寸不同压力级别的垫片预 紧比压各不相同。据此,柔性石墨波齿复合垫片按
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当
代
化
工
2015 年 2 月
压力等级进行区分是可行的。
3
柔性石墨金属波齿复合垫片的有 限元分析
数下的垫片压缩量和压缩率。AMSE 和 GB/T19066. 3-2003 中规定垫片的压缩率在 35%左右, 这里将压 缩率为 35%作为参考指标。其结果如表 4 所示。
按式(1)-(5)计算得到与不同压力级别对 应的各个名义尺寸的垫片预紧比压,如表 1 所示。 为了更清楚地说明同一压力级别的垫片不同 名义尺寸和预紧比压的关系以及同一名义尺寸的 垫片不同压力级别与预紧比压的关系,把压力级别 为 Class900 各名义尺寸的垫片预紧比压和名义尺寸 为 100 mm 各压力级别的垫片预紧比压示于图 1、 图 2 中。
(4) (5)SG FT AG2 预紧比压的计算
表 1 Class 300~1 500 垫片的预紧比压 Table 1 The initial compression stress of the gaskets under Class 300~1 500
DN Class300 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 400 450 500 600 100.3 106.0 86.3 52.8 69.8 68.4 92.4 58.0 45.7 38.1 48.5 52.2 75.1 77.0 88.5 96.0 101.0 91.9 115.6 预紧比压 SG/MPa Class600 100.3 106.0 86.3 52.8 69.8 68.4 72.4 58.0 63.2 68.7 87.2 70.6 95.9 100.8 116.4 104.6 94.8 103.3 115.3 Class900 214.2 165.7 226.4 138.5 153.7 179.4 159.2 97.5 100.8 103.8 106.2 110.2 120.6 126.7 138.7 122.9 126.4 136.3 177.1 Class1500 214.2 165.7 226.4 138.5 153.7 179.4 159.2 155.5 125.2 155.6 165.8 154.3 168.9 224.6 241.5 241.6 225.0 242.7 288.8
受构造材料、结构设计、制造工艺、使用工况等多 种因素的影响。 GB/T 12622-2008 中柔性石墨金属波 齿复合垫片以 45 MPa 预紧比压来评价压缩率、回弹 率及密封性能,而未考虑工况的影响,这导致了低 压力级别的法兰连接中由于螺栓尺寸较小,数量较 少,柔性石墨金属波齿复合垫片的压缩刚度较大而 不能被完全压缩;高压力级别法兰连接中,螺栓尺 寸较大,数量较多,柔性石墨金属波齿复合垫片刚 性较小而被压溃,从而影响该产品的安全使用。
Workbench 是 ANSYS 软件中的一个重要模块, 与 CAD 软件无缝衔接,可以方便地导入非常复杂 的三维模型进行分析。尤其在对大型复杂的装配件 进行分析时,网格划分独具特色,其智慧化的网格 建立技术,可以依据模型几何形状建立出高品质的 网格,有效缩短求解运算的时间,确保分析精度及 准确性。 3.1 结构参数 垫片选自 GB 19066.1-2008 中的 Class900、 DN100 凹凸面法兰用基本型柔性石墨金属波齿复 合垫片。其结构如图 3 所示,尺寸如表 2 所示。
图 4 垫片的应力分布图 Fig.4 Stress distribution of the gasket
图 3 柔性石墨金属波齿复合垫片的几何图 Fig.3 Geometric figure of flexible graphite covered wave-serrated metal gaskets 表 2 垫片的结构尺寸 Table 2 The structural dimensions of the gasket
mm 名称 数值 158.3 118.3 3 名称 数值 4 1.2 0.6
图 5 垫片的变形图 Fig.4 Deformation of the gasket 表 4 金属骨架与压缩率的关系 Table 4 The relationship between metal skeleton and compressibility
垫片密封是过程工业装置中压力容器、工艺设 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。虽然法兰接头与泵轴、阀杆、搅拌器轴 等密封相比,其泄露量不及它们大,但法兰接头的 数量则比它们多得多,因此它们成为过程装备泄露 [1] 的主要来源 。波齿复合垫片是用于静密封的垫片 之一,由带多道同心圆波齿的金属骨架和两侧的柔 性石墨覆层复合而成。 自 20 世纪 90 年代应用以来, 因其具有密封性能优异、 回弹性能好、 使用寿命长、 安全可靠性高、适应性广等一系列优点,已广泛用 于石油化工等行业的法兰连接设备和管道的密封 [2] 上 。 然而对垫片性能起决定作用的金属骨架结构, 绝大多数厂家仅凭经验生产,不区分压力等级使 用,致使垫片性能差异很大,安全可靠性得不到保 证。因此,研究波齿复合垫片的分级技术是非常必 要的。 柔性石墨金属波齿复合垫片的性能很大程度上
