静密封详解
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三、高压与自紧密封设计
1、 高压密封特点 2、金属平垫密封
3、双锥环密封
4、C形环密封 5、金属O形环密封设计 6、三角垫密封 7、其他高压密封
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1、高压密封的特点
• 高压容器在炼油化工设备中占有十分重要的位臵，能否正 常运行很大程度上取决于密封结构的完善程度。 • 统计表明：出现泄漏的化工设备中，高压容器仅占极小的 比例。只要在设计、制造、安装、管理上高度重视，高压 设备的密封能够解决。 • 根据密封作用力不同，高压密封可分为三类： (1)强制密封：如平垫、卡扎里、透镜垫密封； (2)半自紧密封：双锥环密封、八角垫密封、椭圆垫密封；
(3)自紧密封：C形环、O形环、三角垫、楔形垫、伍德密
封。
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1、高压密封的特点
• 强制密封：依靠拧紧主螺栓使顶盖、密封元件和筒体端部 之间具有一定的接触应力而达到密封。
内压上升后，螺栓伸长，顶盖上浮，接触应力减小；要求 大的预紧螺栓力以保证在工作状态下，垫片与顶盖、筒体 端部之间的密封性能可靠。 • 自紧式密封：依靠各自结构特点，垫片、顶盖和筒体端部 之问的接触应力随工作压力升高而增大，高压下密封性能 更好。
• 原使用金属包垫的换热器都可改用，其规格与缠绕垫相同， 常用的厚度为4.5mm，垫片最小宽度为25mm，密封面表面粗 糙度同金属包垫。
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4、高温法兰密封防漏设计
(4)焊接密封 • 焊接密封指在条件苛刻 又不经常拆卸的法兰连 接部位，不放臵垫片， 而采用焊接的方法保证 其密封性能。
• 不属于垫片密封，但比 一般高压密封垫片的连 接结构可靠，对高温下 操作或者温差变化大的 换热器较为合适。制造 简便，加工要求比采用 垫片的要低，还能减小 法兰厚度。
23
3、双锥环密封
⑴.工作原理
• 在两个锥面上一般都放有lmm厚的金属软垫片。双锥环与
据高压空间大，自20世纪70年代以来，中小型化肥厂新设
计的高压容器已很少采用这类密封。 • 近年来，在新型高压密封结构的试验研究、设计、制造、
安装等力面取得了一定的经验。诸如C形环、金属O形环、
三角垫等密封结构逐浙取代老式的密封结构。
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1、高压密封的特点
• 设计、选用高压密封应遵循下列原则： (1)在正常操作或压力、温度有波动的情况下，能保证容 器的密封性能； (2)结构简单，便于安装检修，减轻装拆过程的劳动强度， 检修周期短； (3)加工制造方便，不要求过高的表面粗糙度和精度； (4)密封元件少，紧固件简单轻巧，结构紧凑，占用高压空
静密封技术
3、垫片密封设计方法和计算
两种设计方法：
①“规范”方法：“具有环形垫片的螺栓法兰连接计算规
则” 。 关键：一个紧密的螺栓法兰垫片接头必须在安装时将垫片 预紧到一定的载荷；操作时，垫片上必须保持足够的最低 载荷。 特点：操作和预紧载荷均基于“规范”推荐的m和y系数。 对每种类型和材料的垫片有一个或一组m和y系数，与密 封介质性质、压力、温度等无关。 按照m和y代表的概念，“规范”只考虑接头或是“不漏” 或是“漏”。即只考虑所设计的螺栓垫片法兰接头在结构 上能否保证安全，能否保证接头达到紧密不漏。 实际上m、y是非规定性的，只是用来确定垫片安装和操作 状态下需要的建议值。
