密封技术 过程装备和管道的静密封
过程装备密封技术
过程装备密封技术过程装备密封技术的重要性不言而喻。
一方面，泄漏会导致产品损失和资源浪费，另一方面，泄漏还会对生产环境造成污染，对工人的健康和安全构成威胁。
因此，正确选择和应用密封技术对于提高生产效率、保护环境和保障工人安全至关重要。
在过程装备密封技术中，常用的密封设备有垫片、O形圈、活塞环、轴向和径向密封等。
垫片是一种用于填补两个连接部件之间的空隙的薄片材料，常用于管道连接、阀门、泵等设备的密封。
O形圈是一种环形橡胶密封件，常用于静态密封和动态密封。
活塞环是一种用于活塞密封的装置，常用于内燃机、压缩机等设备。
轴向和径向密封多用于泵、搅拌器、离心机等设备，用于防止流体泄漏。
过程装备密封技术的要求主要包括密封性能、使用寿命和维护成本等方面。
密封性能是指密封设备在工作条件下能否防止流体和气体的泄漏，包括静态密封和动态密封。
使用寿命是指密封设备在正常工作条件下能够连续使用的时间，通常受到材料的耐腐蚀性、耐磨损性以及摩擦和磨损等因素的影响。
维护成本是指密封设备在使用过程中所需的维护和更换的成本，通常包括停机损失、人工成本和材料成本等。
为了提高过程装备密封技术的效果，目前有许多创新和发展的方向。
例如，研发新型的密封材料，如聚合物纳米复合材料和陶瓷材料，以提高密封性能和使用寿命。
同时，改进密封结构和设计，例如使用多层密封结构以增加密封的可靠性和稳定性。
此外，将传感器和自动控制技术与密封技术相结合，实现对密封设备的实时监测和控制，以提前发现和解决潜在的泄漏问题。
总之，过程装备密封技术在现代工业生产中的作用不可忽视。
正确选择和应用密封技术能够提高生产效率、保护环境和保障工人安全。
随着科技的发展，过程装备密封技术也在不断创新和发展，以满足不断增长的生产需求和日益严格的环境和安全要求。
过程装备密封技术教学大纲
《过程装备密封技术》教学大纲修订单位：机械工程学院化工机械系执笔人：郭会一、课程基本信息1．课程中文名称：过程装备密封技术2．课程英文名称：The seal techniqul of the process materal3. 适用专业：过程装备与控制工程专业4. 总学时：32学时5. 总学分：2学分二、本课程在教学计划中的地位、作用和任务密封技术是保证石油化工厂安全生产的主要技术手段，是装备及控制专业技术人员必须掌握的基本技术。
本课程设置的目的就在于让学生了解过程装备所使用的密封技术类型，各种密封的基本结构和工作原理，为将来从事密封技术工作的学生奠定理论技术基础。
三、理论教学内容与教学基本要求1.第一章概述（1学时）讲述过程装备的密封问题、密封方法与分类和摩擦磨损等。
2. 第二章流体在密封间隙中的流动（3学时）讲述分子流、不可压缩流体的层流、可压缩流体的薄膜流动等。
本章重点为不可压缩流体的层流中的一维轴对称流动，难点为二维流动和一维轴对称流动的计算。
3.第三章过程设备和管道的静密封（10学时）讲述中低压设备和管道的垫片密封、高压设备的法兰连接、带压注剂密封技术和带压粘接密封技术等。
本章重点为中低压设备和管道的垫片密封，难点为密封胶的密封机理。
4.第四章过程机械的动密封（16学时）讲述旋转轴的填料密封和唇齿密封、机械密封、迷宫密封、浮环密封、离心密封、螺旋密封等。
本章重点为机械密封的基本原理，难点为机械密封的设计和失效分析。
5.泄漏检测技术（2学时）讲述检漏的分类和特点、压力检漏法、真空检漏法。
本章重点为压降法和气泡检漏法，难点为集漏孔腔增压法。
四、考核方式课堂和作业的平时考核和期末考试相结合的考核方法。
五、成绩评定平时考核占总成绩的百分之五十，期末考试占总成绩的百分之五十。
六、本课程对学生创新能力培养的措施将尽可能多的讲述生产实际的密封问题和解决方法，提高学生对密封技术的理解和兴趣。
七、教材与参考书教材：蔡仁良等《过程装备密封技术》（1版）北京：化学工业出版社2002年参考书：[1]顾永泉《实用密封技术》（1版）北京：机械工业出版社2002[2]顾永泉《流体动密封》（1版）东营：石油大学出版社1999年。
密封基础知识介绍分解
密封基础知识介绍分解目录一、密封技术概述 (2)1. 密封定义及作用 (3)2. 密封技术发展历程 (3)3. 密封技术应用领域 (5)二、密封基本原理及分类 (6)1. 密封基本原理 (7)2. 密封类型及特点 (9)（1）按密封结构分类 (10)（2）按密封材料分类 (12)（3）按密封作用分类 (13)三、密封基础知识介绍 (14)1. 密封件基本知识 (15)（1）密封件定义及功能 (17)（2）密封件种类与选用 (18)（3）密封件的材料选择 (18)2. 密封介质及选择 (19)（1）液体介质 (21)（2）气体介质 (21)（3）其他介质及选择要点 (22)3. 密封技术参数与要求 (23)（1）压力范围及允许泄漏量 (25)（2）温度范围及影响 (26)（3）转速与摩擦性能要求 (27)四、密封安装与维护知识 (28)1. 密封安装注意事项 (29)（1）安装前的准备事项 (30)（2）安装过程中的注意事项 (31)（3）安装后的检查与验收 (32)2. 密封维护与管理 (32)（1）日常检查与维护 (34)（2）定期维护与保养 (35)（3）密封件的更换与报废标准 (35)五、密封故障分析及解决方法 (36)1. 密封故障类型及原因分析 (37)（1）常见密封故障类型 (39)（2）故障原因分析及排查方法 (40)2. 密封故障解决方法与预防措施 (41)一、密封技术概述密封技术作为一种重要的工程技术，广泛应用于各个领域，包括机械、化工、汽车、航空航天等。
密封技术的主要目的是防止介质（如液体、气体、固体颗粒）在特定空间或设备内发生泄漏，确保设备的正常运行，提高工作效率，并保障人员安全。
密封技术涉及的领域广泛，涵盖材料科学、流体力学、热力学、摩擦学等多个学科。
密封技术按照不同的分类方式可以划分为多种类型，按照密封件的结构形式，可以分为静态密封和动态密封两大类。
静态密封主要用于固定位置的密封，如法兰连接处的密封垫、螺纹连接的密封剂等。
