墊片：

密封墊片是夾持在一對法蘭密封面之間的單個密封零件。安裝時,，通過擰緊螺栓對法蘭施加一外力,，該外力傳遞給墊片，使墊片發(fā)生壓縮變形,。從能量的概念出發(fā),，外力作用墊片所做的功，若不考慮任何能量損失,，將全部轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃文�,，貯存于墊片內(nèi),。工作時，密封流體壓力迫使法蘭密封面分離,，壓縮墊片的載荷被部分卸除,，貯存于墊片中的變形能以做功的方式來恢復(fù)變形，即墊片釋放其能量,。若貯存的變形能尚有剩余,，墊片與法蘭密封面仍保持接觸，法蘭不會發(fā)生泄漏,。所以,，墊片也被描述為“密封在兩個表面之間，并貯存有能量的一個裝置”,。

一,、螺栓法蘭連接系統(tǒng)

如技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上可行，能夠制造出十分光滑和精細(xì)的兩被連接件的接合面,，并用螺栓連接起來,，使兩接合面始終保持接觸，則接合面之間就不需要放置墊片,，此種螺栓連接稱為無墊螺栓接頭non-gasketed bolt joints,，常用于汽車、飛機(jī),、鋼結(jié)構(gòu),、重型設(shè)備等領(lǐng)域。但是由于設(shè)備結(jié)構(gòu)和尺寸的---,，加工和安裝很難得到理想的光滑接合面,；其次，接合面也會---間產(chǎn)生腐蝕或磨蝕變得不光滑,。因此,，需要在這些接合面中間安裝墊片作為過渡元件，以此與結(jié)合面形成緊密的接觸,，提供連接必需的密封,，并與無墊螺栓接頭相比，可以在較低螺栓載荷下經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)密封,，該種螺栓連接稱為墊片螺栓接頭gasketed bolt joints,，是壓力管道，防腐密封墊圈多少錢,，壓力容器和承壓設(shè)備應(yīng)用廣泛,，使用頻繁的可拆式連接。由于被連接件通常采用一對法蘭,，法蘭一端與殼體或管道相連,，并用一組螺栓將兩法蘭緊固在一起,。通常把此類螺栓連接稱為螺栓法蘭連接bolted flanged connection，bfc或螺栓法蘭接頭bolted flanged joint,，bfj,，如圖3.18所示。

四氟包覆石棉墊片

由此可見,，bfc是一個由法蘭,、螺栓和墊片等元件組成的組合件。兩個法蘭可以是同樣型式和材料的法蘭,，也可以是不同型式和或材料的法蘭,，或者其中一個是用螺栓連接的平蓋。而墊片總是比法蘭密封軟的材料制成,。

二,、兩種螺栓法蘭連接型式

根據(jù)密封原理，將螺栓法蘭連接分為浮動型floating type,，fl或金屬與金屬非接觸型nonmetal-to-metal contact螺栓法蘭連接和金屬與金屬接觸型metal to metal contact,，mmc螺栓法蘭連接兩大類。如圖3.19a所示,，浮動型的螺栓法蘭連接指墊片夾持在一對法蘭的兩個接合面之間,，自從預(yù)緊螺栓的安裝開始，知道法蘭連接的整個服役期內(nèi),，法蘭接合面不發(fā)生任何接觸,，因此螺栓預(yù)緊載荷完全作用在墊片上，而進(jìn)入運(yùn)行后,，墊片初始載荷將隨外部載荷作用增加或減少,，且墊片上的載荷分布也是不均勻的。而金屬與金屬接觸型下稱“mmc”的螺栓法蘭連接可使用與浮動型螺栓法蘭連接同樣的法蘭,，只是將某些型式的壓縮---裝置放在螺栓中心圓內(nèi)的法蘭接合面上,，次壓縮---裝置也可以是墊片一部分貨獨立的一個部件，起限位器的作用,，如圖3.19b所以,。因此，當(dāng)螺栓預(yù)緊后,，法蘭的兩接合面金屬或法蘭接合面金屬與壓縮---器金屬之間發(fā)生機(jī)械接觸,。相比浮動型，mmc型螺栓法蘭連接的主要特點是螺栓必須被施加到足夠高的載荷,，除了達(dá)到金屬接除外，且---在其后任何外部載荷作用下,，在整個法蘭連接的全生命周期內(nèi)始終保持金屬接觸而不脫離,，防腐密封墊圈,，這樣墊片上載荷也總是保持固定，并周向均勻分布,。壓縮---裝置起了承攬外部載荷的作用,，提供了法蘭接頭j的密封性能。因此,，浮動型和mmc型法蘭螺栓連接的主要區(qū)別在于墊片環(huán)境的任何改變不會導(dǎo)致干擾墊片載荷大小和分布的風(fēng)險,，因這些干擾，包括自重,、流體壓力,、外彎矩和溫度變化等載荷及其波動都被轉(zhuǎn)移到螺栓和機(jī)械接觸部件上去。其次,，mmc法蘭螺栓連接也減少了螺栓因承受循環(huán)載荷,，發(fā)生疲勞或松脫的危險。此外,，它還提高了法蘭的剛性,，減少了法蘭的轉(zhuǎn)角。

