垫片的种类

垫片的种类多种多样，按其构造的主题材料分为非金属、半金属和金属垫片三大类。

⑴非金属垫片。

非金属垫片质地柔软、耐腐蚀、价格便宜，但耐温和耐压性能差。

多用于常温和中温的中、低压容器或管道的法兰密封。

非金属垫片包括橡胶垫、石棉垫、石棉橡胶垫、柔性石墨垫和聚四氟乙烯垫等。

①橡胶板。

制作橡胶板垫片的主要材料有天然橡胶，丁腈橡胶、氯丁橡胶等，另外，氟橡胶等特种橡胶也开始应用。

橡胶因具有组织致密，质地柔软，回弹性好，容易剪切成各种形状，且便宜、易购等特点而被广泛使用于容器和管道的密封中，但它不耐高压，容易在矿物油中溶解和膨胀且不乃腐蚀，在高温下容易老化，失去回弹性。

②石棉。

石棉材料有湿石棉和蓝石棉两种。

湿石棉耐热、耐碱性好，抗拉强度高，耐酸性能较差，大多数石棉橡胶板由它制造；蓝石棉不仅耐热性能好，而且耐酸性能也很好，故多被用于制造耐酸石棉橡胶板。

石棉板正常使用温度在550度以下。

直径较大的低压容器可以使用石棉带或石棉绳。

在使用石棉绳时，通常浸渍水玻璃。

酸，碱溶剂等介质也可使用此类垫片。

③石棉橡胶板。

石棉橡胶板是由石棉、橡胶和填料竟压制而成的。

一般石棉纤维占60%-85%。

根据其配工艺、性能及用途不同，主要有高压石棉橡胶板、中、低压石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板。

