法蘭密封墊片選型參考

1、法蘭密封墊片選型參考一、墊片密封機理泄漏即介質從有限空間內部流到外部，或從外部進入有限空間內部的人們不希望發(fā)生的現(xiàn)象。介質流動通過內外空間的交界面即密封面發(fā)生泄漏。造成泄漏的根本原因是由于接觸面上存在間隙，而接觸面兩側的壓力差、濃度差則是泄漏的推動力。由于密封面的形式及加工精度等因素的影響，密封面上存在間隙在所難免，這就造成密封面不完全吻合，從而發(fā)生泄漏。要減少泄漏，就必須使接觸面最大程度地嵌合，即減小泄漏通道的截面積、增加泄漏阻力，并使之大于泄漏推動力。對密封面施加壓緊載荷，以產(chǎn)生壓緊拉力，可提高密封面的接觸程度，當應力增大到足以引起表面產(chǎn)生明顯的塑性變形時，就可填補密封面的間隙，堵塞泄漏通

2、道。使用墊片的目的就是利用墊片材料在壓緊載荷的作用下較容易產(chǎn)生塑性變形的特性，使之填平法蘭密封面的微小凹凸不平，從而實現(xiàn)密封。二、墊片密封的泄漏形式1、界面泄漏2、滲透泄漏“界面泄漏”與“滲透泄漏”三、影響墊片密封連接，導致泄漏的主要因素1、氣體的泄漏率大于液體的泄漏率，黏度小，泄漏率大。2、工況的影響：介質的壓力、溫度等 介質兩側的壓力差越大，介質就越易克服泄漏通道的阻力，泄漏就越容易； 墊片的彈、塑性變形量均隨溫度升高而增大，而回彈性能隨溫度升高而下降，蠕變量則隨溫度的升高而增大。且隨著溫度的升高，墊片的老化、失重、蠕變、松弛現(xiàn)象就會越來越嚴重。此外，隨著溫度的升高，液體的黏度降低，而氣體

3、的黏度增加。溫度越高，泄漏越容易發(fā)生。3、法蘭表面粗糙度的影響通常表面粗糙度越小，泄漏量越小。這主要是由于粗糙度小的密封表面，其凹凸不平易被填平，從而使得界面泄漏大為減少。4、墊片壓緊應力的影響墊片上的壓緊力越大，其變形量就越大。墊片的變性一方面有效地填補了法蘭表面的不平度，使得界面泄漏大為減少；另一方面使得墊片本身內部毛細孔被壓縮，泄漏通道的截面減小，泄漏阻力增加，從而泄漏率大大減小。但如果墊片的壓緊應力過大，則易將墊片壓潰，從而失去回彈能力，無法補償由于溫度、壓力引起的法蘭面的分離，導致泄漏率急劇增大。因此要維持良好的密封，必須使墊片的壓緊應力保持在一定的范圍內。5、墊片幾何尺寸的影響 墊

4、片厚度的影響在同樣的壓緊載荷、同樣的介質壓力作用下，泄漏率隨墊片厚度的增加而減小。這是由于在同樣的軸向載荷作用下，厚墊片具有較大的壓縮回彈量，在初始密封條件已經(jīng)達到的情況下，彈性儲備較大的厚墊片比薄墊片更能補償由于介質壓力引起的密封面間的相對分離，并使墊片表面保留較大的殘余壓緊應力，從而使泄漏率減少。 墊片寬度的影響在一定的范圍內，隨著墊片寬度的增加，泄漏率呈線性遞減。這是因為，在墊片有效寬度內介質泄漏阻力與泄漏通道的長度（正比于墊片寬度）成正比。但不能說墊片越寬越好，因為墊片越寬，墊片的表面積就越大，這樣要在墊片上產(chǎn)生同樣的壓緊應力，寬墊片的螺栓力就要比窄墊片大得多。墊片的性能和參數(shù)一、墊片

5、的常溫性能1、墊片的壓縮性指壓縮后墊片厚度的變化量，它表征墊片剛性的大小。墊片的回彈性指壓縮載荷卸除后墊片厚度的回復量。無論哪種結構形式的墊片都有一定的塑性，即在壓縮過程中，當墊片的載荷超過一定限度，墊片除產(chǎn)生彈性變形外，還會產(chǎn)生部分塑性變形或永久變形。即使是彈性最好的橡膠墊片也會產(chǎn)生大于5%10%的塑性變形。螺栓法蘭墊片連接的密封，本質上是通過墊片變形，減小法蘭與墊片之間及墊片本體的毛細孔截面積，增加流體泄漏阻力來實現(xiàn)密封的。2、應力松弛性能 應力松弛對螺栓法蘭墊片密封連接施加螺栓載荷時，作用在墊片上的壓緊應力會使墊片變薄，經(jīng)運轉一段時間后，墊片厚度將繼續(xù)減小，墊片上的應力也會逐漸減小，這種

