垫片密封过程和影响泄漏的主要因素

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垫片密封泄漏频繁的原因及措施

垫片密封泄漏频繁的原因及措施

法兰面的粗糙度, 法兰密封面的不平
行度及扭 曲度、安装误差 的要 求即
可 环境 的因素对垫片的影响亦是不 能忽视 的, 就拿温度对垫片 的影响来 说, 温度越高, 垫片 的回弹性能越差 ,
越容 易发 生泄漏 。 另外 由于垫片没有正确安装 、 法
兰面粗糙度不符合要求 、 密封面不平 行 等的因素亦是加剧泄漏 产生的原
因。
变 形 量 , %
2 减 少 泄 漏 的产 生 ,提 高 垫 片 的 使 用 寿 命 的措 施
5 6
J化 。 石工 : 均 设。 和 蕾 。 . 。
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对于压 力波动而 引起 垫片泄漏 导致垫片在相同的情况下所受的比压 套 上一弹性较高 的套管来取得 ,这 频繁的场合 , 最有效的办法是改变密 下 降,当塑性变形积 累到一定 的程 样 套管在螺栓受拉 时受压,亦储藏
封 的结构, 采用 自紧式或半 自紧式密 度 ,必将 引起泄漏 的产 生, 因此在 了一定的能量 ,在 垫片发生塑性变 封 ,以适应所密封介质压力的变化, 选择螺栓时一定要使螺栓工作在弹性 形 时 ,可 以补偿螺 栓力 的下 降值 。
压力高时, 提供高 的密封压力, 压力 区, 通过选择合适的材料及热处理 的
的断面形状使缠绕垫获得较好的回弹 量 性, 加上 内外环后 , 由于 内外环在垫 S —— 螺栓的横截面积
片受压过程中分别处于受压与受拉状 态, 当垫片所受 比压下降时, 内外环
3 结论
化工生产具有高压 、 高温 、 腐蚀 等特点, 高静密封技术, 提 加强静密
△L ——螺栓变形量 L ——螺栓的长度
2 3螺栓 上加高弹性 元件 ,如 .
低 时, 密封压力亦相应下降。 但是 自 方式 , 以使螺栓 的弹性区变宽。 可 工 高强 蹙弹簧 、 碟环等。 通过弹性元件 紧式或半自紧式密封由于结构较普通 作应力在弹性区 内的螺栓, 相对于一 进行补偿垫片的塑性变形,以减缓 F 垫片密封复杂, 成本亦较高, 使其使 般垫 片而 言 ,螺栓 可以认为是弹性 降的下降值。 2 4正确安装 。对 于用 手工进 . 用受到一定 的限制 , 如何提高普通垫 体, 相当于一根高强度的弹簧 。 由于 片密封在压力波动场合 的使用寿命 , 垫片在每次压缩一回弹后总会有一定 行预紧的,不要一次预紧至设计值 ,

垫片基础知识

垫片基础知识

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)。

钢垫片密封原理

钢垫片密封原理

钢垫片密封原理嘿,你有没有想过,在那些庞大的机器设备里,小小的钢垫片是怎么起到密封这么重要的作用的呢?今天呀,我就来给你好好讲讲这钢垫片的密封原理,这可真是个超级有趣的事儿呢!我有个朋友叫小李,他就在一家机械工厂工作。

有一次,我去他厂里参观,看到那些巨大的设备,我就好奇地问他:“这些设备的连接处看起来严严实实的,是怎么做到不漏水不漏气的呢?”小李就指着那些钢垫片说:“这可全靠这些不起眼的小钢片呢。