石棉橡胶板有适宜的强度、弹性、柔软性等性能，用它制作垫片，既方便又便宜，因此在化工企业中得到迅速的推广和应用。

④柔性石墨。

柔性石墨是一种新颖的密封材料，良好的回弹性、柔软性、耐温性，在化工企业得到迅速的推广和应用。

⑤聚四氟乙烯（简称PTFE）。

聚四氟乙烯以其耐化学性、耐热性、耐寒性、耐油性优越于现在任何塑料而有“塑料之王”之称，它不易老化，不燃烧，吸水新近乎为零。

其组织致密，分子结构无极性，用作垫片，接触面可以做到平整光滑，对金属法兰不粘着。

除受熔融碱金属以及含氟元素气体侵蚀外，它能耐多种酸、碱、盐、油脂类溶液介质的腐蚀。

聚四氟乙烯垫片包括纯聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯或膨胀聚四氟乙烯等。

⑵半金属垫片（又称金属复合垫片）。

非金属材料虽具有很好的柔软性、压缩性和螺栓载荷能力低等优点。

但它的主要确定是强度不高，回弹性差，不适合高压高温场合。

所以结合金属材料强度高、回弹性好。

经受得起高温的特点。

形成将两者组合结构的垫片。

即为半金属垫片。

半金属垫片主要有金属包覆垫片、金属缠绕垫片、金属波纹符合垫片、金属齿形符合垫片等。

①金属包垫（金属复合垫片）。

该垫片以非金属为材芯、外包厚度为0。

25-0。

5mm的金属薄板。

按包覆状态可分为全包覆、半包覆、波形包覆和双层包覆等。

金属薄板根据材料的弹塑性、耐热性、耐蚀性选取。

主要有铜、镀锌铁皮、不锈钢、钛、蒙乃尔合金等。

使用较多的是铜、镀锌铁皮、不锈钢。

作为金属包垫的芯材，耐热性是主要考核指标。

一般采用石棉板或低橡胶石棉板、耐高温性能好的碳纤维或瓷制纤维及柔性石墨板材。

金属包覆垫的另一特点是能制成各式型垫片。

可以满足各种热交换器管箱和非圆形压力容器密封的需要，而其他复合垫片却不能。

②金属缠绕垫片。

金属缠绕垫片是由薄金属波形带与石棉或柔性石墨等非金属地交替绕成螺旋状，将金属带的始末端点焊接制成。

国外也称作螺旋垫片。

⑶金属垫片。

在高温高压以及载荷循环频繁等苛刻操作条件下，各种金属材料仍是密封垫片的首选材料，常用的材料有铜、铝、低碳钢、不锈钢、铬镍合金钢、钛蒙乃尔合金等。

为了减少螺栓载荷和保证结构紧凑，除了金属平垫尽量采用窄宽度外，各种具有线接触特征的环垫结构则其优选的形式。

①平形金属垫片。

平形使用时分宽垫片和窄垫片两种。

宽垫片因预紧力要求大，易引起螺栓法兰变形，压力超过1。

96MPa时在光滑面的法兰上很少使用。

窄垫片容易预紧，可在压力6。

27-9。

8MPa的管道上使用。

②波形金属垫片。

波形金属垫片的金属板厚度一般为0。

25-0。

8mm。

垫片厚度一般为波长的
40%-50%。

适宜于光滑密封面，压力3。

34MPa的管道上使用。

③齿形金属垫。

齿形金属垫片多用于6。

77-9。

8MPa的管道上。

齿顶距约1。

5mm，齿顶、齿根角均为90度。

其密封性能比平形密封垫好，压紧力也比平形垫小.
垫片分类详细介绍
垫片的分类详细介绍
垫片有很多种区分方法，通常按材料类别可分为全金属（八角椭圆垫等）、半金属（缠绕垫片/波纹垫等）、非金属（CFS等）。

垫片原材料
选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质
一、金属垫片材料
1. 碳钢:
推荐最大工作温度不超过538℃，特别当介质具有氧化性时。

优质薄碳钢板地不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备，如果碳钢受到在的应力，用于热水工况条件下的设备事故率非常高。

碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。

布氏硬度约120。

2. 304不锈钢
18-8（铬18-20%、镍8-10%），推荐最大工作温度不超过760℃。

在温度-196~538℃区间内，易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。

布氏硬度160。

3.304L 不锈钢
含碳量不超过0.03%。

推荐最大工作温度不超过760℃。

耐腐蚀性能类似304不锈钢。

低的含碳量减少了碳从晶格的析出，耐晶界腐蚀性能高于304不锈钢。

布氏硬度约140。

4.316不锈钢
18-12（铬18%、镍12%），在304不锈钢中增加约2%钼，当温度提高其强度和提高耐腐蚀性能。

当温度提高时比其它普通不锈钢具有更高抗蠕变性能。

推荐最大工作温度不超过760℃。

布氏硬度约160。

5.316L不锈钢
推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。

碳含量不超过相对于316不锈钢具在更优秀的耐应力和晶界腐蚀。

布氏硬度约140。

6.20合金
45%铁、24%镍、20%铬和少量钼和铜。

推荐最大工作温度不超过760℃~815℃。

特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备，布氏硬度约160。

7.铝
铝（含量不低于99%）。

铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。

布氏硬度约35。

推荐最大连续工作温度不超过426℃。

8.紫铜
紫铜的成份接近于纯铜，其含有微量的银以增加其连续工作温度。

推荐最大连续工作温度不超过260℃。

布氏硬度约80。

9.黄铜
（铜66%、锌34%），在大多数工况条件下，具有良好耐腐蚀性能，但不适应醋酸、氨、盐和乙炔。

推荐最大连续工作温度不超过260℃。

布氏硬度约58。

10.哈氏B-2
（26-30%钼、62%镍和4-6%铁）。

推荐最大工作温度不超过1093℃。

具有优异的耐热浓度盐酸腐蚀性能。

也具有优异的耐湿氯化氢气体腐蚀、硫酸、磷酸和还原性盐溶液腐蚀的性能。

在高温条件下具有高的强度。

布氏硬度约230。

11.哈氏C-276
16-18%钼、13-17.5%铬、3.7-5.3%钨、4.5-7%铁、其余均为镍）。

推荐最大工作温度不超过1093℃。

具有优异的耐腐蚀性能。

对各种尝试的冷硝酸或浓度达到70%的沸腾硝酸具有优异的耐腐蚀性能，具有良好的耐盐酸和硫酸腐蚀性能及优异的耐应力腐蚀性能。

布氏硬度约210。

12.英科耐尔600
镍基合金（77%镍、15%铬和7%铁）。

推荐最大工作温度不超过1093℃。

在高温条件下具有高的强度，通常用于需解决应力腐蚀问题的设备。

在低温条件下，具有优异的同加工性能。

布氏硬度约150。

13.蒙乃尔400
（铜30%、镍推荐最大连续工作温度不超过815℃。

除强氧化性酸外，对大多数酸和碱具有优异耐腐蚀性能。

在氟酸、氯化汞、汞介质中易产生应力腐蚀裂纹，因而，不适应用于上述介质。

被广泛用于制造氢氟酸的设备。

布氏硬度约120。

14.钛
推荐最大工作温度不超过1093℃。

在高温条件下，具有优异的耐腐蚀性能。

众所周知耐氯离子的侵蚀，在较宽的温度和浓度区间，具有优异的耐硝酸腐蚀。

钛材在大多数碱溶液用的很少，适应用于氧化工况条件。

布氏硬度约216。

二、非金属垫片材料
1.天然橡胶NR
对弱酸和碱，盐和氯化物溶液具有良好的耐蚀性能，对油和溶剂耐蚀性能是差的，并不推荐用于臭氧介质。

推荐工作温度-57℃~93℃。

2.氯丁橡胶CR
氯丁橡胶是一种合成橡胶，适应于耐中等腐蚀的酸，碱和盐溶液的腐蚀。