• 在国外的高压或高温设备中，早已使用了弹性螺栓。原西德 《AD规范》B7中对弹性螺栓使用场合及主要结构作了如下简 要阐述：为使螺栓连接尽可能具有弹性，建议按DIN2510设 计成弹性螺栓“当设计温度超过300℃，或许可工作压力大 于4MPa时，应当采用弹性螺栓。 • 弹性芯杆长度不小于螺纹直径的两倍，只有螺栓芯杆直径 ds≤0.9dk(dk为螺纹根径)或其尺寸符合DIN2510的螺栓才算 弹性螺栓，有全长螺纹的螺栓在计算时作刚性螺栓考虑。
• 此外，一个ASTM的课题组也正在以PVRC垫片密封性试验为 基础，起草ASTM标准试验方法，将使得生产厂对其新的或 改进的垫片提供新的垫片常数。这些工作对垫片生产厂、 螺栓法兰连接设计人员以及用户都十分重要。
5
PVRC 紧密度水平
紧密度等级 Tightness Level 质量泄漏率 Mass leakage rate （mg/s/mm .dia.） 应用场合 Applications
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2、金属平垫密封
⑴.密封结构 • 适用范围：温度不高的中、小型高压容器。结构简单，垫
片及密封面加工容易，在小直径、压力低于32MPa的设备 上使用比较成熟。 • 应用：为数较多的中、小型化肥厂的氨分离器、油分离器、 铜液塔、滤油器、氨冷器均采用铝质平垫。 • 金属平垫推荐使用范围见表3—9。 表3—9 金属平垫使用范围
间少，减轻设备重量；
(5)密封元件耐腐蚀，能多次重复使用。 • 下面介绍各种高压密封装臵的结构、原理、计算等，重点
放在几种常用或有发展前途的装臵上。
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2、金属平垫密封
⑴.密封结构
• 在螺栓预紧力作用下，塑性变形的垫片材料将
接触面之间的不平处填满，达到密封。
• 特点：垫片与顶盖、筒身的间隙较小，垫片不 会因压紧向两侧挤出而影响密封。 • 为了改善密封性能，可在密封面上开1～2条三 角形截面的环形沟槽(即水线)。
2
3、垫片密封设计方法和计算
两种设计方法：
①“规范”方法：“具有环形垫片的螺栓法兰连接
计算规则” 。 垫片在安装时螺栓预紧载荷：
Wm2 bDG y
操作压力下保持紧密连接所需要的螺栓载荷：
Wm1 ( / 4)DG P 2bDG mP
2
式中：y—最小预紧垫片应力； m—最低操作垫片应力是介质压力的m倍，以增加螺栓 载荷，不致出现由于流体静压在容器端部引起的载荷将密 封面分离而导致泄漏。
• 高温导致泄漏的主要原因：
法兰、螺栓、垫片的弹性模量降低，材料发生蠕变，非金属 垫片发软或变硬，金属垫片塑性增加，回弹能力降低； 法兰挠曲和螺栓伸长现象加剧以及由于两者温差而产生的附 加应力等等。 • 高温法兰可采取下列几种方法来防止泄漏。
9
4、高温法兰密封防漏设计
(பைடு நூலகம்)采用弹性螺栓
• 对高温法兰连接处的螺栓材质，人们较为重视，而螺栓的结 构往往会被忽视。
• 双锥环密封：性能较平垫有所改善，在压力、温度波动时， 密封可靠。
缺点：仍需大螺栓，加工和装拆困难。使用受到限制。鉴
于液压拉伸器的推广使用，尚具有一定生命力。
• 随着化工设备向单系列、大容量发展，强制式和半自紧式
密封将逐渐被自紧式密封所代替。
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1、高压密封的特点
• 卡扎里、伍德、楔形密封：在过去一些引进化肥设备中使 用较多，不采用大螺栓，密封可靠，可在经常拆卸和需要 快开的场合使用。 但制造要求高，尤其是伍德密封，零件多、头盖笨重，占
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4、高温法兰密封防漏设计
(3)采用高回弹性垫片 • 在高温情况下，尽可能采用回弹性能好的垫片，如带内外环 的柔性石墨缠绕垫。 • 国外有换热器专用密封垫，其外圈为缠绕垫(可带外环)，内 圈是金属包垫，根据管箱的需要还可以做成异形的。采用一 般的垫片不满足换热器密封需要时，改用此种垫片后，结果 令人满意。
