高新材料在密封行业中的应用总结

垫片是工业装置中压力容器、工业设备、动力及其连接管道等可拆连接处最主要的静密封制品。它的选择需要根据工作系统的温度、压力以及被密封介质种类、化学性能（如腐蚀性、毒性、易燃易爆性、污染性等）、物理性能（密度、粘度等）和密封面的形状等考虑。

垫片的材料一般要求是不污染工作介质，具有良好的变形能力和回弹性；耐用温度应优于工作温度；要有一定的机械强度和适当的柔软性；在工作温度下不易变质硬化或软化。同时，应考虑介质的放射性、热应力以及外力等对法兰变形的附加影响；检修更换垫片是否容易；垫片现场加工是否可能；经济性以及材料来源等。

选择垫片材料时应当考虑如下因素：

• 考虑易挥发有机物的逸出要求。从健康和环境保护的角度出发，严格控制易挥发有机物的逸出，减少来自法兰接头的泄漏是优先考虑的因素。

• 密封介质。垫片应在全程工作条件下不受密封介质的影响，包括抗高温氧化性、抗化学腐蚀性、抗溶剂性、抗渗透性等，垫片材料对介质的化学耐蚀性是选择垫片的首要考虑因素。

• 温度范围。所选用垫片应在最高和最低的工作温度下有合理的使用寿命。为了在工作条件下保持密封，垫片材料应能耐受蠕变，以降低垫片的应力松弛。

• 工作压力。垫片必须能承受最大的工作压力。对于非金属材料的垫片，在选择其最大工作压力的同时，要考虑垫片所能承受的最高工作温度。

• 法兰密封面表面粗糙度。法兰密封面表面粗糙度是影响密封性能的重要因素之一，但不同形式的垫片和应用场合对表面粗糙度有不同的要求，应具体情况具体分析。

• 其他考虑。还有很多影响选择垫片材料和结构形式的因素，如下：①循环载荷；②振动；③污染介质；④磨损；⑤法兰腐蚀；⑥安全性；⑦经济性。

   综上，为满足不同的条件，垫片的材料有多种选择：

   非金属垫片：橡胶（天然橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶、氟橡胶、全氟醚橡胶）、聚四氟乙烯（硬质聚四氟乙烯、软质聚四氟乙烯、膨化聚四氟乙烯、改性四氟）、无石棉类（芳纶浆粕纤维、橡胶及填充物混合）、石墨、非金属包覆垫片（多为外包一层聚四氟乙烯合成树脂等非金属垫片）、特种合成树脂垫片（聚酰亚胺、聚醚醚酮）

   半金属垫片：缠绕式垫片（金属、石墨、四氟等混合）、金属包覆垫片（多为金属、石墨混合）。

   金属垫片：用钢、铝、铜、镍或蒙乃尔合金等金属制成的垫片。

   现在着重介绍几种用于石油化工、航天航空中专业严苛的工况条件下使用的密封垫片，并附上特定型号：

一、非金属垫片：

1、膨体四氟带状密封垫片（俗称：膨体四氟带） 型号：ZW260PD

ZW260PD是一种良好的密封材料。它是由纯聚四氟乙烯分散树脂，通过压条，高温高压工艺拉伸而成，它具有低摩擦系数，耐化学腐蚀、密封性良好，不水解、不变硬等优点。ZW260PD适用于反应釜、汽轮发电机及各种异型口罐、桶的密封。

2、膨体聚四氟乙烯垫片（俗称：膨化四氟垫） 型号：ZW260PP

ZW260PP膨体聚四氟乙烯垫片是由100%PTFE聚四氟乙烯经过特殊工艺处理研制而成，具有优良 的柔韧性，有极佳的顺应性能及成型能力，又具有高抗拉强度，抗蠕变、耐高低温、耐腐蚀、抗老化。该垫片由无数均质细密柔软强韧的多方向纤维组成，独有的高密度组织、纤维组线，受压后纤维会互相缠结，变成组织更紧密均匀，不透气，不透水，止浅性能良好，在严苛的腐蚀性环境及高温下，亦能保持极佳的密合状态。特性如下：