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01

工業(yè)橡膠板

天然橡膠適用于水,、海水,、空氣、惰性氣體,、堿類,、鹽類水溶液等介質(zhì)，但不耐礦物油和非極性r劑,，長期使用溫度不超過90℃,，低溫---異，可在-60℃以上使用,。

丁q橡膠適用于石油類產(chǎn)品,，如石油、潤滑油,、燃料油等,，長期使用溫度為120℃，如在熱油中可耐150℃,，低溫為-10~-20℃,。

氯丁橡膠適用于海水、弱酸,、弱堿,、鹽溶液，耐氧和臭氧老化---異，耐油性次于丁q橡膠而優(yōu)于其他通用橡膠,，長期使用溫度低于90℃,，g使用溫度不超過130℃，低溫為-30~-50℃,。

氟橡膠有多個品種,，它們分別具有---的耐酸、耐氧化性能以及耐油,、耐r劑性能,。可以在幾乎所有的酸類介質(zhì)以及一些油和r劑中使用,，長期使用溫度低于200℃,。

橡膠板材作為法蘭墊片，多用于管道或經(jīng)常拆卸的人孔,、手孔,，壓力不超過1.568mpa。因在各類墊片中,，橡膠墊片軟,，貼合性能好，在較小的預(yù)緊力下就能發(fā)揮密封效果,。正因如此,，在承受內(nèi)壓時，因墊片偏厚或硬度偏低而容易被擠出,。

橡膠板材在---,、酮、醚等有機(jī)r劑中使用,，易出現(xiàn)溶脹,、增重、變軟,、發(fā)粘現(xiàn)象,，導(dǎo)致密封失效。一般溶脹度超過30%就不能使用,。

在低壓(尤其是0.6mpa以下),、真空情況下，采用橡膠墊較為適宜,。橡膠材料致密性好,，透氣率低。例如氟橡膠,，適宜作真空容器的密封墊片,，真空度g可達(dá)1.3×10-7pa,。橡膠墊在10-1~10-7pa真空度范圍使用時，需經(jīng)烘焙和抽氣處理,。

02

石棉橡膠板

價格較其它墊片低,，使用方便;d問題是:墊片材料雖然加入了橡膠和一些填充劑,，仍無法將那些的微小孔隙完全填滿,，存在微量滲透。故在污染性極強(qiáng)的介質(zhì)中,，即使壓力,、溫度不高也不能使用。當(dāng)用于一些高溫油類介質(zhì)時,，通常在使用后期,，由于橡膠和填充劑碳化，強(qiáng)度降低,，材---疏松,，便在界面和墊片內(nèi)部產(chǎn)生滲透，出現(xiàn)結(jié)焦和發(fā)煙現(xiàn)象,。另外,，石棉橡膠板在高溫下易粘結(jié)在法蘭密封面上，給更換墊片帶來了許多麻煩,。