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3、双锥环密封
• 属半自紧式密封，在合成氨的合成塔和石油加氢反应器 中广泛采用。 • 有较高的耐温、耐压范围，在34.3MPa压力时，封口直径 可达Φ2000mm甚至更大，使用温度在400℃以下。
• 国外曾将该结构成功地用于Φ2800mm的缠绕式高压容器
以及压力为196MPa的高压聚乙烯反应器。 • GB150推荐使用范围：设计压力6.4～35MPa，设计温度 0～400℃，内直径为Φ400一Φ2000mm。
• 新设计方法允许在广泛的垫片种类、几个紧密度等级和一定 的装配效率范围内给设计更大的灵活性。 • 仅就紧密度的回旋余地来看，设计可以针对接头的不同泄漏 要求(紧密度等级)，在确定的垫片种类和密封压力下，给出
多种垫片应力或螺栓载荷的选择。
7
3、垫片密封设计方法和计算
新方法与规范方法的比较
• 计算结果表明，对传统的垫片而言，许多按现行ASME规范附 录2设计的接头的紧密度等级位于T1和T2之间，而对比较新 的很紧密的垫片，则主要落在T2和T3之间。 • 若要求垫片更高的紧密度，载荷高于老方法有可能导致法兰 增厚。但这并不意味着新方法比传统方法保守，法兰增厚正 是由于设计要求高的紧密度所致，而在传统方法中紧密度不 是它的设计要求。
21
2、金属平垫密封
⑵.材料的选择
• • • • ①退火铝(硬度HBl5—30)； ②退火紫铜(硬度}HB30～50)； ③10号软钢。 主螺栓、主螺母配对用材可按GB150—98《钢制压力容器》 第九章规定。
⑶.密封载荷和螺栓计算及尺寸系列
• 属于强制密封，一样有两种设计计算方法：一是m、y系 数法；二是基于泄漏率的紧密度法（参阅上节方法计算）。 • 平垫、顶盖、筒体端部的配合尺寸及系列见GB150—98 《钢制压力容器》附录G。 缺点：当直径大、温度高，特别是温度、压力波动大时， 性能不佳，要求预紧力大，螺栓较粗、结构笨重，装卸不 便，几乎每次拆卸后都要更换垫片，故不推荐使用。
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4、高温法兰密封防漏设计
(2)防止垫片挤出 • 在中、低压高温法兰中，如 采用凹凸面法兰和纯铝平垫 时，应将法兰设计成带两道 止口的型式。对于非平盖法 兰，可在铝垫片的内圈侧另 加一厚度稍薄的钢垫圈(如图 3—18)，以防止铝垫片被挤 出并承受部分预紧力。当温 度升高或因波动导致铝垫片 放松时，钢圈释放出弹性能， 这样减少了对铝圈密封比压 的影响。
3
3、垫片密封设计方法和计算
②基于泄漏率的法兰垫片密封设计新方法
1974年，PVRC通过试验研究发现：影响垫片性能有许多 复杂的因素，包括允许泄漏率、密封介质、内压、装配垫 片应力、垫片尺寸和密封表面粗糙度等。 “规范”方法只要求简单地提供“改进”的m和y系数这 一过于简化的想法是不现实的。 试验研究发现：垫片的密封性能和垫片应力之间的关系可 以定量表示为某些与垫片有关的参数的函数关系，这些参 数在确定螺栓载荷中起着重要作用。 这些重要参数已可代替“规范”中的m和y系数。
预紧时，为建立初始密封施加的螺栓力较强制密封所需的 螺栓力小得多，故可不用大直径螺栓。 • 半自紧密封：利用螺栓预紧力使密封元件产生弹性变形并 提供建立初始密封的预紧压力，当压力升高后，密封面的 接触应力也随之上升。保证了密封性能。
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1、高压密封的特点
• 平垫和双锥环密封在国内炼油、化肥等行业使用最广。 • 平垫密封：(包括齿形垫，其密封性能优于平垫)结构简单， 使用经验成熟，属强制型密封。当设备封口直径大、压力 高时，要求螺栓直径相应也大，头部结构显得笨重。
T1（经济）
T2（标准） T3（紧密） T4（严密） T5（极密）