• 耐温从-200℃至+260℃；耐压从真空至3000psi(25MPa) ；

• 抗化学pH值0-14，抗腐蚀，不受一般化学物质影响(气态、液态氟元素及熔融金属除外)；

• 抗老化，可长期存放不变质，无毒无污染；

• 抗冷流及蠕动松弛安装容易施工后不易变形；

• 容易切割及安装，可密封粗糙及损坏的法兰。

3、聚四氟乙烯垫片    型号：ZW260TY/CX、ZW260TY/MY

ZW260TY/CX、ZW260TY/MY聚四氟乙烯垫片，具有很好的绝缘性、耐高温低温性、 自润滑性、表面不粘性、耐化学腐蚀和耐候性，广泛应用于法兰连接，阀门端面及轴、活塞面密封。

应用领域：在航空航天、石油化工、电子、机械、医疗制药、食品、冶金等行业中非常广泛。

技术参数：温度：-20～250℃，允许骤冷骤热，或冷热交替操作；压力：-0.1～6.4Mpa （全负压至64kgf/cm2）。

4、低应力垫片 型号：ZW1500/D

ZW1500/D低应力垫片适用于聚四氟乙烯PTFE、偏二氟乙烯PVDF、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC、氯化聚氯乙烯CPVC、铸铁、球墨铸铁、玻璃钢等管路系统中，广泛应用在钢铁、冶金、石油、化工、半导体、多晶硅、有机硅、化肥、染料、制药、电力、环保污水处理等行业；在电子工业中三元乙丙橡胶结合聚四氟乙烯是最佳选择。

ZW1500/D低应力垫片是由三元乙丙橡胶外包贴聚四氟乙烯表面组合而成的，这种结构具有许多优异特性和好处。凸起的密封环，大大减少了垫片和法兰的密封接触面，从而减少了为达到密封而在螺栓上外加的扭矩载荷。100%的纯四氟密封面，提供了一个清洁无污染的密封面，同时还具有非常好的耐化学性能。专门的粘接工艺，确保聚四氟乙烯牢牢地粘在三元乙丙橡胶垫片上，防止了分层和渗透。

5、填充四氟垫片（俗称：改性四氟垫） 型号：ZW9000X系列

ZW9000X系列垫片是由填充四氟系列板材切割而成，综合抗压性和耐温性要远好于纯聚四氟乙烯和纤维增强聚四氟乙烯垫片。

该产品是专门为化学品、泵、造纸业、药品、氧气和其他工业气体、食品等工业应用中的管道和设备而设计的。与一般PTFE填充垫片不同，ZW9000X系列是由纯净的PTFE分散树脂与均匀分散的无机物组成，不会出现冷流问题。另外，与分层填充PTFE不同的是，它的PTFE填充物是均匀分布的。因此，ZW9000X系列拥有更为一致的物理和机械性能，并且没有空隙，也不存在分离和化学兼容等问题。

应用领域：石油化工工业工程中蒸汽、油、TiO2、ClO2、液氯、酸、腐蚀性物质、双氧水、液氧、发烟硫酸。

ZW9000X系列相关填充四氟材质产品对换表：

6、聚四氟乙烯包覆垫片 型号：ZW280BF系列

   ZW280B系列包覆垫片是一种良好的静密封材料，它是由非石棉板、橡胶、金属波纹垫片等具有弹性的材料与聚四氟乙烯包覆薄片组成的密封垫片。

聚四氟乙烯具有突出的耐化学腐蚀性能及使用温度范围广的特点，具有优良的耐气候性能，是最好的不粘材料，内衬非石棉板、橡胶、波纹垫具有优秀的回弹性。常用作管道法兰及橡胶、塑料、陶瓷、石墨衬里的产业机械设备接合处的密封。