”当时我就特别惊讶,这么个小玩意儿,能有这么大的能耐?其实啊,钢垫片密封的原理就像是一场小小的“保卫战”。

你看啊,在设备的连接处,一边是想要“冲出去”的流体或者气体,不管是水也好,油也好,还是压缩空气,它们就像是一群调皮的小捣蛋鬼,总是想找机会从缝隙里跑出去。

而钢垫片呢,就像是一群忠诚的卫士,站在那里把它们拦住。

钢垫片之所以能拦住这些“小捣蛋鬼”,首先是因为它的物理特性。

钢这种材料啊,是比较硬的。

想象一下,你把一块平整的钢板放在一个同样平整的表面上,只要两个表面足够光滑,它们之间就会贴合得很紧密。

这就好比是两个非常要好的朋友,紧紧地靠在一起,不给别人插足的机会。

钢垫片放在设备的连接面之间,也是这样。

它凭借自己坚硬又平整的表面,尽可能地减小与连接面之间的缝隙。

这缝隙小到什么程度呢?就像一根头发丝的千分之一那么小,那些流体和气体想从这么小的缝隙钻过去,可就没那么容易啦。

我再给你打个比方。

这就像是在一个城堡里,有很多条小路通向外面。

但是呢,钢垫片这个“卫士”啊,把这些小路都给堵得死死的,只留下非常非常窄的通道,那些“小捣蛋鬼”们想成群结队地跑出去,根本就不可能。

而且啊,在实际的设备运行过程中,还会有压力的作用。

比如说,在一个密封的管道里,里面的流体或者气体是有压力的。

这个压力就像是一群人在用力地推一扇门。

如果没有钢垫片,这扇门(也就是设备的连接处)肯定会被推开,那些流体和气体就跑出去了。

但是有了钢垫片就不一样了。

更换垫片的原因

更换垫片的原因

更换垫片的原因
1. 老化和磨损:垫片随着时间的推移会经历老化和磨损。

长期使用后,垫片可能会失去弹性、变脆或破裂,导致密封性能下降。

2. 泄漏:垫片的主要功能是防止泄漏。

如果发现设备出现泄漏问题,很可能是垫片失效了。

泄漏可能会导致性能下降、安全问题或环境污染。

3. 压力变化:如果设备的工作压力发生变化,原有的垫片可能无法承受新的压力水平。

在这种情况下,需要更换为适合当前压力要求的垫片。

4. 温度变化:温度的变化也会对垫片的性能产生影响。

高温可能导致垫片材料软化、变形或失去密封性能。

同样,低温可能使垫片变脆或失去弹性。

5. 腐蚀和化学反应:某些工况下,垫片可能会受到腐蚀或与介质发生化学反应。

这可能导致垫片材料的损坏,影响密封性能。

6. 安装不当或损坏:在安装过程中,如果垫片没有正确安装或受到损坏,可能会导致泄漏或其他问题。

在这种情况下,需要更换垫片以确保密封可靠。

总之,更换垫片是维护设备正常运行和确保安全的重要措施。

定期检查和更换垫片可以预防泄漏、提高性能,并延长设备的使用寿命。

在选择垫片时,应考虑工作条件、介质、压力、温度等因素,以确保选择合适的垫片材料和类型。

法兰垫片密封的原理

法兰垫片密封的原理

法兰垫片密封的原理
法兰垫片密封是指在法兰连接的两个紧固面之间使用垫片密封元件,以防止流体、气体或固体颗粒的泄漏。

其工作原理主要有以下几个方面。

1. 压缩变形:当两个法兰上的螺栓被拧紧时,压力会在垫片上产生,使其发生压缩变形,从而填补连接面的不平整处。

这种变形可以减小或消除连接面之间的间隙,形成良好的密封。

2. 弹性变形:垫片通常由弹性材料制成,如橡胶、塑料或金属。

这种材料具有一定的弹性,可以在受到压力时发生弹性变形。

在法兰连接中,垫片的弹性变形可以使其紧密贴合连接面,实现密封。

3. 压力平衡:当连接处存在压力差时,垫片可以通过承受压力的方式实现平衡。

垫片的材料和厚度选择需要考虑到连接处所处的工作环境、压力和温度等因素,以确保垫片能够承受所需的压力。

4. 渗透阻断:垫片密封还能够阻断流体、气体或固体颗粒的渗透。

垫片材料的选择应根据流体或气体的性质,以及连接处的工作条件来确定,以达到阻止渗透物质通过连接面的目的。

综上所述,法兰垫片密封通过压缩变形、弹性变形、压力平衡和渗透阻断等原理,实现了连接处的密封,确保了流体、气体或固体颗粒不会泄漏或外界物质不会进入连接处。

这是法兰垫片密封能够广泛应用于工业设备、管道系统等领域的原因之一。

锅炉容器中法兰及垫片密封泄漏原因分析

锅炉容器中法兰及垫片密封泄漏原因分析

1 . 4 错孑 L 。错孑 L , 指管道与法兰 同心 , 但两个法兰相对 的螺栓孑 L 之 间的距离偏 差较 大。螺栓产生应力 , 该力不 消除 , 将对螺栓造成剪 切力 , 时间长 了会把螺栓切 断, 失效 。 1 . 5 应力影 响。在法兰安装时 , 两法兰对接都 比较规范 , 但在系统 生产 中, 管道进入介质后 , 造成温度变化 , 使管道发生膨胀或变形 , 从而使法兰受到弯曲载荷或剪切力 , 容易造成垫 片失效 。 1 . 6 腐蚀影响。由于腐蚀介质对垫片长时 间的侵蚀 , 使垫片发生
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民营 科技泄漏原因分析
阎雪 冬 ( 哈 尔滨 市锅 炉 压 力 容 器检 验 研 究 院 , 黑 龙 江 哈 尔滨 1 5 0 0 0 0 )

要: 主要 对锅 炉容 器法 兰及垫片密封 泄漏原 因进行探讨 。
关键 词: 锅炉容器 ; 法兰 ; 垫 片; 泄漏原 因
1 法 兰泄 漏 的 常 见 原 因 法 兰 泄 漏 较 常 见 的有 以下 7种 原 因 。
1 . 1 偏 口。 偏 口, 指 管 道 与法 兰不 垂 直 、 不同心 , 法 兰 面 不 平行 。 当 内部介质压力超过垫片的载荷压力时 ,就会发生法兰泄漏 。这种 情况 主要是在安装施_ 丁或检修过程 中造成的 ,较易被发现 。只要 在_ T程完工时认真检查 , 就可以避免此种事故的发生 。 1 . 2 错 口。错 口, 指管道和法兰垂直 , 但两法兰不同心。法 兰不 同 心 ,造成周围的螺栓均不能 自由地 穿人螺栓孔。在没有其他办法 的情况下 , 只有扩孔或用小一号的螺栓穿入螺栓孔 , 而该方法会降 体克服装配载荷 时 , 介质就会泄漏。 2 ) 强度 。 在同样 的密封连接形 低 两 法 兰 的拉 紧 力 。并 且 , 密封 面 的 密 封 面 线也 打偏 差 , 这 样 非 常 式小 , 条件 的影响最大 。动态是流体内摩擦力 的量度 . 对于黏度 大 容易发生泄漏。 的介质 , 其泄漏阻力大, 泄漏率就小 ; 对于动态小的介质 , 其泄漏 阻 1 - 3 张 口。 张 口, 指法兰 间隙过大。 法兰 的间隙过大而造成外载荷 力小 , 泄漏率就大。 通常情况下 , 气体的泄漏率大于液体 的泄漏率 , 时, 如轴 向或弯 曲载荷 , 垫片就会受 到冲击或震动 , 失去压紧力 , 从 氢气的泄漏率大于氮气的泄漏率 ,这是由被 密封介质的物理性参 而 逐 渐 失 去 密 封 动 能 而导 致 失 效 。 数不同造成的。 3 ) 压缩性和 回弹性。 压缩性相回弹性对垫片起着关