≤2×10－1
≤2×10－3 ≤2×10－5 ≤2×10－7 ≤2×10－9
公用（水、空气）工程
一般要求 易燃、中、高度毒性介质 极度毒性介质、高真空 核装臵
6
3、垫片密封设计方法和计算
新方法与规范方法的比较
• 现代社会对环境问题的重视，要求垫片的密封性能，应逐渐 达到从减少“泄漏”到消除“逸出”或者从“零泄漏”提高 到“零逸出”的密封技术水平，这不仅影响到炼油和化工厂， 也涉及到设备制造厂和垫片生产厂，而且对设计压力容器或 管道的螺栓连接提出了新的方法和更高的要求。
• 对密封而言，新方法以紧密度作为法兰设计准则相比原来的 强度准则更加合理和科学。
8
4、高温法兰密封防漏设计
• 化工设备中，垫片常因高温而发生泄漏。 • 这种现象在设备开、停车或操作温度波动大时尤为严重。 • 例如，不少中、小型化肥厂变换工段的换热器，在正常操作 时不漏，可是升温、降温过程中往往泄漏严重。
4
3、垫片密封设计方法和计算
②基于泄漏率的法兰垫片密封设计新方法
• 按照设计压力下最大的允许泄漏率直接用在设计中。新的 设计方法提供一种定量的紧密性程度（见下页）。
• ASME的一个特别工作小组(SWG)与PVRC共同拟订了新的垫 片常数，同时对传统的ASME附录2的螺栓法兰设计规则作 相应的改变。新规则作为规范的一个新的螺栓法兰连接设 计的非规定性附录。
三、高压与自紧密封设计
1、 高压密封特点 2、金属平垫密封
3、双锥环密封
4、C形环密封 5、金属O形环密封设计 6、三角垫密封 7、其他高压密封
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1、高压密封的特点
• 高压容器在炼油化工设备中占有十分重要的位臵，能否正 常运行很大程度上取决于密封结构的完善程度。 • 统计表明：出现泄漏的化工设备中，高压容器仅占极小的 比例。只要在设计、制造、安装、管理上高度重视，高压 设备的密封能够解决。 • 根据密封作用力不同，高压密封可分为三类： (1)强制密封：如平垫、卡扎里、透镜垫密封； (2)半自紧密封：双锥环密封、八角垫密封、椭圆垫密封；
(3)自紧密封：C形环、O形环、三角垫、楔形垫、伍德密
封。
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1、高压密封的特点
• 强制密封：依靠拧紧主螺栓使顶盖、密封元件和筒体端部 之间具有一定的接触应力而达到密封。
内压上升后，螺栓伸长，顶盖上浮，接触应力减小；要求 大的预紧螺栓力以保证在工作状态下，垫片与顶盖、筒体 端部之间的密封性能可靠。 • 自紧式密封：依靠各自结构特点，垫片、顶盖和筒体端部 之问的接触应力随工作压力升高而增大，高压下密封性能 更好。
• 原使用金属包垫的换热器都可改用，其规格与缠绕垫相同， 常用的厚度为4.5mm，垫片最小宽度为25mm，密封面表面粗 糙度同金属包垫。
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4、高温法兰密封防漏设计
(4)焊接密封 • 焊接密封指在条件苛刻 又不经常拆卸的法兰连 接部位，不放臵垫片， 而采用焊接的方法保证 其密封性能。
• 不属于垫片密封，但比 一般高压密封垫片的连 接结构可靠，对高温下 操作或者温差变化大的 换热器较为合适。制造 简便，加工要求比采用 垫片的要低，还能减小 法兰厚度。
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3、双锥环密封
⑴.工作原理
• 在两个锥面上一般都放有lmm厚的金属软垫片。双锥环与
据高压空间大，自20世纪70年代以来，中小型化肥厂新设
计的高压容器已很少采用这类密封。 • 近年来，在新型高压密封结构的试验研究、设计、制造、
安装等力面取得了一定的经验。诸如C形环、金属O形环、
三角垫等密封结构逐浙取代老式的密封结构。