过程装备密封技术
时间匆匆而逝，就这样度过了愉快的一个学期，本学期《过程装备密封技术》课中的重点内容是静密封和动密封，而其中最为重要的是填料密封和机械密封。
密封可分为静密封和动密封两大类，其他按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。
动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。
密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。
静密封指严密地封闭密封舱密封容器用于密封函件。
静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。
根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。
中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度很窄的金属垫片。
动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。
按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。
动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。
根据密封结构的类型、密封机理、密封件形状和材料等，密封的分类情况为：静密封通常是指两个静止面之间的密封，密封办法主要是使用垫圈。
填料装入填料腔以后，经压盖对它作轴向压缩，当轴与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与轴紧密接触。
与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成油膜。
由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。
这就是填料密封的机理。
显然，良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。
也就是说，要保持良好的润滑和适当的压紧。
过程装备密封技术
•表明弹性体密封的接触应力σp总比介质压 力高σ0，因此具有自动适应流体压力变化 的能力。
过程机械的动密封
4.1.2 往复轴密封 4.1.2.1 液压密封 (2) 弹性体密封的基本原理
b. 液压往复运动用O形密封圈
弹性体O形密封圈用作往复运动密封件时，其预密 封作用和自密封作用与用作静密封时一样。但由于 活塞杆往复运动时容易将液体带到O形圈和活塞杆 之间，导致粘附泄漏，情况比静密封复杂。
(5)图4-24显示了在不同流体压力下的界面形状和接触压力分布，随着压力的增加， 靠近空气侧的浅锲逐渐减小，在高压下可能闭合，其接触压力分布仍维持理想的 三角形形状。
过程机械的动密封
4.1.2 往复轴密封 4.1.2.1 液压密封
d 活塞密封 •对于单作用活塞，其密封的原理与活塞杆密封并无太大区别，只不过密封唇口在 外侧，以实现活塞与液压缸壁的密封。
• 全封闭密封
过程机械的动密封
4.1 接触密封
4.1.1 软填料密封
4.1.1.1 引言
•软填料密封：压盖填料（Gland Packing)密封、盘根（Packing)密封。 •应用场合
旋转运动：离心泵、真空泵、搅拌机、反应釜。 往复运动：往复泵、往复压缩机的柱塞或活塞杆。 螺旋运动：阀门的阀杆与阀座。 (1) 基本结构 (图4-1)
• 一般的液压密封指液压缸活塞密封和活塞杆密 封。当范围更广、要求更严时，还包括防止灰尘 或外界液体进入系统的防尘密封。 • 对液压密封的基本要求如图4-12
(2) 弹性体密封的基本原理
a. 自密封机理
• 最常见的弹性密封件是橡胶O形圈.
• 弹性体密封的“自动密封”或称“自密封”是依 靠弹性体材料的弹性、并存在初始装配过盈量或预 紧加载荷来实现的。
《过程装备密封技术》第一章 概论
2. 在结合表面加入垫片、填料等，通过压紧应力实现接合表面之间紧密 吻合。
3. 利用流体动压、静压力或磁场的作用，在接合间隙处形成阻碍 流体泄漏的阻力。（比如非接触式机械密封：浮环密封、迷宫密封、 螺旋密封、磁流体密封等）
3. 摩擦、磨损和密封的关系
在经济方面的影响也很大，1986年全世界炼油工业 维修花了60亿美元，其中用于转动设备中的轴封占 了69%。
泄漏的危害
化工生产与密封
化工生产的特点：
化工生产技术复杂、多样。
化工生产具有明显的制约性。
化工生产过程具有严格的比例性和连续性。
化工生产对对密封的主要要求：
密封可靠、泄漏少。 耐腐蚀性。 密封件要有一定的使用寿命。 安装调整方便。 密封件品种多样，便于选取。
• 密封管理的重要性
综上所述，抓好密封管理，消除泄漏，是保 证安全生产的重要措施之一。
泄漏问题
1. 泄漏的描述
泄漏是机械、化工设备常发生的
故障之一。造成泄漏的主要原因：
密封面间隙的泄漏
1. 机械加工结果，机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸 的偏差。
2. 在石油化工生产中，很多设备是用焊接连接的，焊接过程中形成 的各种裂纹、气孔等缺陷也会造成泄漏。
胶密封
非金属垫片密封
垫片密封
半金属垫片密封
金属垫片密封
2. 密封的分类
动密封
往复轴密封 旋转轴密封
填料密封 隔膜密封 唇形密封 活塞环密封 接触密封
非接触密封
2. 密封的分类
按照工作压力 中低压密封：非金属或半金属垫片
静密封
高压密封：金属垫片，透性垫
化工装备密封工艺技术
化工装备密封工艺技术1. 密封工艺技术的背景和意义化工装备作为化工生产过程中的重要设备之一，在运行过程中必须要有合适的密封工艺技术来确保介质不发生泄漏，从而保障工艺过程的安全和稳定运行。
密封工艺技术的应用涵盖了化工装备的各个环节，比如阀门、泵、管道等。
因此，掌握化工装备密封工艺技术对于化工企业来说至关重要。