石油行业垫片密封问题及解决方案

石油行业垫片密封问题及解决方案

石油行业垫片密封问题及解决方案石油行业垫片密封问题及解决方案在石油行业中,垫片密封是一个常见的问题。

垫片密封的作用是防止流体或气体从管道、阀门或设备的接口泄漏。

然而,由于石油行业工作环境的特殊性,垫片密封常常面临挑战。

以下是一些常见的垫片密封问题,以及解决方案。

问题1:泄漏在石油行业中,泄漏是最常见的垫片密封问题之一。

泄漏可能会导致严重的安全和环境问题,同时也会造成生产损失。

泄漏的原因可以是垫片材料的老化、磨损或不合适,或者是垫片安装不当。

解决方案:- 使用高质量的垫片材料:选择耐高温、耐腐蚀和耐压的材料,如金属垫片、石墨垫片或PTFE垫片。

- 正确安装垫片:确保垫片完全覆盖接口,避免任何无缺陷或不均匀的表面。

- 定期检查和更换垫片:定期检查垫片的状态,一旦发现磨损或老化,立即更换。

问题2:渗漏除了明显的泄漏,垫片密封问题还包括微小的渗漏。

渗漏可能不易被察觉,但会逐渐积累并造成问题。

渗漏的原因可以是垫片与接口之间的不充分接触,或者是垫片表面的粗糙度。

解决方案:- 使用高压缩垫片:高压缩垫片具有良好的弹性和可塑性,能够在接口上提供更大的接触面积,从而减少渗漏的可能性。

- 垫片材料的选择与平滑度:选择表面光滑度较好的垫片材料,如橡胶或柔性石墨,并确保接口表面光滑。

问题3:高温和高压环境石油行业的工作环境通常存在高温和高压情况,这对垫片密封提出了更高的要求。

常规垫片材料可能无法承受极端条件,导致泄漏或渗漏。

解决方案:- 使用耐高温和耐压的垫片材料:选择经过专门设计的耐高温和耐压垫片材料,如金属垫片或高温橡胶垫片。

- 使用增强型垫片:一些垫片具有增强性能,如金属垫片带锯齿形表面或垫片与金属层的组合,能够在高温和高压环境下提供更好的密封性能。

总结:石油行业中的垫片密封问题需要根据实际情况进行解决。

选择高质量的垫片材料,正确安装垫片,定期检查和更换垫片,使用高压缩垫片,选择表面光滑的垫片材料,以及选择耐高温和耐压的垫片材料,都是解决垫片密封问题的有效方法。

金属缠绕垫法兰连接泄漏要求

金属缠绕垫法兰连接泄漏要求

金属缠绕垫法兰连接泄漏要求全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:金属缠绕垫法兰连接是一种常用的管道连接方式,它具有密封性好、耐高压、耐高温的优点,在工业领域广泛应用。

金属缠绕垫法兰连接也存在一定的泄漏风险,因此在使用过程中需要严格遵守相关的检测和要求,以确保连接的安全性和可靠性。

一、金属缠绕垫法兰连接泄漏原因1. 泄漏原因主要包括以下几个方面:(1)连接不牢固:金属缠绕垫法兰连接在安装过程中需要严格按照相关工艺规范进行,如果连接不紧密或者安装不正确,会导致泄漏。

(2)金属缠绕垫损坏:金属缠绕垫在使用过程中可能会出现磨损、变形、断裂等情况,这些都会导致泄漏。

(3)管道震动:在管道运行中,由于介质流体的振动,会导致金属缠绕垫法兰连接产生松动或者脱落,从而造成泄漏。

为确保金属缠绕垫法兰连接的安全可靠,需要严格遵守以下泄漏要求:1. 定期检测:金属缠绕垫法兰连接在使用过程中需要定期进行检测,检查连接的紧固情况和金属缠绕垫的完好性,及时发现并修复问题。