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1、高压密封的特点
• 设计、选用高压密封应遵循下列原则： (1)在正常操作或压力、温度有波动的情况下，能保证容 器的密封性能； (2)结构简单，便于安装检修，减轻装拆过程的劳动强度， 检修周期短； (3)加工制造方便，不要求过高的表面粗糙度和精度； (4)密封元件少，紧固件简单轻巧，结构紧凑，占用高压空
静密封技术
3、垫片密封设计方法和计算
两种设计方法：
①“规范”方法：“具有环形垫片的螺栓法兰连接计算规
则” 。 关键：一个紧密的螺栓法兰垫片接头必须在安装时将垫片 预紧到一定的载荷；操作时，垫片上必须保持足够的最低 载荷。 特点：操作和预紧载荷均基于“规范”推荐的m和y系数。 对每种类型和材料的垫片有一个或一组m和y系数，与密 封介质性质、压力、温度等无关。 按照m和y代表的概念，“规范”只考虑接头或是“不漏” 或是“漏”。即只考虑所设计的螺栓垫片法兰接头在结构 上能否保证安全，能否保证接头达到紧密不漏。 实际上m、y是非规定性的，只是用来确定垫片安装和操作 状态下需要的建议值。
• 在国外的高压或高温设备中，早已使用了弹性螺栓。原西德 《AD规范》B7中对弹性螺栓使用场合及主要结构作了如下简 要阐述：为使螺栓连接尽可能具有弹性，建议按DIN2510设 计成弹性螺栓“当设计温度超过300℃，或许可工作压力大 于4MPa时，应当采用弹性螺栓。 • 弹性芯杆长度不小于螺纹直径的两倍，只有螺栓芯杆直径 ds≤0.9dk(dk为螺纹根径)或其尺寸符合DIN2510的螺栓才算 弹性螺栓，有全长螺纹的螺栓在计算时作刚性螺栓考虑。
• 此外，一个ASTM的课题组也正在以PVRC垫片密封性试验为 基础，起草ASTM标准试验方法，将使得生产厂对其新的或 改进的垫片提供新的垫片常数。这些工作对垫片生产厂、 螺栓法兰连接设计人员以及用户都十分重要。
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PVRC 紧密度水平
紧密度等级 Tightness Level 质量泄漏率 Mass leakage rate （mg/s/mm .dia.） 应用场合 Applications
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2、金属平垫密封
⑴.密封结构 • 适用范围：温度不高的中、小型高压容器。结构简单，垫
片及密封面加工容易，在小直径、压力低于32MPa的设备 上使用比较成熟。 • 应用：为数较多的中、小型化肥厂的氨分离器、油分离器、 铜液塔、滤油器、氨冷器均采用铝质平垫。 • 金属平垫推荐使用范围见表3—9。 表3—9 金属平垫使用范围
间少，减轻设备重量；
(5)密封元件耐腐蚀，能多次重复使用。 • 下面介绍各种高压密封装臵的结构、原理、计算等，重点
放在几种常用或有发展前途的装臵上。
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2、金属平垫密封
⑴.密封结构
• 在螺栓预紧力作用下，塑性变形的垫片材料将
接触面之间的不平处填满，达到密封。
• 特点：垫片与顶盖、筒身的间隙较小，垫片不 会因压紧向两侧挤出而影响密封。 • 为了改善密封性能，可在密封面上开1～2条三 角形截面的环形沟槽(即水线)。
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3、垫片密封设计方法和计算
两种设计方法：
①“规范”方法：“具有环形垫片的螺栓法兰连接
计算规则” 。 垫片在安装时螺栓预紧载荷：
Wm2 bDG y
操作压力下保持紧密连接所需要的螺栓载荷：
Wm1 ( / 4)DG P 2bDG mP