6、應力減小的現(xiàn)象稱為應力松弛。 蠕變松弛對螺栓法蘭墊片連接這樣的預應力靜不定系統(tǒng)，墊片應力是由螺栓伸長轉換成墊片應力的，因而墊片蠕變不發(fā)生在恒應力下，墊片厚度的任何改變都會引起螺栓伸長的變化，同時也改變了墊片應力，這種墊片與螺栓的相互作用被稱為墊片的蠕變松弛。3、密封性能墊片密封性能是指在某一特定的操作條件下，墊片密封所能達到的泄漏率低于某一規(guī)定的指標泄漏率。而泄漏率指在標準實驗條件下，介質流體每秒鐘通過墊片的泄漏量。泄漏率和介質壓力基本呈線性關系（即介質壓力越高，泄漏率越大）；泄漏率和殘余預緊應力成負指數(shù)關系（即殘余預緊應力越大，泄漏率越?。?。二、墊片的高溫性能高溫工況下，密封元件材料的物理性

7、能和力學性能都將發(fā)生變化，如高溫會降低墊片的回彈能力；高溫下墊片發(fā)生蠕變松弛導致墊片應力下降；高溫下墊片材質發(fā)生老化。因而，與常溫密封相比，高溫密封要困難得多。1、高溫壓縮及回彈性能高溫下材料的屈服限降低、塑性變形量增大、蠕變加劇，回彈性能下降。實際工況下，如果墊片回彈量小到不足以補償介質壓力、溫度和法蘭附加載荷引起的密封面的分離時，可能導致泄漏率的增大，甚至不能保證連接系統(tǒng)的緊密性要求。2、高溫密封性能試驗表明，泄漏率和介質壓力基本成線性關系，具有黏性流體層流的一般特性；泄漏率和墊片壓緊應力成負指數(shù)關系，殘余壓緊應力越大，泄漏率越小；泄漏率隨溫度的升高而增大，兩者成指數(shù)關系。l 墊片密封面結

8、構形式一、墊片密封面結構形式代號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. 基本型墊片適用于榫槽面法蘭B. 內環(huán)型墊片適用于凹凸面法蘭C. 定位環(huán)型墊片適用于平面和突面法蘭二、金屬纏繞式墊片1、定義金屬纏繞式墊片是由金屬帶和非金屬帶螺旋復合繞制而成的一種半金屬平墊片。2、性能： 壓縮、回彈性能好，具有多道密封和一定的自緊功能； 對于法蘭壓緊面的表面缺陷不太敏感，不粘結法蘭密封表面，容易對中，因而拆裝便捷； 可部分消除壓力、溫度變化和機械振動的影響； 能在高溫、低溫、高真空、沖擊振動等循環(huán)交變的各種苛刻條件下，保持其優(yōu)良的密封性能。3、使用注意事項： 纏繞式墊片的密封元件（即

9、墊片本體或基本型墊片）寬度應比非金屬軟墊片的寬度小。在制作用于凹凸面、平面和突面法蘭的纏繞墊片時，不能隨便用非金屬軟墊片的寬度尺寸來代替纏繞式墊片密封元件的寬度尺寸。因為纏繞式墊片是半金屬墊片，標準規(guī)格墊片的壓緊應力在70MPa左右時才達到合理的壓縮變形，從而產(chǎn)生良好的密封效果；如果隨意加大墊片本體密封面寬度，勢必造成壓緊力降低，墊片肯定不能達到標準的壓縮變形量，因而不能產(chǎn)生良好的密封；如果超范圍地加大壓緊力，又必然會產(chǎn)生法蘭和螺栓的大量變形，結果會導致泄漏。 基本型墊片最好不要用于凹凸面法蘭上。這是因為基本型墊片在法蘭軸向壓緊力作用下，墊片內圈焊點容易開焊，這樣不但會引起泄漏，而且墊片軟填料

10、散落會污染物料和堵塞管道。 在高溫、深冷或冷熱頻繁交變、振動較大、強腐蝕介質等惡劣工況條件下，用于平面和突面法蘭的墊片最好加裝合理材料的內環(huán)。 決不能用低材質墊片取代高材質墊片。4、使用方法： 擰緊螺栓時，要使墊片均勻受力，對稱把緊。 選擇合理的墊片壓縮量，一般為0.61.2mm為宜。過大壓縮量，會降低墊片的回彈率，因而失去墊片像彈簧似的容易吸收振動的特性。l 選用墊片的基本原則一、選用或訂購墊片時應了解的數(shù)據(jù)1、相配法蘭的密封面型式和尺寸。2、法蘭及墊片公稱通徑。3、法蘭及墊片公稱壓力。4、流體介質的溫度。5、流體介質的性質。二、選用墊片時還應考慮以下因素1、有良好的壓縮及回彈性能，能適應溫度和壓力的波動。2、有良好的可塑性，能與法蘭密封面很好的貼合。3、對有應力腐蝕開裂傾向的某些金屬（如奧氏體不銹耐酸鋼）法蘭，應保證墊片材料不含會引起各種腐蝕的超量雜質，如控制墊片氯離子含量以防對法蘭腐蝕。4、不污染介質（指密封介質是飲用水、血漿、藥品、食品、啤酒等）。5、對密封高度毒性的化學品，要求墊片應具有更大的安全性；對于輸送易燃液體的管道系統(tǒng)，要求墊片用于法蘭上的最高使用壓力和最高使用溫度在限制范圍內。6、低溫時