本文将详细介绍化工装备密封工艺技术的相关知识和应用。
2. 密封工艺技术的基本原理在理解和应用密封工艺技术之前，首先需要了解密封的基本原理。
密封的目的是防止工艺装置中的物质泄漏出来或外部杂质进入，从而保障工艺过程的稳定性和安全性。
在密封工艺中，常用的密封方式包括静密封和动密封。
静密封主要是通过密封垫圈、填料或者嵌块等实现，在静止状态下具有良好的密封性能；动密封则是通过联轴器、腺体、机械密封等实现，在运动过程中保持密封性能。
3. 常见的密封工艺技术3.1 填料密封技术填料密封技术是常见的一种密封方式，通过将填料压入密封空间来实现密封效果。
填料密封主要适用于静态密封，比如管道和容器的连接处。
常用的填料材料有石墨、聚四氟乙烯等，具有耐高温、耐腐蚀的特性。
填料密封技术的优点是结构简单、成本低，但是存在易老化、易泄漏的缺点。
3.2 机械密封技术机械密封技术是一种动态密封方式，通过机械装置来实现密封效果。
机械密封主要适用于旋转设备，比如泵、压缩机等。
机械密封技术具有密封性能好、不易泄漏的特点，常用的机械密封形式有单端面机械密封、双端面机械密封等。
3.3 腺体密封技术腺体密封技术是一种常用的密封方式，适用于轴向运动的设备。
腺体密封通过包覆密封物质成腺帽的形式实现密封效果。
腺体密封技术具有密封性能好、安装方便的特点，但在高速旋转设备上应用时容易产生摩擦磨损。
4. 密封工艺技术的应用案例4.1 石化行业中的管道密封在石化行业中，管道是连接各个设备的重要通道，密封性能的好坏直接关系到工艺运行的安全和稳定。
通过合理选择填料密封或机械密封技术，可以有效防止管道泄漏，保障介质传输的稳定性。
设备的动静密封点管理
设备动、静密封点管理制度一、目的加强密封管理和创建“无泄漏车间”活动是企业减少跑、冒、滴、漏，提高效益，降低消耗，消除污染,保证职工身体健康的一项重要措施.为达到和巩固无泄漏车间标准,为实现安全文明生产创造条件，制定本制度.本制度适用于公司所属各车间的动、静密封点管理。
二、术语和定义主要术语：动密封、静密封。
1、动密封各种机电、移动设备(包括机床）的连续运动（旋转和往复）的两个偶合件之间的密封，属于动密封。
如压缩机轴、泵轴、各种釜类旋转轴等的密封均属动密封.2、静密封各种机电、移动设备(包括机床设备）及其附属管线和附件，在运行过程中两个没有相对运动的偶合件之间的密封属于静密封.如设备管线上的法兰、各种阀门、丝堵、活接头、机泵设备上的油标、附属管线、电所设备的变压器、油开关、电缆头、仪表孔板、调节阀、附属引线、以及其他设备的结合部位，均属静密封。
三、密封点计算方法１．动密封点的计算方法一对连续运动（旋转或往复）两个偶合件之间的密封算一个动密封点。
２．静密封点的计算方法一个静密封点接合处，算一个静密封点。
如：一对法兰，不论其规格大小，均算一个密封点；一个阀门一般算四个密封点，如阀门后有丝堵或阀后紧接放空，则应各多算一点；一个丝扣活接头，算三个密封点；特别部位,如连接法兰的螺栓孔与设备内部是连通的，除了接合面算一个密封点外,有几个螺栓孔应加几个密封点。
３．泄漏点的计算方法有一处泄漏，就算一个泄漏点，不论是密封点或因焊缝裂纹、砂眼、腐蚀以及其他原因造成的泄漏均作泄漏点统计。
４．泄漏率计算公式静（动）密封点泄漏率（‰）＝静（动）密封点泄漏点数／静（动）密封点数×1000‰四、职责（一)公司设备科作为公司主管设备的职能部门，负责：1、加强对动、静密封点的管理组织和领导,结合公司实际,制定和修订公司动、静密封点管理制度.2、建立公司动、静密封点汇总台帐。
3、帮助和指导车间制定动、静密封点管理办法.4、组织各种密封技术研究，推广应用密封新技术、新材料。
教学日历—过程装备密封技术
第1章概论
2
2
9.24
3
第2章流体在密封空隙中的流动2.1引言2.2分子流
2
3
9.29
4
2.3不可压缩流体的层流2.4可压缩流体的薄膜管道的静密封3.1垫片密封3.1.1前言
2
5
10.3
5
3.1.2中低压设备和管道的垫片密封
2
6
10.6
5
3.1.3高压设备和管道的垫片密封
河北工程大学2015/2016学年第1学期教学日历
第1页共1页填表时间2015.9.9系部主任签字院部领导签字
课程编号
C064140717
课程名称
过程装备密封技术
考核类型
考查课
任课教师
崔好选
总学时
32
讲课学时
32
实验学时
0
上机学时
0
设计学时
0
其他
0
上课地点
A06-202
上课时间
3-9周，周二4、5节；周四4、5节
9
4.2非接触转轴密封4.3全封闭密封
2
14
10.31
9
第5章泄露检测技术5.1引言5.2检测方法和分类
2
合计
32
注：⑴、“考核类型”栏填“考试课”或“考查课”；⑵、在“其他要说明的问题”栏内可填写授课时间段、实验地点、考试安排等内容；⑶、教师连续教授两节课为一个授课单元，即为一个“讲次”；⑷、“日期”栏填写到月日即可，如“6.1”；⑸、“周次”为校历中的第几周。
2
7
10.8
6
3.2胶密封3.2.1带压注剂密封技术
2
8
10.13
6
3.2.2带压粘接密封技术
过程装备密封技术课件
过程装备密封技术课件一、密封技术简述在过程装备中，密封技术是确保设备安全运行，提高产品质量，减少环境污染，节约能源的重要技术之一、从功能上看，密封技术是通过其中一种方式将设备的内外环境隔离，防止物质的泄漏。
二、密封类型根据密封的对象和作用，过程装备的密封技术主要分为以下几种类型：静态密封、动态密封、真空密封、超高压密封等。
1、静态密封：主要用于设备的连接部位，如管道、储罐、阀门等。
2、动态密封：主要用于设备的运动部位，如泵、压缩机、涡轮机等。
3、真空密封：主要用于需要保持高真空环境的设备。
4、超高压密封：主要用于需要承受超高压环境的设备。
三、密封材料密封材料的选择需考虑设备工作环境，包括温度、压力、介质等属性，与密封材料的性能之间的匹配。
1、软密封材料：主要有橡胶、塑料、金属软带等，适用于低压、低温环境。
2、硬密封材料：主要有金属、陶瓷、石墨等，适用于高压、高温环境。