2. 严格操作规程:在安装和使用金属缠绕垫法兰连接时,需按照相关的操作规程和技术标准进行,确保连接牢固可靠,防止因操作不当导致泄漏。

3. 选用合适的材质:金属缠绕垫和法兰之间的密封材料选择至关重要,需根据介质性质和工作环境选择合适的材质,以确保连接的密封性。

5. 注意管道震动:管道系统中的振动会对金属缠绕垫法兰连接造成影响,需采取一定的措施来减小振动幅度,避免连接发生松动或脱落。

以上是关于金属缠绕垫法兰连接泄漏要求的一些基本内容,通过严格遵守相关的要求和规定,可以有效减少泄漏风险,确保连接的安全可靠。

希望大家在使用金属缠绕垫法兰连接时,能够谨慎操作,做好相关的检测和维护工作,保障工业生产的安全和稳定运行。

【字数不足,需继续添加内容】第二篇示例:金属缠绕垫法兰连接是一种常见的管道连接方式,在工业生产过程中广泛应用,其密封性能和安全性对生产运转至关重要。

金属缠绕垫法兰连接也存在泄漏的风险,一旦发生泄漏不仅会影响生产效率,还可能造成意外事故。

影响垫片及填料密封的七大因素

影响垫片及填料密封的七大因素

密封件选型 ,机械密封件有什么常识影响垫片及填料密封的因素主要有如下七点:① 密封面的表面状况:密封面的形状及表面粗糙度对密封性有一定影响,表面光滑有利于密封。

软质垫片由于其易于变形因而对表面状况不敏感,而对硬质垫片来说,表面状况影响极大。

②密封面的接触宽度:密封面与垫片或填料的接触宽度越大,则流体泄漏所需通过的路径越长,流阻损失也越大,因而有利于密封。

但在相同的压紧力下,接触宽度越大,则密封比压将减小。

所以,要根据密封件的材质情况寻求适宜的接触宽度。

③ 流体的性质:液体的黏度对填料及垫片的密封性有很大影响,黏度大的流体由于其流动性差而易于密封。

液体的黏度远大于气体,因而液体较气体易于密封。

饱和蒸汽由于它会凝析出液滴而阻塞密封面间泄漏的通道,因而比过热蒸汽易于密封。

流体的分子体积越大,越易于被狭窄的密封间隙所阻塞,从而易于密封。

液体对密封件材料的浸润性对密封也有一定影响。

易于浸润的液体,由于垫片和填料内部微孔的毛细作用而易于产生渗透泄漏。

④ 流体的温度:温度的高低影响液体的黏度,从而对密封性产生影响。

温度升高,液体黏度下降,亦气体黏度增大。

另一方面,温度的变化常使密封组件产生变形而易于引起泄漏。

⑤ 垫片及填料的材质:软质材料由于其在预紧力作用下易于产生弹性或塑性变形,从而堵塞流体泄漏的通道,因而有利于密封;但软质材料一般不能承受高压流体的作用。

密封材料的耐蚀性、耐热性、致密性、亲水性等都对密封有一定影响。

⑥ 密封面比压:密封面间单位接触面上的法向作用力称密封比压,密封面比压的大小是影响垫片或填料密封性的重要因素。

通常,通过施加预紧力在密封面上产生一定比压,使密封件产生变形以减小或消除密封接触面间的缝隙,阻止流体通过,达到密封的目的。

应当指出,流体压力的作用会使密封面比压产生变化。

密封面比压的增加虽有利于密封,但受到密封件材料的挤压强度的限制;对于动密封,密封面比压的增加还将引起摩擦阻力的相应增大。

垫片密封泄露原因及防治措施

垫片密封泄露原因及防治措施

垫片密封泄露原因及防治措施垫片密封泄露原因及防治措施垫片泄露是许多机械设备常见的问题之一。

垫片即敷设在两个紧密连接的机械部件之间的密封材料,用于防止液体或气体的泄漏。

然而,由于长期使用或不当安装等原因,垫片可能会发生泄露。

以下是垫片泄露的原因及预防措施的逐步思考。

第一步:确定泄露原因1. 垫片老化:长期使用会使垫片材料变脆或变软,导致泄露。

可以通过检查垫片的外观和弹性来判断是否老化。

2. 垫片损坏:在安装或维护过程中,垫片可能会受到损坏,如划痕或撕裂,导致泄露。

3. 不当安装:垫片安装时可能未正确对齐或过紧,造成泄漏。

此外,垫片安装时也需注意松紧度,过紧或过松都可能导致泄露。

第二步:预防措施1. 定期更换垫片:根据设备使用频率和垫片材料的耐用性,定期更换垫片是防止泄露的有效措施。

通常,每隔一段时间或在出现老化现象时更换垫片。

2. 定期检查垫片:定期检查垫片的状态是预防泄漏的重要步骤。

通过观察垫片的弹性、外观和表面是否平整,可以判断垫片是否需要更换或维修。

3. 注意安装过程:在安装垫片时,确保垫片与机械部件对齐,并均匀施加适度的压力。

避免过紧或过松的安装方式,以免造成泄漏。

在安装过程中,还应注意检查垫片是否损坏,如有损坏应及时更换。

第三步:应对泄露情况1. 及时修复泄漏:一旦发现垫片泄漏,应及时采取措施修复,避免进一步损坏设备或造成安全隐患。

修复方法可以根据泄漏程度和垫片状态选择,如更换垫片、修补损坏或重新安装垫片等。

2. 增加泄漏防护措施:在一些关键设备上,可以增加额外的泄漏防护措施,如安装双重密封、增加垫片材料的层数或使用防漏涂层等。

这些额外的措施可以提高设备的密封性,降低泄漏风险。

综上所述,垫片泄露是机械设备常见问题,但可以通过定期更换、检查和正确安装垫片来预防。

一旦发生泄漏,及时修复和增加额外的防护措施也是必要的。

通过有效的预防和及时应对,可以减少垫片泄露带来的影响。

机械密封泄漏的五个点

机械密封泄漏的五个点

机械密封泄漏的五个点
机械密封泄漏的五个点可能包括:
1. 密封面不平整:密封面应该是光滑且平整的,如果存在凹坑、划痕或其他不规则表面,容易导致泄漏。

2. 密封件损坏:密封件如O型圈、垫片等如果损坏、老化或变形,就无法有效密封,从而导致泄漏。

3. 安装不当:如果机械密封安装不正确,如未正确安装密封件、未紧固螺栓等,会导致泄漏。

4. 润滑不良:适当的润滑对密封的效果至关重要。

如果润滑不足或使用了不合适的润滑剂,可能导致泄漏。

5. 工作条件变化:密封件设计时通常考虑了一定工作条件下的压力、温度和介质等因素。

如果这些工作条件发生变化,超出密封件的承受范围,可能引起泄漏。

以上是机械密封泄漏可能存在的五个点,具体情况还需根据实际问题进行分析。

(完整word版)垫片密封的失效分析

(完整word版)垫片密封的失效分析

垫片密封的失效分析泄漏是指被密封介质和所处的介质空间,在内外两个空间之间进入介质流动。

单位时间内泄漏的介质量称为泄漏率。

通常介质通过两个空间的接触面即密封面发生泄漏。

造成泄漏的因素主要有两个:一是密封面上存在间隙,二是密封面两侧有压力差或浓度差。

在实际操作工况下,密封面两侧存在压力差或浓度差是在所难免的;所以,要想提高密封的可靠性,只能尽量减小密封面上存在的间隙,一方面可以通过提高密封面的加工精度来减小间隙,但这由于受到机器设备的限制,只能提高到一定的程度,所以密封面还有微小间隙,这部分微间隙必须通过压紧垫片,使垫片产生压缩回弹变形来填补密封面微小凹凸不平的间隙,从而实现了密封。

垫片密封是石油化工设备和管道中最常用的连接形式,一般由被联接件(法兰)、密封元件(垫片或垫环)和联接件(螺栓一螺母)等三部分组成,称为螺栓一法兰一垫片连接系统,如图3.1所示。