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式中：y—最小预紧垫片应力； m—最低操作垫片应力是介质压力的m倍，以增加螺栓 载荷，不致出现由于流体静压在容器端部引起的载荷将密 封面分离而导致泄漏。
• 高温导致泄漏的主要原因：
法兰、螺栓、垫片的弹性模量降低，材料发生蠕变，非金属 垫片发软或变硬，金属垫片塑性增加，回弹能力降低； 法兰挠曲和螺栓伸长现象加剧以及由于两者温差而产生的附 加应力等等。 • 高温法兰可采取下列几种方法来防止泄漏。
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4、高温法兰密封防漏设计
(பைடு நூலகம்)采用弹性螺栓
• 对高温法兰连接处的螺栓材质，人们较为重视，而螺栓的结 构往往会被忽视。
• 双锥环密封：性能较平垫有所改善，在压力、温度波动时， 密封可靠。
缺点：仍需大螺栓，加工和装拆困难。使用受到限制。鉴
于液压拉伸器的推广使用，尚具有一定生命力。
• 随着化工设备向单系列、大容量发展，强制式和半自紧式
密封将逐渐被自紧式密封所代替。
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1、高压密封的特点
• 卡扎里、伍德、楔形密封：在过去一些引进化肥设备中使 用较多，不采用大螺栓，密封可靠，可在经常拆卸和需要 快开的场合使用。 但制造要求高，尤其是伍德密封，零件多、头盖笨重，占
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4、高温法兰密封防漏设计
(3)采用高回弹性垫片 • 在高温情况下，尽可能采用回弹性能好的垫片，如带内外环 的柔性石墨缠绕垫。 • 国外有换热器专用密封垫，其外圈为缠绕垫(可带外环)，内 圈是金属包垫，根据管箱的需要还可以做成异形的。采用一 般的垫片不满足换热器密封需要时，改用此种垫片后，结果 令人满意。
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3、双锥环密封
• 属半自紧式密封，在合成氨的合成塔和石油加氢反应器 中广泛采用。 • 有较高的耐温、耐压范围，在34.3MPa压力时，封口直径 可达Φ2000mm甚至更大，使用温度在400℃以下。
• 国外曾将该结构成功地用于Φ2800mm的缠绕式高压容器
以及压力为196MPa的高压聚乙烯反应器。 • GB150推荐使用范围：设计压力6.4～35MPa，设计温度 0～400℃，内直径为Φ400一Φ2000mm。
• 新设计方法允许在广泛的垫片种类、几个紧密度等级和一定 的装配效率范围内给设计更大的灵活性。 • 仅就紧密度的回旋余地来看，设计可以针对接头的不同泄漏 要求(紧密度等级)，在确定的垫片种类和密封压力下，给出
多种垫片应力或螺栓载荷的选择。
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3、垫片密封设计方法和计算
新方法与规范方法的比较
• 计算结果表明，对传统的垫片而言，许多按现行ASME规范附 录2设计的接头的紧密度等级位于T1和T2之间，而对比较新 的很紧密的垫片，则主要落在T2和T3之间。 • 若要求垫片更高的紧密度，载荷高于老方法有可能导致法兰 增厚。但这并不意味着新方法比传统方法保守，法兰增厚正 是由于设计要求高的紧密度所致，而在传统方法中紧密度不 是它的设计要求。
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2、金属平垫密封
⑵.材料的选择
• • • • ①退火铝(硬度HBl5—30)； ②退火紫铜(硬度}HB30～50)； ③10号软钢。 主螺栓、主螺母配对用材可按GB150—98《钢制压力容器》 第九章规定。
⑶.密封载荷和螺栓计算及尺寸系列