7、无石棉密封垫片 型号：ZW200/350

   ZW200/350是用芳纶纤维结合弹性体加NBR或FKM粘剂制成，是无石棉垫片系列中最具代表性的两个型号，也是知为材料的主打密封产品之一。这种产品的设计适用于工业中气体、蒸汽和液体的密封，良好的动态稳定性让它非常适合中等负荷，可适用于化工、船舶、织染、造纸、食品和煤气工业。

8、石墨环垫 型号：ZW799

   ZW799石墨环垫采用柔性石墨带或柔性石墨编制填料，经模压制成不同尺寸的环状产品。

   适用于热水、蒸汽、热交换液 、氮气、有机溶剂、碳氢化合物、低温液体等介质。用于压缩机、机泵、阀门、化工仪器、仪表等。

技术参数：压力(Mpa):25 ；温度(℃):-200～850；线速度(m/s):30；PH值:0～14

此类产品可按照客户提供的图纸或实样开模制作。

二、半金属垫片：

1、膨胀石墨复合垫片 型号：ZW8500系列

   ZW8500系列高强石墨复合垫片，是由膨胀石墨板材和各种不同材质的金属冲刺板、金属平板或丝网复合板加工而成，具有热稳定、自润滑、耐腐蚀、高强度、无冷流、不老化等卓越的密封性能，在苛刻的工况条件下能长期稳定地使用，极少需要维护。

   高强石墨复合垫片具有优异的耐腐蚀性，耐高低温，良好的压缩回弹性，较好的强度等特点。高强石墨复合垫片还可切成复杂的密封垫片，如水位计密封垫片等。内外圈包覆金属薄片，即保持原有垫片的各项优异性能，又便于安装、拆卸，不易损坏，同时也可防止介质对垫片的侵蚀，提高了耐压，是大直径压力容器法兰密封面连接处首选的密封制品。

   应用领域：各种腐蚀性化学药品流体，强碱、盐酸、硫酸等强腐蚀性液体，有机溶剂，液氮等，广泛应用于石油、化工、化纤、采煤、发电、冶金等工业设备所用法兰、阀门、反应釜、泵、压力容器、热交换器、冷凝器、发电机、空气压缩机、排气管、制冷机等的密封。

   技术参数：温度：-200℃-+850℃；压力：0-40MPa；化学耐性：PH值0-14

垫片形式：基本型、内包边、外包边、内外包边

2、金属齿形（波纹）垫 型号：ZW6000B齿形（ZW/B100B波齿垫）

   ZW6000B金属齿形垫采用一定厚度的金属板车削而成，高强度，低失弹，应用广泛。该垫片的结构型式随法兰的密封面的不同而分为二种基本类型：

用于平面法兰的带定位环的齿型垫；用于凹凸法兰的不带定位环的齿型垫。　

说明：ZW/B100B波齿垫增加了垫片的回弹性，提高了密封作用。同时压制波纹还增强了垫片的刚性，如在垫片两表面粘贴石墨波形带则效果更佳；柔性石墨金属波齿复合垫片适用于管法兰、容器法兰、阀门、换热器等设备。采用金属薄板压制而成，回弹性高，密封性能好，用于各种工业的中低压场合的密封，尤其适合阀盖密封。

   应用领域：金属齿形（波纹）垫一般在密封面处表面覆膨胀石墨，表面柔软的密封层避免了金属对金属的直接接触，且能可靠、紧密地结合，即使在极高的载荷下，也能保护金属法兰不易被损伤。齿形组合垫尤其适合于高温、高压、工况条件交变的场合，在热交换器、容器、反应釜的法兰连接处，是传统金属包覆垫片的理想替代品。可用于炼油、化工、石化工厂和发电、核电站等高温、高压、蒸汽管道，法兰连接和阀盖连接，非常适宜于窄面法兰连接。

3、金属缠绕垫片 型号：ZW560B

   ZW560B金属缠绕垫片是目前应用广泛的一种密封垫片，为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片，由V形或W形薄钢带与各种填充料交替缠绕而成，能耐高温、高压和适应超低温或真空下的工作环境，通过改变垫片的材料组合，可解决各种介质对垫片的化学腐蚀问题，其结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作，为加强主体和准确定位，缠绕垫片设有金属加强环和外定位环，利用内外钢环来控制其最大压紧度，对垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。