3、特殊密封材料：主要有含有特殊填料的复合材料，适用于特殊介质、特殊环境。
四、密封方法和设备过程装备的密封方法和设备，主要包括垫片密封、密封圈密封、填料密封、机械密封、磁力密封、液膜密封等。
1、垫片密封：利用垫片的压缩变形，填满连接面之间的微小间隙，防止介质泄露。
2、密封圈密封：利用弹性密封圈的弹性变形，产生封密接触压力，有环境适应性强、成本低、结构简单等优点。
3、填料密封：通过填充柔软的密封材料，在轴和壳体之间形成密封，常用于泵、阀门、压缩机等动态密封。
4、机械密封：主要由旋转环和静止环两部分组成，采用附加密封和泄漏控制，方便维护和更换。
5、磁力密封：通过磁性材料产生的磁场，在设备内外之间形成密封，适用于需要完全密封或无法使用其他密封方式的特殊设备。
五、密封管理和维护密封技术的目标不仅是实现设备的密封，更应关注其在设备全生命周期内的性能。
其中，密封管理和维护是保障密封性能的重要环节，需要定期检查、维护、更换密封，以延长使用寿命，降低设备停工时间。
密封的原理及分类
密封的原理及分类密封是指防止物质从一个系统或容器中泄漏或进入的过程。
在各种工业和日常生活中，密封技术被广泛应用于防止流体、气体、粉尘和其他物质的泄漏，以确保系统的正常运行和安全性。
本文将详细介绍密封的原理及分类。
一、密封的原理1. 压力密封原理：压力密封是通过施加压力使密封件与密封面之间产生高接触压力，从而防止泄漏。
当两个密封面之间施加足够的压力时，密封件能够填充密封面之间的微小间隙，形成有效的密封。
2. 表面接触密封原理：表面接触密封是通过两个相对表面之间的直接接触来实现密封。
密封面通常具有高度精密的加工，以确保表面之间的紧密接触，从而防止泄漏。
3. 液体密封原理：液体密封是通过在密封件和密封面之间形成液体层来实现密封。
液体层能够填充微小的间隙，形成有效的密封，常见的液体密封材料包括油脂、润滑剂等。
4. 渗透密封原理：渗透密封是通过渗透性材料来防止泄漏。
渗透性材料能够渗透到微小的孔隙中，形成有效的密封层，阻止物质的泄漏。
二、密封的分类根据密封的应用领域和形式，可以将密封分为以下几类：1. 静密封：静密封是指在两个相对静止的部件之间进行的密封。
常见的静密封形式包括垫片密封、O型圈密封、平面密封等。
静密封适用于对压力要求不高的场合，如管道连接、容器密封等。
2. 动密封：动密封是指在两个相对运动的部件之间进行的密封。
常见的动密封形式包括活塞密封、轴封、旋转密封等。
动密封适用于对压力要求较高且有运动要求的场合，如发动机、液压系统等。
3. 法兰密封：法兰密封是通过法兰连接来实现的密封。
法兰连接通常由两个法兰、垫片和螺栓组成，通过螺栓的紧固将两个法兰连接在一起，垫片在法兰之间形成密封。
法兰密封适用于对压力要求较高的场合，如管道系统、容器等。
4. 磁力密封：磁力密封是通过磁力来实现的密封。
磁力密封通常由一个旋转部件和一个固定部件组成，通过磁力的作用将两个部件紧密连接在一起，形成密封。
磁力密封适用于对泄漏要求极高的场合，如真空系统、高压系统等。
过程装备密封技术课件
《过程装备密封技术》蔡仁良等主编化学工业出版社出版讲课教师：王启立学时：32学分：20 本课程简介：一、课程的性质、任务：《过程装备密封技术》是作为过程装备与控制工程专业的选修课而开设的一门课程，其任务是研究工业部分的过程装备和机械设备的密封技术。
二、教学目的：根据本课程教学大纲要求，本课程的教学目的是培养学生运用基本的理论知识来理解和掌握各种流体密封装置的原理、结构特点、设计方法和选用原则，了解密封控制的新技术。
三、教材本教材由过程装备与控制工程专业教材编写委员会编写，由蔡仁良主编，化学工业出版社出版。
四、内容本课程系统全面地介绍过程工业装置中流体静、动密封的主要内容和最新进展。
重点阐述密封的基本概念、流体密封理论、动、静密封技术以及泄漏检测技术。
五、课程框架及学时安排：课程内容分为5章，32学时，内容框架及学时分布如下：1 概论（2学时）1.1 过程装备的密封问题1.2 泄露与逸出1.3 密封方式与分类1.4 摩擦磨损与密封2 流体在密封间隙中的流动（4学时）2.1 引言2.2 分子流（1学时）2.3 不可压缩流体的层流（2学时）2.4可压缩流体的薄膜流动（1学时）3 过程设备和管道的静密封（10学时）3.1垫片密封（6学时）3.2胶密封（4学时）4 过程机械的动密封（10学时）4.1接触密封（6学时）4.2非接触转轴密封（4学时）5 泄漏监测技术（6学时）5.1引言（1学时）5.2检测的方法和分类（1学时）5.3压力检测法（2学时）5.4真空检测法（2学时）六、考试及成绩评定考试为闭卷考试。
成绩计算方法：平时成绩占20％，期末考试卷面成绩占80％。
七、参考文献：1胡国祯等，《化工密封技术》，化学工业出版社，19902顾永泉，《流体动密封》，石油大学出版社，19903张向钊等，《密封垫片与填料》，机械工业出版社，19944顾永泉，《机械端面密封》，石油大学出版社，19945李继和，《机械密封技术》，化学工业出版社，19881 概论本章框架：1.1 过程装备的密封问题1.2 泄露与逸出1.3 密封方式与分类1.4 摩擦磨损与密封教学目标及基本要求：(1)了解过程装备密封问题的重要性、特点及发生泄漏问题的主要原因；(2)了解过程装备密封的分类，摩擦与磨损的概念。
静密封和动密封的概念与分类
静密封和动密封的概念与分类静密封和动密封的概念与分类导语密封技术是工程技术中的重要组成部分，不同类型的密封件在各种机械设备和工程中都有着不可替代的作用。
静密封和动密封作为密封技术的两个核心概念，其原理和分类对于理解密封技术至关重要。
本文将从静密封和动密封的概念出发，介绍其分类和应用，帮助读者全面了解密封技术中的重要内容。
一、静密封和动密封的概念1.1 静密封的概念静密封是指在密封件和密封面之间没有相对运动的密封状态。
在静密封状态下，密封件与密封面之间形成一定的密封间隙，通过静止状态下的压力或表面张力来实现密封效果。
静密封通常用于静止或低速运动的密封部位，如密封垫片、密封垫圈等。