• 属于强制密封，一样有两种设计计算方法：一是m、y系 数法；二是基于泄漏率的紧密度法（参阅上节方法计算）。 • 平垫、顶盖、筒体端部的配合尺寸及系列见GB150—98 《钢制压力容器》附录G。 缺点：当直径大、温度高，特别是温度、压力波动大时， 性能不佳，要求预紧力大，螺栓较粗、结构笨重，装卸不 便，几乎每次拆卸后都要更换垫片，故不推荐使用。
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4、高温法兰密封防漏设计
(2)防止垫片挤出 • 在中、低压高温法兰中，如 采用凹凸面法兰和纯铝平垫 时，应将法兰设计成带两道 止口的型式。对于非平盖法 兰，可在铝垫片的内圈侧另 加一厚度稍薄的钢垫圈(如图 3—18)，以防止铝垫片被挤 出并承受部分预紧力。当温 度升高或因波动导致铝垫片 放松时，钢圈释放出弹性能， 这样减少了对铝圈密封比压 的影响。
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3、垫片密封设计方法和计算
②基于泄漏率的法兰垫片密封设计新方法
1974年，PVRC通过试验研究发现：影响垫片性能有许多 复杂的因素，包括允许泄漏率、密封介质、内压、装配垫 片应力、垫片尺寸和密封表面粗糙度等。 “规范”方法只要求简单地提供“改进”的m和y系数这 一过于简化的想法是不现实的。 试验研究发现：垫片的密封性能和垫片应力之间的关系可 以定量表示为某些与垫片有关的参数的函数关系，这些参 数在确定螺栓载荷中起着重要作用。 这些重要参数已可代替“规范”中的m和y系数。
预紧时，为建立初始密封施加的螺栓力较强制密封所需的 螺栓力小得多，故可不用大直径螺栓。 • 半自紧密封：利用螺栓预紧力使密封元件产生弹性变形并 提供建立初始密封的预紧压力，当压力升高后，密封面的 接触应力也随之上升。保证了密封性能。
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1、高压密封的特点
• 平垫和双锥环密封在国内炼油、化肥等行业使用最广。 • 平垫密封：(包括齿形垫，其密封性能优于平垫)结构简单， 使用经验成熟，属强制型密封。当设备封口直径大、压力 高时，要求螺栓直径相应也大，头部结构显得笨重。
T1（经济）
T2（标准） T3（紧密） T4（严密） T5（极密）
≤2×10－1
≤2×10－3 ≤2×10－5 ≤2×10－7 ≤2×10－9
公用（水、空气）工程
一般要求 易燃、中、高度毒性介质 极度毒性介质、高真空 核装臵
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3、垫片密封设计方法和计算
新方法与规范方法的比较
• 现代社会对环境问题的重视，要求垫片的密封性能，应逐渐 达到从减少“泄漏”到消除“逸出”或者从“零泄漏”提高 到“零逸出”的密封技术水平，这不仅影响到炼油和化工厂， 也涉及到设备制造厂和垫片生产厂，而且对设计压力容器或 管道的螺栓连接提出了新的方法和更高的要求。
• 对密封而言，新方法以紧密度作为法兰设计准则相比原来的 强度准则更加合理和科学。
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4、高温法兰密封防漏设计
• 化工设备中，垫片常因高温而发生泄漏。 • 这种现象在设备开、停车或操作温度波动大时尤为严重。 • 例如，不少中、小型化肥厂变换工段的换热器，在正常操作 时不漏，可是升温、降温过程中往往泄漏严重。
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3、垫片密封设计方法和计算
②基于泄漏率的法兰垫片密封设计新方法
• 按照设计压力下最大的允许泄漏率直接用在设计中。新的 设计方法提供一种定量的紧密性程度（见下页）。
• ASME的一个特别工作小组(SWG)与PVRC共同拟订了新的垫 片常数，同时对传统的ASME附录2的螺栓法兰设计规则作 相应的改变。新规则作为规范的一个新的螺栓法兰连接设 计的非规定性附录。