其密封机理是通过拧紧连接螺栓从而使法兰密封面压紧垫片而实现密封的。

由于螺栓法兰垫片连接系统是非一体化结构,如果对各个密封元件的选用不当,或者安装不规范,这都会导致密封的可靠性降低,进而导致介质泄漏。

由于法兰的两个接触面即使经过精细加工,它们之间也会因微小的凹凸不平而形成微小的间隙。

这种微小的间隙就是导致流体介质泄露的主要原因。

垫片的作用就是在螺栓预紧后产生弹塑性变形,填补由于法兰接触面凹凸不平而造成的间隙,以阻止流体泄漏,达到密封的目的。

从法兰密封机理来分析,泄漏是客观存在的,而我们所要做的是尽可能控制泄漏量,以使其达到最小。

2016.6.螺栓——法兰——垫片连接系统失效的主要形式是强度失效和密封失效。

一般来说,连接系统的失效很少是因为强度不足引起的,主要是由系统的泄漏而导致的密封失效。

一、强度失效往往一个完整的螺栓——法兰——垫片连接系统由螺栓、垫片和法兰这三部分组成,因此,连接系统出现的强度失效也就是由这三部分引起的。

故而,以下将针对这三部分分别予以研究。

法兰垫片漏水原因

法兰垫片漏水原因

法兰垫片漏水原因
法兰垫片漏水可能由多种原因引起,主要包括:
1.螺栓松动:在安装或操作过程中,螺栓可能未拧紧或松动,导致法兰连接处出
现缝隙,引发渗漏。

2.密封垫老化:长时间使用过程中,密封垫可能发生老化、磨损等现象,致使法
兰连接处的密封性能下降,最终出现渗漏。

3.操作不当:在操作过程中未按照相关规定或操作手册的要求进行,导致法兰连
接处受到过大的压力或冲击,从而引发渗漏。

4.安装问题:如法兰片安装不平整、紧固不牢或者密封垫片老化、变硬等。

5.管道腐蚀:管道使用时间久,极易导致管道腐蚀,从而导致法兰片漏水。

6.压力太大:管道运行中压力过大亦会导致法兰片漏水。

7.界面泄漏和渗透泄漏:垫片压紧应力不足、法兰密封面粗糙、管道的热变形、
机械变形以及振动等都会造成垫片与法兰密封面之间贴合不严而发生泄漏。

此外,非金属垫片由于其组织疏松、致密性差,很容易被介质浸透,特别是在压力作用下,介质会通过材料内部的孔隙渗透出来。

因此,为防止法兰垫片漏水,需要定期检查并拧紧螺栓,及时更换老化或磨损的密封垫片,以及按照操作手册进行规范操作。

同时,对于腐蚀或因压力过大导致的漏水问题,也需要及时进行处理。

法兰密封垫片选型参考

法兰密封垫片选型参考

法兰密封垫片选型参考一、垫片密封机理泄漏——即介质从有限空间内部流到外部,或从外部进入有限空间内部的人们不希望发生的现象.介质流动通过内外空间的交界面即密封面发生泄漏.造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙,而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力.由于密封面的形式及加工精度等因素的影响,密封面上存在间隙在所难免,这就造成密封面不完全吻合,从而发生泄漏.要减少泄漏,就必须使接触面最大程度地嵌合,即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推动力.对密封面施加压紧载荷,以产生压紧拉力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道.使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产生塑性变形的特性,使之填平法兰密封面的微小凹凸不平,从而实现密封.二、垫片密封的泄漏形式1、界面泄漏2、渗透泄漏“界面泄漏”与“渗透泄漏”三、影响垫片密封连接,导致泄漏的主要因素1、气体的泄漏率大于液体的泄漏率,黏度小,泄漏率大.2、工况的影响:介质的压力、温度等①介质两侧的压力差越大,介质就越易克服泄漏通道的阻力,泄漏就越容易;②垫片的弹、塑性变形量均随温度升高而增大,而回弹性能随温度升高而下降,蠕变量则随温度的升高而增大.且随着温度的升高,垫片的老化、失重、蠕变、松弛现象就会越来越严重.此外,随着温度的升高,液体的黏度降低,而气体的黏度增加.温度越高,泄漏越容易发生.3、法兰表面粗糙度的影响通常表面粗糙度越小,泄漏量越小.这主要是由于粗糙度小的密封表面,其凹凸不平易被填平,从而使得界面泄漏大为减少.4、垫片压紧应力的影响垫片上的压紧力越大,其变形量就越大.垫片的变性一方面有效地填补了法兰表面的不平度,使得界面泄漏大为减少;另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩,泄漏通道的截面减小,泄漏阻力增加,从而泄漏率大大减小.但如果垫片的压紧应力过大,则易将垫片压溃,从而失去回弹能力,无法补偿由于温度、压力引起的法兰面的分离,导致泄漏率急剧增大.因此要维持良好的密封,必须使垫片的压紧应力保持在一定的范围内.5、垫片几何尺寸的影响①垫片厚度的影响在同样的压紧载荷、同样的介质压力作用下,泄漏率随垫片厚度的增加而减小.这是由于在同样的轴向载荷作用下,厚垫片具有较大的压缩回弹量,在初始密封条件已经达到的情况下,弹性储备较大的厚垫片比薄垫片更能补偿由于介质压力引起的密封面间的相对分离,并使垫片表面保留较大的残余压紧应力,从而使泄漏率减少.②垫片宽度的影响在一定的范围内,随着垫片宽度的增加,泄漏率呈线性递减.这是因为,在垫片有效宽度内介质泄漏阻力与泄漏通道的长度正比于垫片宽度成正比.但不能说垫片越宽越好,因为垫片越宽,垫片的表面积就越大,这样要在垫片上产生同样的压紧应力,宽垫片的螺栓力就要比窄垫片大得多.垫片的性能和参数一、垫片的常温性能1、垫片的压缩性——指压缩后垫片厚度的变化量,它表征垫片刚性的大小.垫片的回弹性——指压缩载荷卸除后垫片厚度的回复量.无论哪种结构形式的垫片都有一定的塑性,即在压缩过程中,当垫片的载荷超过一定限度,垫片除产生弹性变形外,还会产生部分塑性变形或永久变形.即使是弹性最好的橡胶垫片也会产生大于5%~10%的塑性变形.螺栓—法兰—垫片连接的密封,本质上是通过垫片变形,减小法兰与垫片之间及垫片本体的毛细孔截面积,增加流体泄漏阻力来实现密封的.2、应力松弛性能①应力松弛——对螺栓—法兰—垫片密封连接施加螺栓载荷时,作用在垫片上的压紧应力会使垫片变薄,经运转一段时间后,垫片厚度将继续减小,垫片上的应力也会逐渐减小,这种应力减小的现象称为应力松弛.②蠕变松弛——对螺栓—法兰—垫片连接这样的预应力静不定系统,垫片应力是由螺栓伸长转换成垫片应力的,因而垫片蠕变不发生在恒应力下,垫片厚度的任何改变都会引起螺栓伸长的变化,同时也改变了垫片应力,这种垫片与螺栓的相互作用被称为垫片的蠕变松弛.3、密封性能垫片密封性能是指在某一特定的操作条件下,垫片密封所能达到的泄漏率低于某一规定的指标泄漏率.而泄漏率指在标准实验条件下,介质流体每秒钟通过垫片的泄漏量.泄漏率和介质压力基本呈线性关系即介质压力越高,泄漏率越大;泄漏率和残余预紧应力成负指数关系即残余预紧应力越大,泄漏率越小.二、垫片的高温性能高温工况下,密封元件材料的物理性能和力学性能都将发生变化,如高温会降低垫片的回弹能力;高温下垫片发生蠕变松弛导致垫片应力下降;高温下垫片材质发生老化.因而,与常温密封相比,高温密封要困难得多.1、高温压缩及回弹性能高温下材料的屈服限降低、塑性变形量增大、蠕变加剧,回弹性能下降.实际工况下,如果垫片回弹量小到不足以补偿介质压力、温度和法兰附加载荷引起的密封面的分离时,可能导致泄漏率的增大,甚至不能保证连接系统的紧密性要求.2、高温密封性能试验表明,泄漏率和介质压力基本成线性关系,具有黏性流体层流的一般特性;泄漏率和垫片压紧应力成负指数关系,残余压紧应力越大,泄漏率越小;泄漏率随温度的升高而增大,两者成指数关系.垫片密封面结构形式一、垫片密封面结构形式代号FF——全平面密封面RF——突面密封面MF——凹凸密封面TG——榫槽密封面A.基本型垫片适用于榫槽面法兰B.内环型垫片适用于凹凸面法兰C.定位环型垫片适用于平面和突面法兰二、金属缠绕式垫片1、定义金属缠绕式垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属平垫片.2、性能:①压缩、回弹性能好,具有多道密封和一定的自紧功能;②对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感,不粘结法兰密封表面,容易对中,因而拆装便捷;③可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响;④能在高温、低温、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下,保持其优良的密封性能.3、使用注意事项:①缠绕式垫片的密封元件即垫片本体或基本型垫片宽度应比非金属软垫片的宽度小.在制作用于凹凸面、平面和突面法兰的缠绕垫片时,不能随便用非金属软垫片的宽度尺寸来代替缠绕式垫片密封元件的宽度尺寸.因为缠绕式垫片是半金属垫片,标准规格垫片的压紧应力在70MPa左右时才达到合理的压缩变形,从而产生良好的密封效果;如果随意加大垫片本体密封面宽度,势必造成压紧力降低,垫片肯定不能达到标准的压缩变形量,因而不能产生良好的密封;如果超范围地加大压紧力,又必然会产生法兰和螺栓的大量变形,结果会导致泄漏.②基本型垫片最好不要用于凹凸面法兰上.这是因为基本型垫片在法兰轴向压紧力作用下,垫片内圈焊点容易开焊,这样不但会引起泄漏,而且垫片软填料散落会污染物料和堵塞管道.③在高温、深冷或冷热频繁交变、振动较大、强腐蚀介质等恶劣工况条件下,用于平面和突面法兰的垫片最好加装合理材料的内环.④决不能用低材质垫片取代高材质垫片.4、使用方法:①拧紧螺栓时,要使垫片均匀受力,对称把紧.②选择合理的垫片压缩量,一般为0.6~1.2mm为宜.过大压缩量,会降低垫片的回弹率,因而失去垫片像弹簧似的容易吸收振动的特性.选用垫片的基本原则一、选用或订购垫片时应了解的数据1、相配法兰的密封面型式和尺寸.2、法兰及垫片公称通径.3、法兰及垫片公称压力.4、流体介质的温度.5、流体介质的性质.二、选用垫片时还应考虑以下因素1、有良好的压缩及回弹性能,能适应温度和压力的波动.2、有良好的可塑性,能与法兰密封面很好的贴合.3、对有应力腐蚀开裂倾向的某些金属如奥氏体不锈耐酸钢法兰,应保证垫片材料不含会引起各种腐蚀的超量杂质,如控制垫片氯离子含量以防对法兰腐蚀.4、不污染介质指密封介质是饮用水、血浆、药品、食品、啤酒等.5、对密封高度毒性的化学品,要求垫片应具有更大的安全性;对于输送易燃液体的管道系统,要求垫片用于法兰上的最高使用压力和最高使用温度在限制范围内.6、低温时不易硬化,收缩量小,高温时不易软化,抗蠕变性能好.7、加工性能好,安装及压紧方便.8、不粘结法兰密封面,拆卸容易.。