1.2 动密封的概念动密封是指在密封件和密封面之间有相对运动的密封状态。
在动密封状态下，密封件需要随着设备的运动而实现相对运动，同时保持与密封面的良好接触，以防止介质的泄漏。
动密封通常用于高速运动或频繁运动的密封部位，如活塞环、轴封等。
二、静密封和动密封的分类2.1 静密封的分类静密封根据密封件的形状和材料可以分为不同的类型，如平面垫片、凸形垫片、凹形垫片等。
平面垫片适用于静态密封，凸形和凹形垫片适用于不规则密封面。
静密封还可以根据密封件的材料分为金属密封、非金属密封等。
2.2 动密封的分类动密封根据密封件的结构和工作原理可以分为多种类型，如旋转密封、往复密封、活塞环密封、机械密封等。
旋转密封适用于旋转轴的密封，往复密封适用于往复运动的密封，活塞环密封适用于活塞的密封，机械密封适用于高速和高温环境下的密封。
三、静密封和动密封的应用3.1 静密封的应用静密封主要应用于静止或低速运动的密封部位，如阀门、法兰、管道连接处等。
静密封具有结构简单、使用方便的特点，在工业设备中广泛应用。
3.2 动密封的应用动密封主要应用于高速运动或频繁运动的密封部位，如发动机、液压缸、液压泵等。
动密封具有密封性能好、耐磨损、寿命长的特点，是工程领域中不可或缺的密封技术。
密封的工作原理
二 密封的工作原理
3.机械密封的密封机理
机械密封的结构型式虽然多种多样,但它的基本原理和基本零件是相同的。 机械密封工作时,补偿环(动环)在弹簧力和介质压力的作用下,与非补偿环(静 环)的端面紧密贴合,并发生相对滑动。由于两个密封端面的紧密贴合,使密封 端面之间的密封界面形成微小间隙,当有压介质通过此间隙时,形成极薄的液 膜而达到密封目的。这种液体膜具有液体动压力和静压力,阻止介质泄漏,同 时起着润滑和平衡压力的作用。
二 密封的工作原理
(一)静密封的工作原理——垫片密封
垫片密封是化工设备主要密封形式。广泛应用于管道和中、低压力容器及各种 壳体的法兰接合面的可拆连接处。虽然法兰连接与其他密封相比,不及泵轴、阀 杆处的泄漏量大,但相比之下法兰连接接头的数量远远多于泵轴。因此,法兰连接 接头处成为过程装备泄漏的主要来源。典型挤压密封件 （用于静Fra bibliotek封和低速动密封）
二 密封的工作原理
密封机理
垫片密封是靠两连接件间或介质压力作用压 紧密封垫片,使其产生弹性变形或一定的塑性 变形以填满密封面上的微观不平通道来实现 密封的。也就是利用密封面上产生的比压,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。
影响因素：
（1）密封表面粗糙度
（2）连接件和紧固件及密封材料的 弹性变形
（3）密封材料与结构及密封环境
二 密封的工作原理
（二）动密封的机理
一般用在旋转运动轴和往复运动件的密封
1.填料密封
填料密封是在轴与壳之间用弹塑性材料或 具有弹性结构的元件堵塞泄漏通道:阻止 泄漏的密封装置。属于接触式密封的一种。
（1）软材料填料 （2）硬材料填料
二 密封的工作原理
2. 填料密封机理
密封的原理及分类
密封的原理及分类密封是指利用其中一种结构，将两个或多个相对运动部件分割、限定在一定的空间内，以防止介质泄漏或外界杂质进入的技术。
密封技术广泛应用于各种机械装置、设备和工程中的连接点，如阀门、管道、泵站等。
其基本原理是通过封闭和紧固连接，以形成一个相对封闭的空间，阻止物质的流动和脱漏。
密封的基本原理可以归纳为以下几点：1.静密封原理：静密封是指两个或多个相对静止的密封面之间的密封。
静密封的原理是在两个密封面之间形成压力差，使密封面之间的介质封闭在其中，起到防止泄漏的作用。
静密封的常见方式有平面密封、间隙密封和接触密封等。
2.动密封原理：动密封是指两个或多个相对运动的密封面之间的密封。
动密封的原理是通过运动密封面的紧固装置、弹性变形或润滑剂等手段，在运动过程中保持密封效果，并防止泄漏和摩擦磨损。
动密封的常见方式有旋转密封、推动密封和摩擦密封等。
3.结构密封原理：结构密封是指通过一种特殊的结构形式，使密封部件与被密封部件之间形成相对封闭的空间。
结构密封的原理是通过封闭结构的构造和工作原理，实现密封的目的。
结构密封的常见方式有槽型密封、垫片密封和环形密封等。
根据密封作用和结构特点的不同，可以将密封分为以下几类：1.静态密封：静态密封是指密封装置两个或多个相对静止的密封面之间的密封。
静态密封常见的有平面密封、间隙密封和接触密封等。
平面密封是将两个平面密封件紧密接触，通过密封面之间的压力差实现密封。
间隙密封是通过填充密封介质，填补密封面之间的间隙，形成一层薄厚度的密封介质，从而实现密封。
接触密封是将密封件直接与被密封部件接触，通过摩擦力和变形力使其形成接触密封。
2.旋转密封：旋转密封是指密封装置两个相对运动的密封面之间的密封。
旋转密封常见的有旋转轴封和旋转梁密封等。
旋转轴封是将密封件安装在旋转轴上，通过密封面和密封环的相对运动，实现密封。
旋转梁密封是将密封件安装在旋转梁上，通过密封面和密封环的相对运动，实现密封。
第三章 过程装备与管道的静密封
2.法兰连接标准
（1）法兰类型
容器法兰 用途
管道法兰密封面宽窄Fra bibliotek金属法兰
制造材料
连接方式
非金属法兰
宽面法兰 窄面法兰 焊接法兰 非焊接法兰
本节主要介绍钢制圆形法兰和管道法兰
典型法兰的结构示意图（插图3-4）
螺纹法兰
松套法兰
板式平焊法兰
（2）法兰密封面型式
法兰密封面的型式与大小和垫片的型式、使用场合 和工作条件有关 根据标准，将法兰密封面分为以下常用的几种，如 图所示
由上图，垫片密封一般由（1）连接件（如法兰）、 （2）垫片、（3）紧固件（如螺栓、螺母等）等组成
决定某个接头的密封性时，必须将整个连接结构作 为一个系统进行考虑
垫片工作正常与否，除取决于垫片本身的性能外，还取 决于系统的刚度和变形、结合面的表面粗糙度和不平行 度、紧固载荷的大小和均匀性等
所以，研究密封：把系统的各个结构单独分析特性， 然后在整合到一起
自紧式—O形环密封面—主要用于金属或弹性体O形 环的密封，依靠工作时的压力挤压O形环变形达到密 封目的