对商业用油和燃料具有良好的耐腐蚀作用。

但在强氧化性酸、芳香烃和氯化碳氢化合物其耐腐蚀性能是差的。

推荐工作温度-51℃~121℃。

4.氟橡胶
对油、燃料、氯化物溶液、芳香烃和脂类碳氢化合物和强酸具有良好的耐腐蚀性能，但不适应用于胺类、脂类、酮类和蒸汽、推荐工作温度-40℃~232℃。

5.氯磺酰化聚乙烯合成橡胶
对酸、碱和盐物溶液具有良好的耐蚀性能，同时不受气候、光照、、臭氧、商业燃料（如柴油和煤油等）影响。

但不适应用于芳香烃、氯化碳氢化合物、铬酸和硝酸。

推荐工作温度-45℃~135℃。

6.硅橡胶
对热空气具有良好的耐蚀性能。

硅橡胶不受阳光和臭氧影响。

但汪适应用于蒸汽、酮类、芳香烃和脂类碳氢化合物。

7.乙丙橡胶
对强酸、强碱、盐和氯化物溶液具有良好的耐蚀性能。

但不适应用于油类、溶剂、芳香烃和碳氢化合物。

推荐工作温度-57℃~176。

8.石墨
该材料不含树脂或无机物的全石墨材料，可分为掺入金属或不掺入金属元素石墨材料。

该材料可粘接以至可制造直径超过600MM管道垫片。

对许多酸、碱、盐和有机合物和传热溶液，甚至高温溶液具有非常优异的耐蚀性能。

它不能熔化，但超过3316℃时将升华。

在高温条件下，在强氧化性介质中使用该材料应慎重。

除用于垫片外，该材料也可制作填料和缠绕垫片中的非金属缠绕带。

9.陶瓷纤维
成型于带材的陶瓷纤维是一种适用于高温和低压工况及轻型法兰条件下的优异垫片材料，推荐工作温度1093℃，可制作缠绕垫片中的非金属缠绕带。

10.聚四氟乙烯
集中了大多数塑料垫片材料的优点，包括耐温从-95℃~232℃。

除游离氟和碱金属外，对化学物品、溶剂、氢氧化物和酸具有优异的耐蚀性能。

PTFE材料能充填玻璃，其目的是降低PTFE的冷流性和蠕变性。

常用法兰垫片种类较多，橡胶类，纤维类，四氟类，石墨类及组合类产品，如缠绕垫等，根据不同工况参照选用不同产品，请参照垫片工具书。

法兰的种类
使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。

法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。

法兰间用衬垫密封。

法兰管件(flanged pipe fittings)指带有法兰(突缘或接盘)的管件。

它可由浇铸而成(图暂缺)，也可由螺纹连接或焊接构成。

法兰联接(flange，joint)由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。

垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。

法兰联接是一种可拆联接。

按所联接的部件可分为容器法兰及管法兰。

按结构型式分，有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。

常见的整体法兰有平焊法兰及对焊法兰。

平焊法兰的刚性较差，适用于压力p≤4MPa的场合；对焊法兰又称高颈法兰，刚性较大，适用于压力温度较高的场合。

法兰密封面的型式有三种：平面型密封面，适用于压力不高、介质无毒的场合；凹凸密封面，适用于压力稍高的场合；榫槽密封面，适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的场合。

垫片是一种能产生塑性变形、并具有一定强度的材料制成的圆环。

大多数垫片是从非金属板裁下来的，或由专业工厂按规定尺寸制作，其材料为石棉橡胶板、石棉板、聚乙烯板等；也有用薄金属板(白铁皮、不锈钢)将石棉等非金属材料包裹起来制成的金属包垫片；还有一种用薄钢带与石棉带一起绕制而成的缠绕式垫片。

普通橡胶垫片适用于温度低于120℃的场合；石棉橡胶垫片适用于对水蒸气温度低于450℃，对油类温度低于350℃，压力低于5MPa的场合，对于一般的腐蚀性介质，最常用的是耐酸石棉板。