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法兰密封面上的缺陷,金属骨架上的一道道环状齿 峰与法兰密封面形成线密封。显然,要产生初始密 封的基本要求是压缩垫片,使其与密封面间产生足 够的压力(即垫片预紧应力) ,以阻止介质通过材 料本身的渗透,同时保证垫片对连接件有较大的顺 应性,即垫片材料受压缩后发生的弹性或弹塑性变 形能够填塞密封面的变形和表面粗糙度,以堵塞界 [1] 面泄露的通道 。
Research on Classification of Flexible Graphite Covered Wave-Serrated Metal Gaskets
CHEN Yuan , REN Jian-min
(Liaoning Shihua University, Liaoning Fushun 113001, China) Abstract: Standards of flexible graphite covered wave-serrated metal gaskets were analyzed. It’s found that the gasket pretightening in the condition of same pressure levels and different nominal size fluctuated around a certain value,gasket pretightening in the condition of same nominal size and different pressure levels were not identical.The finite element simulation of flexible graphite covered wave-serrated metal gaskets was carried out by using ANSYS WORKBENCH. The compression ratio of flexible graphite corrugated metal gaskets under different structural parameters was calculated. The result shows that the gaskets can be classified by pressure through adjusting the structural parameters. Accordingly, flexible graphite covered wave-serrated metal gaskets can be classified according to pressure. Key words: Metal skeleton; Classification; Finite element analysis
收稿日期: 2014-08-23 作者简介 :陈元(1988-) ,男,湖北荆门人,硕士,2015 年毕业于辽宁石油化工大学化工过程机械专业,研究方向:密封技术。E-mail: coolboy_cy@。
第 44 卷第 2 期
陈
元,等:柔性石墨金属波齿复合垫片的分级研究
2 π( DO DI2 ) AG 4
式中:AB、AG—螺栓根径截面积、垫片全接触面积; FB、FTB—螺栓拉伸载荷、螺栓总拉伸载荷; DB、DO、DI—螺栓根径、垫片外径和垫片内径; NB—螺栓个数; SB—螺栓预紧应力(≤M22 mm, SB=174 MPa;M24~M48, SB=203 MPa); SG—垫片预紧应力(或预紧比压) 。
齿距 p/mm 4 4 4 4 4 4 4 5 6.7 齿深 h/mm 0.6 0.6 0.6 0.6 0.4 0.5 0.7 0.7 0.7 齿厚 t/mm 1.2 1.4 1.6 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 1.8 压缩量/mm 1.0895 1.0129 0.9356 0.8574 0.9741 1.0323 1.4109 1.1469 1.1422 压缩率 C, % 36.3 33.8 31.2 28.6 32.5 34.4 47.0 38.2 38.1
1 垫片结构型式和密封原理
柔性石墨金属波齿复合垫片的结构型式有基 本型、带定位环型和带定位耳型。基本型柔性石墨 金属波齿复合垫片适用于榫槽面和凹凸面法兰,带 定位环型和带定位耳型柔性石墨金属波齿复合垫 [3] 片适用于全平面和突面法兰 。柔性石墨金属波齿 复合垫片在预紧力作用下,柔性石墨被压缩并填补
AB