垫片密封原理

垫片密封原理

垫片密封原理垫片密封是一种常见的密封方式,它通过在两个连接部件之间加入弹性材料来实现密封效果。

在工程实践中,垫片密封被广泛应用于各种机械设备和管道连接中,其密封原理和使用方法对于保证设备的正常运行和减少泄漏问题具有重要意义。

垫片的密封原理主要包括以下几个方面:1. 弹性变形原理。

垫片一般由金属或非金属材料制成,具有一定的弹性。

在安装过程中,垫片被夹在两个连接部件之间,当受到外部压力时,垫片会发生弹性变形,填充连接部件之间的不平整表面,从而形成密封。

2. 压力传递原理。

垫片在受到外部压力后,会将部分压力传递到连接部件上,使其产生变形,填补连接部件之间的间隙,从而实现密封。

这种压力传递原理有效地阻止了介质的泄漏,保证了设备的正常运行。

3. 表面适应原理。

由于连接部件表面的加工粗糙度不同,垫片能够根据连接部件表面的不平整程度进行适应性填充,从而形成有效的密封。

这种表面适应原理使垫片密封在不同工况下都能够保持较好的密封性能。

4. 密封材料选择原理。

垫片的密封性能与密封材料的选择密切相关。

不同的介质和工作条件需要选择不同材质的垫片,如橡胶、金属、塑料等,以保证其密封效果和使用寿命。

在实际应用中,垫片密封需要注意以下几点:1. 安装前应检查连接部件表面的平整度和清洁度,确保垫片能够完全贴合连接部件表面。

2. 根据工作条件选择合适的垫片材料和规格,以保证其密封性能和耐用性。

3. 在安装过程中,均匀施加压力,避免过大或过小的压力导致垫片密封不严或者变形。

4. 定期检查垫片的使用情况,及时更换老化或损坏的垫片,以保证设备的正常运行和安全生产。

总之,垫片密封原理是一种简单而有效的密封方式,通过弹性变形、压力传递和表面适应等原理,能够实现可靠的密封效果。

在实际应用中,正确选择和安装垫片,定期检查和维护,能够有效预防泄漏问题,保证设备的正常运行。

泄漏的表现形式

泄漏的表现形式

泄漏方式主要分为:界面泄漏(密封表面的问题),渗透泄漏(密封材料结构不密实,密度达不到要求),损坏泄漏(人为因素),腐蚀性泄漏(密封材料选择不妥当)等等。

现在向大家详细介绍说明这几种泄漏的原因所在。

1.界面泄漏方式首要缘由是密封垫片压紧力缺乏、法兰联系而上的粗糙度不恰当、管道热变形、机械振动等都会导细密封垫片与法兰而之间密合不严而发作泄漏。

特别是法兰衔接后,螺栓变形、伸长及密封垫片长期运用后塑性变形、回弹力降低、密封垫片材料老化、龟裂、蜕变等,也会构成垫片与法兰而之间密合不严而发作走漏。

因而,把这种因为金属面和密封垫片接壤面上不能很好的符合而发作的走漏称之为“界面泄漏。

2.渗透泄漏方式植物纤维(棉、麻、丝)、动物纤维(羊毛、兔毛等)、矿物纤维(石棉、石墨、玻璃、陶瓷等)和化学纤维(尼龙、聚四氟乙烯等各种塑料纤维)等都是制作密封垫片的常用原材料,还有皮革、纸板也常被用做密封垫片材料。

这些垫片的根底材料的安排成分比拟疏松、细密性差,纤维与纤维之间有很多的细小缝隙,很简单被流体介质浸透,特别是在流体介质的压力效果一F,被密封介质会通过纤维间的细小缝隙浸透到低压一侧来。