在高压设备及管道中，采用铜、铝、10号钢、不锈钢制成的透镜型或其他形状的金属垫片。

高压垫片与密封面的接触宽度非常窄(线接触)，密封面与垫片的加工光洁度较高。

法兰的密封原理极其简单：螺栓的两个密封面相互挤压法兰垫片并形成密封。

但这同时也导致密封的破坏。

为了保持密封，就得维持巨大的螺栓作用力。

为此，螺栓就要做得更大。

而更大的螺栓就要匹配更大的螺母，这就意味着需要直径更大的螺栓为上紧螺母创造条件。

殊不知，螺栓的直径越大，适用的法兰就会变得弯曲，唯一的办法就是增大法兰部分的壁厚。

整个装置将需要极大的尺寸和重量，这在近海环境下便成了一个特殊问题，因为在这种情况下重量始终是人们必须引起关注的主要问题。

而且，从根本上来说，ANSI法兰是一种无效的密封，它需要把50%的螺栓负荷用于挤压垫片，而用于保持压力的负荷只剩50%。

然而，ANSI法兰的主要设计缺点是它不能保证无泄漏。

这就是其设计上的不足：连接是动态的，而且诸如热膨胀和起伏不定的周期载荷都会造成法兰面之间的移动，影响法兰的功能，从而使法兰的完整性受损，最终导致泄漏。

最新开发的新型法兰克服了ANSI法兰的缺点。

紧凑的法兰具有各方面的优点：标准法兰不仅节省了空间、减轻了重量，更重要的是确保接头部位不会发生泄漏。

紧凑法兰尺寸之所以减小，是由于减小了密封件的直径，这将会减小密封面的截面。

其次，法兰垫片已被密封环所代替，以确保密封面对密封面的匹配。

这样一来，为了压紧密封面仅需要很小的压力。

随着所需压力的降低，螺栓的尺寸和所需数量都可相应减小。

最终设计出了一种体积小且重量轻(比传统的ANSI法兰的重量减轻70%～80%)的新产品。

法兰的连接形式
法兰连接是管道施工的重要连接方式。

法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。

有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。

法兰分螺纹连接（丝接）法兰和焊接法兰。

低压小直径有丝接法兰，高压和低压大直径都是使用焊接法兰，不同压力的法兰盘的厚度和连接螺栓直径和数量是不同的。

根据压力的不同等级，法兰垫也有不同材料，从低压石棉垫、高压石棉垫到金属垫都有。

法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。

在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。

在家庭内，管道直径小，而且是低压，看不见法兰连接。

如果在一个锅炉房或者生产现场，到处都是法兰连接的管道和器材。

连接就是把垫片放在固定在两处管口上的一对法兰的中间，然后用螺栓拉紧使其接合起来，成为一种可拆卸的。

这种连接主要用于[1]铸铁管、衬胶管、非铁金属管和法兰阀门等的连接，工艺设备与法兰的连接也都采用法兰连接。

法兰连接的主要特点是拆卸方便、强度高、密封性能好。

安装法兰时要求两个法兰保持平行、法兰的密封面不能碰伤，并且要清理于净。

法兰所用的垫片，要根据设计规定选用。

管道法兰的种类及使用范围
管道法兰的密封面型式有有多种，一般常用有：
1、平面管道法兰Full Face（FF）：连接面是平面的管道法兰。

2、凸面管道法兰凸面Raised Face（RF）：带凸台，连接面是圆平面的管道法兰，凸面管道法兰可以这样配合：凸面管道法兰+垫片+凸面管道法兰。

3、凹面管道法兰凹面Female Face（FM）：带圆柱孔，连接面是小圆环平面的管道法兰。

4、凹凸面管道法兰凹凸面Male and Female Face（MFM）：所谓凹凸面管道法兰实际上是对一对相配合管道法兰，凹面管道法兰+垫片+凸面管道法兰，配合面是小圆平面。

5、环连接面管道法兰环连接面Ring Joint Face（RJ）：带凸台，凸台上有环形凹槽，凹槽里放置O型圈，然后跟另外一个环连接面管道法兰相配合。

6、榫槽面管道法兰Tongued and Grooved Face（TG）：所谓榫槽面管道法兰实际上是对一对相配合的管道法兰，榫面管道法兰+垫片+槽面管道法兰，配合面是小圆环平面。

管道法兰的使用范围：
1、平焊钢管道法兰:适用于公称压力不超过2.5MPa的碳素钢管道连接.平焊管道法兰的密封面可以制成光滑式,凹凸式和榫槽式三种.光滑式平焊管道法兰的应用量最大.多用于介质条件比较缓和的情况下，如低压非净化压缩空气、低压循环水，它的优点是价格比较便宜。

2、对焊钢管道法兰:用于管道法兰与管子的对口焊接,其结构合理,强度与刚度较大,经得起高温高压及反复弯曲和温度波动,密封性可靠.公称压力为0.25～2.5MPa的对焊管道法兰采用凹凸式密封面。

3、承插焊管道法兰：常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中。

4、松套管道法兰：松套管道法兰俗称活套管道法兰,分焊环活套管道法兰,翻边活套管道法兰和对焊活套管道法兰.常用于介质温度和压力都不高而介质腐蚀性较强的情况。

当介质腐蚀性较强时，管道法兰接触介质的部分(翻边短节)为耐腐蚀的高等级材料如不锈钢等材料，
而外部则利用低等级材料如碳钢材料的管道法兰环夹紧它以实现密封。

5、整体管道法兰：常常是将管道法兰与设备、管子、管件、阀门等做成一体，这种型式在设备和阀门上常用。

6、对焊钢管道法兰：用于管道法兰与管子的对口焊接，其结构合理，强度与刚度较大，经得起高温高压及反复弯曲和温度波动，密封性可靠，公称压力为0.25～2.5MPa的对焊管道法兰采用凹凸式密封面。

7、承插焊管道法兰：常用于PN≤10.0MPa，DN≤40的管道中。