“控制压缩垫片”—界面存在垫片，但螺栓预紧后，法 兰面会发生金属与金属的接触（如图所示）
特点：介质压力和温度波动时，垫片上的载荷不发 生改变，接头保持在最佳的泄漏控制状态，同时螺 栓也不承受循环载荷。
第三章 过程设备和管道的静密封
一.垫片密封 二.胶密封
1.中低压设备和管道的垫片密封 2.高压设备和管道的垫片密封 1.带压注剂密封技术 2.带压粘接密封技术
1.垫片的定义
前言
垫片是一种夹持在两个独 立的连接件之间的材料或 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。
化工装备密封技术讲义
化工装备密封技术讲义密封技术概述化工装备密封技术是化工工程中重要的技术之一，它的主要目的是防止介质在装备内外界之间泄漏，确保装备的正常运行和操作安全。
密封技术的不断发展和创新，对于提高化工装备的性能和可靠性具有重要意义。
密封技术的分类1.静态密封技术：静密技术是指在两个静止的接触面之间通过压力和形变实现密封效果的技术。
常见的静密技术包括填料密封、油封和垫片密封等。
2.动态密封技术：动密技术是指在两个相对运动的接触面之间通过润滑和摩擦控制实现密封效果的技术。
典型的动密技术包括机械密封、旋转轴承密封和磁性密封等。
填料密封技术填料密封是指通过在密封间隙中填充柔软的填料，使填料在外界的压力作用下产生形变，填满密封间隙，从而实现密封效果的技术。
填料密封具有以下特点：•成本相对较低，安装维护简单；•能够适应一定的轴向和径向位移；•耐化学腐蚀和高温压力。
常见的填料密封材料有：•石墨：具有优异的耐腐蚀性和导热性能，适用于高温高压环境；•聚四氟乙烯（PTFE）：具有良好的耐化学性和摩擦性能，适用于一般工况；•镍基合金：具有高强度、高温和耐腐蚀性能，适用于特殊工况。
填料密封应注意以下事项：•填料应根据介质的性质和工况的要求进行选择；•填料的压实程度应适当，过紧或过松都会影响密封效果；•填料密封在运行过程中需要进行定期检查和更换。
机械密封技术机械密封是一种常见的动态密封技术，它通过两个相对旋转的密封面的堵漏作用，实现介质的密封。
机械密封具有以下特点：•密封效果好，密封可靠性高；•能够适应高速、高温、高压等恶劣工况；•使用寿命长，可靠性高。
机械密封的关键部件包括：1.密封面：通常由硬质材料制成，具有良好的耐磨性和抗腐蚀性能；2.弹性元件：通常采用弹簧或弹簧辅助装置，用于调节密封面之间的接触压力；3.密封液：用于冷却和润滑密封面。
机械密封的使用和维护注意事项：•需要定期检查密封面的磨损情况，及时更换损坏的部件；•密封液的选用要符合工况和介质的要求，常见的密封液有清水、润滑油和润滑脂等；•安装时应注意正确调整弹簧的压力，过大或过小都会影响密封效果。
过程装备密封技术课件.
《过程装备密封技术》蔡仁良等主编化学工业出版社出版讲课教师：王启立学时：32学分：20 本课程简介：一、课程的性质、任务：《过程装备密封技术》是作为过程装备与控制工程专业的选修课而开设的一门课程，其任务是研究工业部分的过程装备和机械设备的密封技术。
二、教学目的：根据本课程教学大纲要求，本课程的教学目的是培养学生运用基本的理论知识来理解和掌握各种流体密封装置的原理、结构特点、设计方法和选用原则，了解密封控制的新技术。
三、教材本教材由过程装备与控制工程专业教材编写委员会编写，由蔡仁良主编，化学工业出版社出版。
四、内容本课程系统全面地介绍过程工业装置中流体静、动密封的主要内容和最新进展。
重点阐述密封的基本概念、流体密封理论、动、静密封技术以及泄漏检测技术。
五、课程框架及学时安排：课程内容分为5章，32学时，内容框架及学时分布如下：1 概论（2学时）1.1 过程装备的密封问题1.2 泄露与逸出1.3 密封方式与分类1.4 摩擦磨损与密封2 流体在密封间隙中的流动（4学时）2.1 引言2.2 分子流（1学时）2.3 不可压缩流体的层流（2学时）2.4可压缩流体的薄膜流动（1学时）3 过程设备和管道的静密封（10学时）3.1垫片密封（6学时）3.2胶密封（4学时）4 过程机械的动密封（10学时）4.1接触密封（6学时）4.2非接触转轴密封（4学时）5 泄漏监测技术（6学时）5.1引言（1学时）5.2检测的方法和分类（1学时）5.3压力检测法（2学时）5.4真空检测法（2学时）六、考试及成绩评定考试为闭卷考试。
成绩计算方法：平时成绩占20％，期末考试卷面成绩占80％。
七、参考文献：1胡国祯等，《化工密封技术》，化学工业出版社，19902顾永泉，《流体动密封》，石油大学出版社，19903张向钊等，《密封垫片与填料》，机械工业出版社，19944顾永泉，《机械端面密封》，石油大学出版社，19945李继和，《机械密封技术》，化学工业出版社，19881 概论本章框架：1.1 过程装备的密封问题1.2 泄露与逸出1.3 密封方式与分类1.4 摩擦磨损与密封教学目标及基本要求：(1)了解过程装备密封问题的重要性、特点及发生泄漏问题的主要原因；(2)了解过程装备密封的分类，摩擦与磨损的概念。
对于过程装备密封技术的课后总结
对于过程装备密封技术的课后总结过程装备密封技术可分为静密封和动密封两大类，其他按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。
动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。
密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。
静密封指严密地封闭密封舱密封容器用于密封函件。
静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。
根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。
中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度很窄的金属垫片。