因而,咱们把这种因为垫片材料的纤维和纤维之间有必定的缝隙,流体介质在必定条件下可以通过这些缝隙而发作的走漏表象称之为“浸透泄漏”。

浸透走漏通常与被密封的流体介质的工作压力有关,压力越高,走漏流量也会随之增大。

别的浸透走漏还与被密封的流体介质的物理性质有关,粘性小的介质易发作浸透走漏,而粘性大的介质则不易发作浸透走漏。

浸透走漏通常约占法兰密封走漏事端的8%一12%左右。

进入90年代,跟着材料科学迅猛开展,新式密封材料不断涌现,这些新式密封材料的细密性非常好,以它们为首要基料制作的密封垫片发作浸透走漏的表象日趋削减。

跟着材料科学技能的进一步开展,总有一天密封垫片的浸透走漏事端会得到彻底解决。

3.损坏泄漏方式损坏泄漏事端的发作,人为的要素占有很大的份额。

机械密封泄漏的原因及处理

机械密封泄漏的原因及处理

机械密封泄漏的原因及处理机械密封是一种常见的密封方式,在机械设备中广泛应用。

但是,由于多种原因,机械密封可能会发生泄漏。

本文将探讨机械密封泄漏的原因以及如何处理。

1.密封件磨损:密封环、密封垫片等密封件长时间摩擦磨损,表面不光滑、粗糙,导致泄漏。

此时需要更换或修复密封件。

2.莫尔密封面配合不良:莫尔密封是机械密封的重要组成部分。

密封面配合不良可能导致泄漏。

解决方法是定期检查密封面磨损情况,避免使用过高负载,及时更换配对面。

3.法兰连接松动:机械设备中常使用法兰连接部件,若法兰螺栓松动,会导致泄漏。

应注意螺栓的紧固力度,及时紧固螺栓,减少泄漏发生。

4.泵体震动:当泵体发生震动时,会导致机械密封失去正常的接触状态,从而引起泄漏。

解决方法是修复泵体的不平衡或振动。

5.温度变化:温度的变化可能导致机械密封泄漏。

温度升高,密封件可能变软而失去密封性能;温度下降,密封件可能变硬而导致渗漏。

应根据实际情况选择耐高温或耐低温的密封件。

在处理机械密封泄漏问题时,我们可以采取以下几种方法:1.定期维护检查:定期检查机械设备的密封件,确保其正常工作。

可以根据使用寿命和工艺要求制定检查计划,定期更换磨损的密封件。

2.温度控制:在温度变化较大的环境中,可以使用耐高温或耐低温的密封件,以确保密封性能不受影响。

3.打磨和加工:当密封面不光滑时,可以进行打磨和加工,以恢复其表面光滑度,提高密封性能。

4.泄漏监测:在设备运行过程中,可以安装泄漏监测设备,实时监测泄漏情况,及时发现并处理泄漏。

5.泵体平衡:对于因泵体震动引起的泄漏,应采取相应的平衡措施,如安装平衡装置,减少泄漏。

总结起来,机械密封泄漏的原因多种多样,需要根据具体情况进行分析和处理。

通过定期检查维护、控制温度、打磨加工、泄漏监测和泵体平衡等措施,可以有效地减少机械密封泄漏的发生,保证设备的正常运行。

密封垫片知识汇总

密封垫片知识汇总
相同的垫片预紧比压下,法兰表面粗糙度不同,泄漏率亦不一 样。通常,表面粗糙度越小,泄漏量越小。研磨过的法兰密封面其 密封效果要比未研磨的法兰密封面的密封效果好。这主要是由于粗 糙成俗小的密封表面其凹凸不平易被填平,从而使得界面泄漏大小 为减少。
4. 垫片压紧应力的影响 垫片上的压紧应力越大,其变形量就越大。垫片的变形一方面 有效地填补了法兰表面上的不平度,使得界面泄漏大为减小;另一
2.渗透泄漏
非金属垫片通常由植物纤维、动物纤维、矿物纤维或化学纤维与 橡胶粘结压制而成,或有柔性石墨等多孔材料制作而成。由于其组 织疏松,致密性差,纤维与纤维之间存在无数微小间隙,很容易被 介质浸透,特别是在压力作用下,介质会通过材料内部的孔隙渗透 出来。这种发生在垫片材料内部的泄漏现象称为“渗透泄漏”。
垫片为被完全压实,垫片的回弹量足以补偿由于介质压力所引起的 密封面间的互相分离,连接总是具有一定的密封能力。这就是在同 一压紧载荷下,卸载时的泄漏率远小于加载时的泄漏率的原因。但 是,由于初始表面的不平度,密封面上应力分布是很不均匀的,嵌 合过程中并非垫片的整个表面都形成了与法兰面相吻合的塑性变 形,其中一部分受力较小的波谷处仍处于弹性状态。这部分弹性变 形将随压紧载荷的减小而恢复,于是卸载过程中一部分微间隙又重 新出现,泄漏率又随压紧载荷的减小而渐渐增大。
二、 垫片密封的泄漏形式
螺栓法兰垫片连接中,垫片是最主要的密封元件。对于非金属 垫片来说,连接的密封是通过拧紧螺栓,造成法兰与垫片接触表面 及其垫片内部较大的压紧应力,从而一方面使垫片表面与法兰表面 紧密贴合、填满法兰表面的微间隙,另一方面减小垫片材料的孔隙 率、亦即减小被密封流体的泄漏通道。由于任何制造或加工方法都 不可能形成绝对光滑的理想表面,也不可能实现密封面间的完全嵌 合以及密封件本身孔隙的完全阻塞,所以在相互接触的密封面间和 密封件的内部总是存在着微小的间隙或通道。因而,对垫片密封来 说,泄漏总是不可避免的。当介质以一定的压力通过螺栓法兰连接 时,总会在密封点处出现泄漏,分析这种现象,可以发现它是以两 种形式出现的,即所谓的“界面泄漏”和“渗透泄漏”[1],如图 3-2
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垫片密封过程
在加载过程中,泄漏率随垫片的压缩变形量而变化。

当轴向压紧载荷小于一定的值时,尽管垫片已产生了一定的压缩变形量,但泄漏仍然很严重,基本上没有密封能力;继续增加压紧载荷,垫片的压缩变形量随之增大,泄漏率逐渐减小;但当轴向压紧载荷大到一定程度时,泄漏率几乎不变。

在卸载过程中,垫片的压缩变形量随压紧载荷的减小而减小,相应的泄漏率随之而增大,但在同一轴向载荷下,卸载时的泄漏率远较加载时所对应垫片的应力下的泄漏率小。

当轴向载荷减小到一定程度时,尽管垫片的弹性变形尚未完全消失,仍具有一定的回弹能力,但泄漏率已急剧增大。

加载和卸载时泄漏率的变化情况可通过分析密封面的微观结构来解释。

密封面微观结构如图3-3所示,初始表面由以下几部分组成[2],其中:A——法兰面的最大不平度;
B——法兰面的缺陷(裂纹、划伤等);
a——垫片表面的最大不平度;
b——垫片表面缺陷
c——密封面间的杂质、毛刺等。

