垫片 垫片是借助于螺栓的预紧载荷通过法兰进行压紧,使其发生弹塑性变形,填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙,增加介质的流动阻力,从而达到阻止或较少介质泄漏的目的。垫片性能的好坏以及选用的合适与否对密封副的密封效果影响很大。 1.非金属垫片 (1)石棉橡胶垫片 ①特点:通过向石棉中加入不同的添加剂压制而成。在美国,很多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用,但在世界范围内,石棉仍以其弹性好、强度高、耐油性好、耐高温、易获得等优点而得到广泛应用。 ②适用范围:T≤260℃,PN≤2.0MPa(SH3401);T≤400℃,PN≤4.0MPa(GB/T539);用于水、空气、氮气、酸、碱、油品等介质工况。 (2)聚四氟乙烯包覆垫片 常用范围:T=-180~200℃,PN≤4.0MPa;常用于低温或者要求干净的场合。 2.半金属垫片 半金属垫片有缠绕式垫片、金属包覆垫片和柔性石墨垫片。 (1)缠绕式垫片 ①特点:缠绕式垫片是半金属垫片中最理想、也是应用最普遍的垫片。其压缩回弹性好、强度高。有利于适应压力和温度的变化,能在高温、低温、冲击、振动及交变载荷下保持良好的密封性能。 ②材料:缠绕带:20、1Cr13、0Cr19Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2等材料。非金属缠绕带:特制石棉、柔性石墨带和聚四氟乙烯带。 ③缠绕式垫片的形式及代号 形式 | 适用密封面形式 | 垫片形式代号 | SH3407-96 | HG20610-97 | JB/T90-94 | GB4622.1-93 | 基本型 | 榫槽面 | A | A | A | A | 带内环 | 凹凸面 | C | B | B | C | 带外环 | 凸台面 | B | C | C | B | 内外环 | 凸台面(PN≥5.0MPa、T≥350℃) | D | D | D | D |
④常用缠绕式垫片的使用条件 垫片材料 | 法兰公称直径/MPa | 温度范围/℃ | 奥氏体不锈钢/特制石棉 | ≤25.0 | -50~500 | 奥氏体不锈钢/柔性石棉 | ≤25.0 | -196~600 | 奥氏体不锈钢/聚四氟乙烯 | ≤10.0 | -196~200 |
(2)铁包式垫片:密封性能不如缠绕式垫片,故压力管道中用的不多,它常用于换热器封头等大直径的法兰连接密封。 (3)柔性石墨复合垫片:由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石墨粒子复合而成。适用于突面、凹凸面和榫槽面法兰。3.金属垫片 金属垫片常用在高压力等级法兰上,以承受较高的密封比压。常用的金属垫片有平垫、八角形垫和椭圆形垫三种。 金属平垫片常与凸台面、凹凸面、榫槽面法兰一起使用。 八角形金属垫片和椭圆形金属垫片常与环槽面法兰一起使用。与椭圆形金属垫片相比,八角形金属垫片容易加工,故其应用较多。 一般情况下,金属垫片的材料应配合法兰材料选用,且要求垫片硬度比法兰密封面硬度低(不少于30HB)。常用的金属垫片材料及其硬度和最高使用温度见下表。材料名称 | 最高硬度 | 材料标准 | 最高使用温度/℃ | 布氏/HB | 洛氏/HRC | ASTM材料 | 软铁 | 90 | 52 | 软铁 | 530 | 5Cr-0.5Mo | 130 | 74 | ASTM A182 F5a AISI502 | 700 | 13Cr | 170 | 84 | ASTM A182 F6 AISI410 | -196~700 | 18Cr-8Ni | 160 | 84 | ASTM A182 F304 AISI304 | -196~750 | 18Cr-8Ni超低碳 | 150 | 81 | AISI304L | -196~800 | 18Cr-12Ni-Mo | 160 | 84 | ASTM A182 F316 AISI316 | -196~800 | 18Cr-12Ni-Mo超低碳 | 150 | 81 | AISI 316L | -196~800 | GB材料 | 软铁 | 90 | | | 450 | 08、10 | 120 | | GB699 | 450 | 0Cr13 | 140 | | JB4728 | 540 | 0Cr18Ni9 | 160 | | JB4728 | -196~700 | 00Cr19Ni10、00Cr17Ni14Mo2 | 150 | | JB4728 | -196~450 | 铜 | | | | -70~316 | 铝 | | | | -70~428 |
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