现代密封技术应用——使用、维修方法与案例（四）发表时间：2022-04-20 09:53 现代密封技术应用 ——使用、维修方法与案例（四） 第二章 垫片密封的使用维修 ...... 2.1 垫片密封概述 ...... 1. 垫片密封的原理 ...... 2. 垫片密封的结构 典型的垫片密封结构，一般由连接件、垫片和紧固件组成。垫片工作正常或失效与否，除了取决于设计选用的垫片本身性能外，还取决于密封系统的刚度和变形、结合面的表面粗糙度和平行度、紧固载荷的大小和均匀度等。 中低压设备和管道的垫片密封是法兰连接密封，其连接件和紧固件主要是法兰和连接螺栓、螺母等。法兰密封面的形式、大小与垫片的形式、是要那个场合及工作条件有关。常用的法兰密封面形式有全平面、突面、凹凸面、榫槽面和环连接面等几种。其中以突面、凹凸面、榫槽面最为常用。
对全平面的法兰，垫片覆盖整个法兰密封面，由于垫片与法兰的接触面积较大，给定的螺栓载荷下垫片上的压缩应力较低，因此全平面拉饭适用于柔软材料垫片或铸钢、搪瓷、塑料等低压法兰的场合。 对于突面法兰，尽管为了定位需要垫片的外径通常延伸到与螺栓接触，但起密封作用的仅是螺栓圆以内法兰凸面与垫片接触的部分，因此相对同样螺栓载荷下的全平面法兰，它能产生较高的垫片应力，适用于较硬垫片材料和较高压力的场合。突面结构简单，加工方便，装拆容易，且便于进行防腐衬里。压紧面可做成平滑的，也可以在夹紧面上开2～4条宽×深为0.8mm×0.4mm，截面为三角形的周向沟槽。这种带沟槽的突面能较为有效的防止非金属垫片被挤出压紧面，因而使用范围更广。一般完全平滑的突面适用于公称压力PN≤2.5MPa的场合，带沟槽后容器法兰可用至6.4MPa，管法兰甚至可用至25～42MPa，但随公称压力的提高，使用的公称直径相应减小。各种非金属垫片、包覆垫、金属包垫、缠绕式垫片等均可用于该密封面。 凹凸形密封面法兰是由一凹和一凸两法兰相配而成，垫片放于凹面内。其优点是安装时易于对中，能有效的防止垫片被挤出，保证使用中垫片免于被吹出。其密封性能好于突面密封面，可适用于PN≤6.4MPa的容器法兰和管法兰。但对于操作温度高，密封口直径大的设备，使用该种密封面时，垫片扔有被挤出的可能，此时可采用榫槽面法兰或带有两道止口的凹凸面法兰加以解决。各种非金属垫片、包覆垫、金属包垫、缠绕式垫片、金属波形垫、金属平垫、金属齿形垫等适用于该密封面。 榫槽性密封面法兰比凹凸形密封面法兰的密封面更窄，它是由一榫面和一槽面想配合而成，垫片置于槽内。由于垫片较窄，压紧面积小，且因受到槽面的阻挡，垫片不会挤出压紧面，受介质冲刷和腐蚀的倾向少，安装时也易于对中，垫片受力均匀，密封可靠。可用于高压、易燃、易爆和有毒介质等对密封要求严格的场合，当公称压力为20MPa时，可用于公称直径为800mm的场合。当压力更低时，则可用于直径范围更大的场合，但该种密封面的加工和更换垫片比较困难。金属或非金属平垫、金属包垫、缠绕式垫片都适用于该种密封结构。 环连接面法兰是与椭圆形或八角形的金属垫片配合使用的。它是靠梯形槽的内外锥面和金属垫片形成线接触而达到密封的，具有一定的自紧作用，密封可靠，适用于压力和温度存在波动、介质渗透性大的场合，允许使用的最大公称压力为70MPa。梯形槽材料的硬度值比垫圈材料硬度高30～40HBW。 除了上述的密封面形式外，还有配用O形环、透镜垫等特殊形式的密封面。它在单面法兰上开一环形凹槽，内装垫片，用螺栓预紧后，两法兰直接接触。这种结构的主要特点是将垫片压缩到预紧厚度后，继续追加螺栓载荷直至两法兰面直接接触。所以当存在介质压力和温度波动时，垫片上的密封载荷不发生变化，以保证接头保持在最佳的泄漏控制点，同时螺栓也不承受循环载荷，减少了发生疲劳或松脱的危险。显然，它还减少了法兰的转角。 对于任何一种法兰密封面，其表面粗糙度是影响密封性能的重要因素之一。在各种法兰标准中虽然对其密封面的粗糙度有要求，但因垫片种类繁多，对表面粗糙度的要求不同，无法做出统一规定。因此应根据所用垫片的不同，提出不同的要求，具体可查相关标准。 法兰密封面在机械加工后，表面的切削纹路对密封也有一定的影响，通常有同心圆和螺旋形线两种，前者对密封是有利的，但不容易做到。绝不允许有横跨内外的径向划痕，以免形成直接泄漏的通道。 （未完，待续） 以上为上海知为材料有限公司内部资料，手机版m.chem1024.com显示不全，详情见www.chem1024.com,，愿与各位技术工程师学习交流，共同进步！ |