在加载过程中,泄漏率随垫片的压缩变形而变化。

配合面间首先接触的是表面最突出部分如毛刺、颗粒状杂质等,如图3-3(a)所示。

在加载过程的初期,因局部载荷很大,这些凸出部分很快被压平或嵌入凹陷部分直至图3-3(b)状态,此时尽管垫片已产生了一定的压缩变形,但泄漏仍很严重。

在此阶段中,配合表面大部分呈自由状态,间隙很大,基本上没有密封能力,尚不能形成初始密封。

由3-3(b)状态继续加载,配合面间的波峰、波谷相互穿插、嵌合,微间隙逐渐减小直至配合面吻合,如图3-3(c)所示。

在该阶段中,流道截面随压紧力增加而减小,流道阻力随之增大,泄漏率相应减小,即增加压紧载荷可以有效地控制泄漏,故通常称该阶段为正常密封阶段。

从图3-3(c)可以看出,当配合面基本吻合后,若继续增加压紧载荷,垫片的压缩变形增加甚微,泄漏率则几乎不变。

此时由初始表面的不平度所形成的微间隙基本上已被堵死,配合面大部分嵌合,泄漏通道主要由表面缺陷如裂纹、划伤等组成,而要进一步消除这部分间隙则十分困难。

卸载过程中,密封面上由于相互嵌合而产生的塑性变形不因卸载而恢复,此时,只要垫片为被完全压实,垫片的回弹量足以补偿由于介质压力所引起的密封面间的互相分离,连接总是具有一定的密封能力。

这就是在同一压紧载荷下,卸载时的泄漏率远小于加载时的泄漏率的原因。

但是,由于初始表面的不平度,密封面上应力分布是很不均匀的,嵌合过程中并非垫片的整个表面都形成了与法兰面相吻合的塑性变形,其中一部分受力较小的波谷处仍处于弹性状态。

这部分弹性变形将随压紧载荷的减小而恢复,于是卸载过程中一部分微间隙又重新出现,泄漏率又随压紧载荷的减小而渐渐增大。

四、影响泄漏的主要因素
对垫片密封来说,其泄漏状况与被密封介质的物性、工况条件、法兰密封面的粗糙程度、压紧应力以及垫片的基本特性、尺寸、加载卸载历程等诸多因素有关。

1. 被密封介质物性的影响
采用同样的密封连接形式,在同样的工况条件下,气体的泄漏
率大于液体的泄漏率,氢气的泄漏率大于氮气的泄漏率。

这主要是由于被密封介质的物性参数不同造成的。

在被密封介质的物理性质中,黏性的影响最大。

黏度
是流体摩擦力的量度,对于黏度大的介质,其泄漏阻力大,泄漏率就小;对于黏度小的介质,其泄漏阻力小,泄漏率就大。

2. 工况的影响
垫片密封的工况条件包括戒指的压力、温度等。

不同的压力、温度下其泄漏率的大小不同。

密封面两侧的压力差是泄漏的主要动力,压力差越大,介质就越易克服泄漏通道的阻力,泄漏就越容易。

温度对连接结构的密封性能有很大的影响。

研究表明,垫片的弹、塑性变形量均随温度增大而增大,而回弹性能随温度增高而下降,蠕变量则随温度的升高而增大。

且随着温度的升高,垫片的老化、失重、蠕变、松弛现象就会越来越严重。

此外,温度对介质的黏度也有很大的影响,随着温度的升高,液体的黏度降低,而气体的黏度增加。

温度越高,泄漏越容易发生。

3.法兰表面粗糙度的影响
相同的垫片预紧比压下,法兰表面粗糙度不同,泄漏率亦不一样。

通常,表面粗糙度越小,泄漏量越小。

研磨过的法兰密封面其密封效果要比未研磨的法兰密封面的密封效果好。

这主要是由于粗糙成俗小的密封表面其凹凸不平易被填平,从而使得界面泄漏大小为减少。

4. 垫片压紧应力的影响
垫片上的压紧应力越大,其变形量就越大。

垫片的变形一方面有效地填补了法兰表面上的不平度,使得界面泄漏大为减小;另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩,泄漏通道的截面减小泄漏阻力增加,从而泄漏率大大减小。

但是如果垫片的压紧应力过大,则易将垫片压溃,从而失去回弹能力,无法补偿由于温度‘压力引起的法兰面的分离,导致泄漏率急剧增大。

因此要维持良好的密封,必须使垫片的压紧应力保持在一定的范围内。

5. 垫片性能和几何尺寸的影响
(1)垫片基本性能的影响
垫片基本性主要包括两部分,一是垫片的力学能力,它包括垫片的压缩回弹特性、蠕变和应力松弛特性等;而是垫片的基本密封性能。

垫片的基本性能对连接的密封性能影响很大。

螺栓法兰垫片连接的密封本质上是通过垫片变形,以增加流体流动阻力来实现的。

垫片的压缩特性部分的反应了其表面与法兰面嵌合,形成初始密封的能力。

在操作条件下,由于螺栓的伸长和法兰的变形,使法兰面和垫片产生相对分离(垫片所受压缩应力减少)的倾向,这时连接的紧密与否很大程度上取决于垫片的回弹能力。

蠕变和应力松弛是相联系的,它反映了垫片材料在一定温度和载荷作用下其变形随时间的增加而增加、其应力随时间的增加而减小的变化规律。

蠕变和松弛是导致高温密封连接泄漏率增大的重要原因。

垫片密封性能表征了泄漏率与介质压力、垫片残余压紧力和温度的关系,是垫片密封能力的一项综合指标。

(2)垫片尺寸的影响
①垫片厚度的影响
在同样的压紧载荷、同样的介质压力作用下,泄漏率随垫片厚度的增加而减少[3]。

这是由于在同样的轴向载荷作用下,厚垫片具有较大的压缩回弹量,在初始密封条件已经达到的情况下,弹性储备较大的厚垫片,比薄垫片更能补偿由于介质压力引起的密封面间的相对分离,并使垫片表面保留较大的残余压紧应力,从而使得泄漏率减少。

但不能说垫片越厚,其密封性能越好。

这是因为,垫片的厚度不同,建立初始密封的条件也不同,由于端面上摩擦力的影响,垫片表面呈三向
受压的应力状态,材料的变形抗力较大;而垫片中部,受端部的影响较小,其变形抗力也较小。

在同样的预紧载荷下,垫片中部较垫片表面更容易产生塑性变形,此时,建立初始密封面也越困难,故当垫片厚度达到一定数值以后,密封性能并无改变甚至恶化。

此外,垫片越厚,渗透泄漏的截面积越大。

渗透泄漏率也就越大。

②垫片宽度的影响
在一定的范围内,随着垫片宽度的增加,泄漏率呈线性递减[3]。

这是因为在垫片有效宽度内介质泄漏阻力与泄漏通道的长度(正比于垫片宽度)成正比。

但也不能说,垫片越宽越好,因为垫片越宽,垫片的表面积就越大,这样要在垫片上产生同样的压紧应力,宽垫片的螺栓力就要比窄垫片大得多。

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