在受熱狀態(tài)下,，墊片在各種介質(zhì)中的使用壓力取決于墊片材料的強(qiáng)度保持率。石棉纖維材料中存在著結(jié)晶水和吸附水,。110℃時,，纖維之間的吸附水已有2/3析出，纖維的抗拉強(qiáng)度約降低10%;368℃時,，吸附水全部析出,，纖維的抗拉強(qiáng)度約降低20%;超過500℃，結(jié)晶水開始析出,，強(qiáng)度則---,。

介質(zhì)對石棉橡膠板的強(qiáng)度影響也很大。例如,，在航空潤滑油和航空燃油中,，400號耐油石棉橡膠板橫向抗拉強(qiáng)度相差80%，這是由于航空燃油對板材中橡膠的溶脹比航空潤滑油---之故,�,？紤]到上述因素，國產(chǎn)石棉橡膠板xb450的安全使用范圍:溫度250℃~300℃,，壓力3~3.5mpa;400號耐油石棉橡膠板使用溫度不宜超過350℃,。

石棉橡膠板含有氯離子和---物，吸水后容易與金屬法蘭形成腐蝕原電池，尤其是耐油石棉橡膠板中---含量高出普通石棉橡膠板好幾倍,，故在非油性介質(zhì)中不宜使用,。墊片在油品和溶劑類介質(zhì)中會發(fā)生溶脹現(xiàn)象，但在一定范圍內(nèi),，對密封性能基本沒有什么影響,。例如，400號耐油石棉橡膠板在常溫航空燃油中作24小時浸泡試驗,，要求因吸油重量增加不得超過15%,。

國產(chǎn)石棉橡膠板與國外m牌產(chǎn)品相比尚有一定差距。某單位的統(tǒng)計數(shù)字表明,，在超過350℃的油介質(zhì)中,，凡使用石棉橡膠板不漏的大多為進(jìn)口產(chǎn)品。日本石油工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)jpi-7s-71《石油工業(yè)用石棉橡膠板使用標(biāo)準(zhǔn)》,，使用期限約為一年,。

03

聚四---

聚四---在受壓及高溫下易冷流及蠕變，故一般用于低壓,、中溫,、強(qiáng)腐蝕以及不允許污染的介質(zhì)，如強(qiáng)酸,、強(qiáng)堿,、鹵素、---等,。安全使用溫度在150℃,，壓力 1mpa以下。填充聚四---雖然強(qiáng)度高些,，但使用溫度也不超過200℃,，且耐腐蝕能力下降。聚四---包墊g使用壓力一般不超過2mpa,。

由于溫度升高,，材料發(fā)生蠕變，致使密封壓力明顯下降,。即使不升溫,，隨著時間的延長，密封面的壓緊應(yīng)力也會下降,，產(chǎn)生“應(yīng)力松弛現(xiàn)象,。該現(xiàn)象在各種墊片中都會產(chǎn)生，只是聚四---墊的應(yīng)力松弛現(xiàn)象較為---,，-注意,。

聚四---的摩擦系數(shù)較小(壓緊應(yīng)力大于4mpa,，摩擦系數(shù)為0.035~0.04)，預(yù)緊時墊片易向外滑移,，所以h采用凹凸式法蘭面,。當(dāng)采用平面法蘭時，可將墊片外徑接觸螺栓,，利用螺栓阻止墊片外滑,。

由于搪玻璃設(shè)備是在金屬表面噴涂了一層瓷釉后燒結(jié)而成的，釉層很脆,，加之噴涂不均勻和釉層流動,，法蘭表面平面度較差,。采用金屬復(fù)合型墊片易損壞釉層,，所以使用芯材由石棉板加橡膠的聚四---包墊。這種包墊既容易與法蘭面貼合又耐腐蝕,，使用效果---,。