动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。
按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。
动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。
根据密封结构的类型、密封机理、密封件形状和材料等，密封的分类情况为：静密封通常是指两个静止面之间的密封，密封办法主要是使用垫圈。
填料装入填料腔以后，经压盖对它作轴向压缩，当轴与填料有相对运动时，由于填料的塑性，使它产生径向力，并与轴紧密接触。
与此同时，填料中浸渍的润滑剂被挤出，在接触面之间形成油膜。
由于接触状态并不是特别均匀的，接触部位便出现“边界润滑”状态，称为“轴承效应”；而未接触的凹部形成小油槽，有较厚的油膜，接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫，起阻止液流泄漏的作用，此称“迷宫效应”。
这就是填料密封的机理。
显然，良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。
也就是说，要保持良好的润滑和适当的压紧。
若润滑不良，或压得过紧都会使油膜中断，造成填料与轴之间出现干摩擦，最后导致烧轴和出现严重磨损。
静密封的原理
静密封的原理静密封是一种常用的密封技术，用来控制流体在管道或设备中的泄漏。
它可以有效地保持管道或设备的封闭性，防止流体泄漏造成的损失和安全隐患。
静密封可以广泛应用于石化、化工、电力、冶金等行业中的各种管道和设备。
静密封的原理基于密封面之间的接触压力，通过施加一定的压力使接触面之间紧密贴合，从而达到密封的效果。
它利用弹性力和变形能使密封面完全接触，将管道和设备中的流体封闭在其中。
静密封可以分为金属密封和非金属密封两类。
金属密封是指利用金属材料的弹性和塑性变形特性来实现密封的一种技术。
金属密封的主要特点是密封面的紧密接触和高度的弹性变形能力。
金属密封分为面密封和轴向密封两种。
其中面密封应用较为广泛，主要包括法兰密封、圆锥密封、缩颈密封等。
轴向密封主要包括压板密封和弹性元件密封。
非金属密封是指利用橡胶、塑料、陶瓷等非金属材料的弹性和变形能力来实现密封的一种技术。
非金属密封的主要特点是弹性好，耐腐蚀性好，耐热性好，密封性能稳定。
非金属密封主要包括O型圈、U型圈、V型圈、骨架油封、凸缘油封等。
不同类型的密封面之间的选择是根据不同的应用场合和工作环境条件来确定的。
在选择密封面的过程中，一般需要考虑以下几个方面。
首先，需要考虑密封要求的严格程度。
其次，需要考虑管道或设备的工作环境条件，如温度、压力、介质等。
最后，需要考虑安装和维修的方便程度。
总之，静密封是一种非常常用和有效的密封技术，可以广泛应用于各种行业和领域。
在选择和应用静密封技术的时候，需要根据不同的需求和要求，选择合适的密封面和材料，以保证密封的效果和可靠性。
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用途：容器法兰和管法兰； 密封面宽窄：宽面法兰和窄面法兰； 材料：金属和非金属，前者又分钢制、铸铁和有色金属； 形状：圆形、矩形和椭圆形； 制造：整体法兰和焊接法兰
法兰的种类很多，主要用钢制圆形窄面法兰
国际标准化组织颁布标准： ISO7005－1：1992 “金属法兰—钢法兰”，法兰类型11种。
(a)带（长）颈对焊法兰
依靠普通的拧紧工具，不可能精确控制和预测预紧力。
2）各个零件的弹性制约
垫片像弹簧（非线性），螺栓像拉簧，法兰在两个弹 簧之间，其本身也像一个弹簧，并且还转动。
3）受力复杂
螺栓力、垫片反力、流体压力，甚至有温度、重量等 引起的弯矩。 显然这是一个静不定问题，很难理论求解，靠大型
有限元分析软件求解——ANSYS（ANalysis SYStem）
材料和使用温度不同时，最大允许工作压力将降低或升高
如pN4.0的标准长颈法兰
用16Mn，200℃以下时pmax为4.00MPa，400℃时pmax为3.08MPa； 用20钢，200℃以下时pmax为2.90MPa，400℃时pmax为2.01MPa； 15MnMo，200℃以下时pmax为4.27MPa，400℃时pmax为4.00MPa。
无泄漏工厂：
不能达标的泄漏点占总密封点的万分之五（静密封）以下或 千分之二（动密封）以下
20
垫片法兰设计
载 荷 P、△ P、 T、△T Fa Ma 结 构 法兰、螺栓刚度 垫 片
垫片系数
（类型、材料）
法兰计算
应力分析
许用应力
密封分析
允许紧密度
装配应力
21
3.1.2 中低压设备和管道的垫片密封
低压：0.1～1.6MPa； 中压：1.6～10MPa； 高压：10～100MPa； 超高压：大于100MPa 垫片密封通常又称为法兰连接或法兰接头（Flange jionts）， 国内外均有系列标准。
中华人民共和国机械电子工业部 中华人民共和国化学工业部 中华人民共和国劳动部 中国石油化工总公司
JB4700－92 压力容器法兰分类与技术条件 适用范围：公称压力0.25~6.4MPa，工作温度-20~450℃ 分类：甲型平焊法兰，乙型平焊法兰，长颈对焊法兰 法兰、垫片、螺柱、螺母材料的匹配
(a) 模型1
(b) 模型2
有限元模型
13
（a）M＝0
垫片应力的分布云图
14
垫片应力的分布云图
15
各弯矩下垫片应力的分布云图
16
(a) M=0，P=0
17
法兰应力分布云图
18
螺栓受力云图
19
要求：完整性和密封性
完整性－－整个结构的机械或热应力必须在材料允许范围内 密封性－－垫片应力必须使整个接头的泄漏率在允许范围内 不仅要保证各零件有一定的强度，使之在工作条件下 长期使用不破坏，而且最基本的要求是在工作条件下， 垫片密封系统有足够的刚度，控制泄漏率在允许多范围 内，即达到“密封不漏”。
复习思考题
1 垫片密封由哪些零件组成？
2 为什么要在法兰之间装加垫片？
3 简述垫片密封的工作机理。 4 垫片压力与变形之间有什么关系？ 5 法兰密封面主要有哪些型式？ 6 什么是容器法兰的公称直径和公称压力？它们是如何 规定的？ 7 容器法兰的最大允许工作压力与公称压力有什么关系？ 举例说明。
拧紧螺栓的转矩：M=KFd
式中：K——系数；d——螺栓名义直径
工作时：
设备内有压力 螺栓伸长 垫片上的作用力减小，垫片回弹 但必须保证垫片有足够的工作应力，即密封不漏
/ Ag 工作垫片应力： go＝（ gi Ag pB）
式中：p——密封介质压力；
B——介质静压力作用面积；
η ——应力衰减系数。由于垫片材料在温度和应力
a 当存在介质应力和温度波动时，垫片上的密封载荷不发生 变化，以致接头保持在最佳的泄漏控制状态
b 同时螺栓不承受循环载荷，减少了发生疲劳或松脱的危险
c 减少了法兰的转角
2）密封面应具备的表面性质：
(a) 有一定的粗糙度，见下表
表3－3管法兰密封面粗糙度的要求
密 封 面 类 型
Ra /μm
min
max
法 兰 分 类 及 系 列 参 数
38
甲 乙 型 平 焊 法 兰 的 最 大 允 许 工 作 压 力
甲 乙 型 平 焊 法 兰 的 最 大 允 许 工 作 压 力
40
法 兰 、 垫 片 、 螺 柱 、 螺 母 材 料 匹 配 表
长颈对焊法兰的最大允许工作压力
42
长 颈 对 焊 法 兰 的 最 大 允 许 工 作 压 力
1 法兰连接结构型式和标准
1）法兰密封面的型式
(a) 全平面型压紧面（Flat face）：柔软材料垫片，或铸铁、搪瓷、塑 料等低压法兰场合。 (b) 突出平面型压紧面（Raised face）：p≤2.5MPa，加三、四道周向 沟槽后，可以提高密封压力。简单但不易对中，螺栓力大。 (c) 凹凸型压紧面（Male－female face）：便于对中，垫片不易被挤出 和吹出，p≤6.4MPa (d) 榫槽型压紧面（Tongue－groove face）：垫片窄，螺栓力小，安 装简单，不会偏，且少受冲刷和腐蚀。但是结构复杂，更换垫片困难 （有小技巧：安装时在密封垫上涂石墨），适用于易燃易爆和高度或 极度危害等重要场合。 (e) 梯形压紧面（ Trapezium face）：适用于高温，压力较高场合，O 形圈、金属垫圈— —八角垫、椭圆垫
(b)带颈平焊法兰
(c)带颈承插焊法兰
(e) 翻边环松套法兰 (g)平焊环松套法兰
(d)板式平焊法兰
(f) 螺纹法兰 (h)法纹法兰
32
搭接法兰
33
板式平焊法兰
34
板式法兰
35
4）法兰标准和选用原则
容器法兰和管道法兰两种 (1) 容器法兰标准
压 力 容 器 法 兰
JB4700～4707－92
垫片是一种夹持在两个独立的连接件之间的材
料或材料组合，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、螺栓、法兰连接系统
5
2 垫片密封的泄漏方式：
渗透泄漏 密封面泄漏
渗透泄漏因材料本身特别是非金属材料的微观结构存在的微小缝隙或细微 的毛细管而使压力流体发生的渗漏。
占总泄漏量的10～20％。
36
容器法兰公称直径：指与法兰相配的筒体或封头的公称直径。
500， 800， 1000， 1600， 3000等 压力容器的公 钢板卷焊点筒体：内径Di 300， 称直径DN： 无缝钢管作筒体：外径 159， 219， 325， 426
公称压力pN：一定温度和材料的法兰的最高工作压力。 容器法兰的公称压力是以16Mn在200℃时的最高操作压 力为依据制订的。 只要是确定了公称直径和公称压力，法兰的尺寸就确定了，不 论何种材料。
作用下产生应力松弛所致
垫片应力与变形的关系
理论上：
垫片预紧力越大，垫片 中储存的弹性应变能也 越大，因而可用于补偿 分离或松弛的余地也就 越大，当然要以密封材 料本身的最大弹性承载 能力为极限。
δo －垫片预紧至σgi时的压缩量 δR －工作时σgo下的回弹量
垫片密封工作原理的复杂性
1）螺栓和螺母的摩擦关系复杂
全平面、突面、大凹凸面（车削） 榫槽面、小凹凸面 环连接面、O形凹面和槽面
3.2 0.8 0.4
12.5 3.2 1.6
(b) 法兰密封表面加工纹路：同心圆线或螺旋线 前者更好，但不易做到，绝不允许有径向划痕。 检修时一定要注意清理密封面残留物时不能有径向划痕。
3）法兰的类型
分类方法
第三章 过程装备和管道的静密封
3.1垫片密封（Gasket seals）
3.1.1 概述
垫片密封 过程装备和管道可拆 连接处主要的静密封 型式
可拆连接，方便 年 产 250 万 吨 的 炼 油厂，垫片密封有 20多万个
2
Ⅰ Ⅱ
Ⅲ
1 垫片密封的组成
垫片(gasket)、法兰(flange)、 螺栓螺母(blot, nut)
47
垫片变形，堵塞泄漏通道，实现初始密封
8
垫片上有足够的压力——σgi 垫片预紧应力（Gasket seating stress） 或初始垫片比压（Initial gasket stress） 或初始装配应力（Initial seating stress）
螺栓力（单个）：F= σgi A / N
式中：Agi——垫片压缩面积；N——螺栓数目
－压缩率
一定的刚性保持一定的形状和抵抗变形的能力防止
在系统的满载压缩应力下被挤出密封面或压溃抗蠕变能 力－蠕变松弛性能
受载补偿能力回弹能力－回弹率 总而言之，包括初始密封和工作密封
7
为什么加垫片？
法兰密封面粗糙 不绝对平行 密封面受力不均
3 密封机理 预紧（安装时）：
没有介质压力 螺栓拧紧，法兰压力作用在垫片上
（a）全平面
（b）突面
（c）凹凸面
（d）榫槽面
（e）环连接面（梯形槽）
24
凹凸面法兰连接
25
榫槽面法兰连接
26
金属与金属的接触（Metal to metal）
控制压缩垫片－－尽管存在垫片， 在螺栓预紧后，法兰发生金属 与金属的接触 主要特点：将垫片压缩到预定的 厚度后，继续追加螺栓载荷直 到与法兰接触。 优点：
43
垫片
JB4704－92 非金属软垫片
JB4706－92 金属包覆垫片
JB4705－92 缠绕垫片
44
双头螺柱
JB4707－92 等长双头螺柱
(2) 管道法兰标准