有許多廠在溫度、壓力不高的強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中,，防腐密封墊圈找,，采用石棉橡膠板外纏聚四---生料帶，用于經(jīng)常拆卸的人孔,、管道上,。由于制作、使用方便,，---,。

04  

石棉樹脂板和浸漬石棉板墊片

多用于各種酸性介質(zhì)的管道、泵,、閥,、進(jìn)出口法蘭，其使用溫度在80℃,、壓力在0.6mpa以下,。

石棉編制墊片適用于壓力0.1mpa以下，溫度不超過800℃的低壓,、高溫工況,。并可根據(jù)設(shè)備的具體要求，編織成不通寬度,、厚度,、直徑的墊片�,；�?qū)⑹�棉帶剪下后直接敷在法蘭表面,。它用于大型---,、x酸氧化爐以及一些未經(jīng)加工的設(shè)備接口處，效果遠(yuǎn)---過原來的石棉繩,。

05

金屬包石棉墊

由金屬薄板包覆石棉板或石棉橡膠板,，使其不與介質(zhì)直接接觸，避免了石棉纖維強(qiáng)度下降,，了滲漏現(xiàn)象,，從而擴(kuò)大了石棉橡膠板的使用范圍。

一般金屬包石棉墊使用溫度為450℃(個別也有達(dá)600~700℃,，如在常壓~0.16mpa的煙道氣中),，使用壓力為4mpa，g可達(dá)6mpa,。如壓力再,，墊片易產(chǎn)生橫流現(xiàn)象，芯材從搭接處擠出,。

由于金屬包石棉墊需要較大的螺栓擰緊力,，即使當(dāng)使用壓力低于2.45mpa，也不能采用pg25公斤級以下的法蘭,。否則,，法蘭、螺栓的剛度就顯得不夠,，產(chǎn)生變形而導(dǎo)致密封失效,。有人認(rèn)為，若將芯材改為彈性較好的合成橡膠,，其緊固力就會下降,。其實不然，因為芯材改軟后,，緊固力被芯材吸收,，不能提供金屬板在法蘭面上貼合所需的緊固力，包墊反容易被,。另外,，在含氯離子較多的介質(zhì)以及酸性介質(zhì)中，不銹鋼包墊及鐵皮包墊的搭接處易產(chǎn)生縫隙腐蝕,。

溫度高于450℃,，芯材可使用陶瓷纖維或碳纖維。某鋼鐵廠采用金屬包陶瓷纖維墊片用于1100℃的高溫,，使用二年尚未損壞,。柔性石墨作芯材是h適的。目前,，國內(nèi)已批量生產(chǎn)金屬包柔性石墨墊,。其使用效果優(yōu)于金屬包石棉墊,。

金屬包墊能制成各種形狀，大量用于各種熱交換器,、反應(yīng)器的大蓋,、裝卸孔、人孔法蘭等,。國內(nèi)曾制作過直徑為2m的鐵包墊,，使用情況---。

在金屬包墊的表面貼覆一層柔性石墨薄板,，這種墊片與表面未包覆的同類金屬包墊相比,，預(yù)緊比壓較小，密封性能---,。圖2-9為兩者壓緊應(yīng)力與泄漏量的關(guān)系曲線,。

目前國內(nèi)尚無此產(chǎn)品，故有的單位將現(xiàn)有的柔性石墨帶貼在金屬包墊以及金屬平墊,、齒形墊甚至石棉橡膠墊表面,，解決了許多泄漏難題。例如某廠的熱交換器,，壓力為5.88mpa、溫度450℃,，豐縣防腐密封墊圈,，介質(zhì)為氫/油氣。曾用過金屬平墊,、齒形墊,，均有泄漏。后在平墊上貼了柔性石墨帶,，解決了這一問題,。應(yīng)該-，這種墊片形式是一種解決法蘭墊片泄漏的簡便措施,，貼覆柔性石墨帶的工作性直接影響設(shè)備能否正常運(yùn)轉(zhuǎn),。若在帶材背面涂刷一層膠水，可提高貼覆,。

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