缠绕式垫片结构型式:

4、换热器垫片（列管） 型号：ZW2000BP系列

形式：金属包覆垫形式、石墨增强垫形式

5、金属包覆垫 型号：ZW/B100系列

   ZW/B100系列金属包覆垫片是内部用非金属材料（柔性石墨、石棉橡胶板、陶瓷纤维）等，外部用特定的冷作工艺包覆金属薄板的复合型垫片，按垫片截面通常分为平面型包覆及波纹型包覆两种，是最传统的一种密合垫片，适用于热交换器、压力容器、泵、阀及法兰面密封。

其中，ZW/B100A双包垫，采用金属薄板将软垫料完全包覆，这使得垫片给法兰以额外的支撑和回弹，使得该垫片能广泛应用于各种不同的工况和法兰连接，并能用于换热器密封等。才外还适用于制作大型的垫片、换热器垫片等，便于垫片的搬运安装等。应用范围最为广泛。

三、金属垫片

1、八角垫 型号：ZW500B

   ZW500B是耐高温、高压的高强度金属环垫。适用于石油化工、冶金、电力的高温、高压场合的管道法兰、容器封头连接。

2、椭圆垫 型号：ZW500E

   ZW500E椭圆形金属环垫片适用于石油化工、冶金、电力的高温、高压场合的管道法兰、容器封头连接。

   金属垫片材质除了常用的钢、铝、铜，还有特定工况下的需要的镍或蒙乃尔合金等金属。（其他精密金属件，请咨询上海知为材料科技有限公司弹簧工程师和机加工技术人员，参阅相关材料）

知为材料拥有以上所有垫片产品，并可按照顾客要求订制。

   特别推荐聚酰亚胺密封制品，适用工况特别的严苛复杂的环境中：

   ZWMF-PI作为一系列特种工程材料，因其在性能和合成方面的突出特点，不论是作为结构材料或是作为功能性材料，在密封、汽车、电子领域都具有巨大的应用前景。

（一）ZWMF-PI列产品的特性及应用

   此特种ZWMF-PI产品具有良好的可加工性，可使用热塑、注塑、挤压、热压成型，其中热塑性ZWMF-PI还具有可再加工性。能根据不同要求添加石墨粉、炭黑、玻璃纤维粉、陶瓷粉、碳纤维、芳纶纤维、金属粉、二硫化钼粉等材料共混改性，制造出轴承、阀门、密封件、管件、板材和棒材等各种零件。

（二）ZWMF-PI系列的特点：

1、耐高低温性。可以在200-290摄氏度的环境下长期使用，短时间可耐400摄氏度；可以在零下200摄氏度的环境下使用。

2、优良的润滑性。较低的摩擦系数和摩擦损耗。

3、优良的稳定性。高绝缘；电子性能稳定；线性热膨胀系数低，耐变形；耐酸耐碱，不腐蚀。

4、耐辐射。在200kGy剂量射线辐照下外观无任何变化。

5、吸水性极低，耐水汽。

6、低热导。保温性能好，高速运转使用中发热量低。

7、介电常数低。具有高抗阻性，对雷达等电磁波具有透波、无反射性，是最佳的隐形材料。

8、防火阻燃。防火阻燃等级达到FV-0级。

（三）特种ZWMF-PI的属性

1、易装配、不破损、密封性

2、使用寿命长、可靠性、降低功耗

3、快速原型制造、二次加工可实现的复杂几何形状

4、无腐蚀、可与所有汽车化学品接触

5、去噪

6、适用于高频振动

7、抵抗力

8、自润滑

（四）ZWMF-PI的应用范围：

1、要求在高速高压应用环境（固相、液相、气相）下具有低摩擦系数、耐磨损性能的零部件。

2、要求具有优异的抗蠕变或低塑性变形的零部件。

3、要求具有优异的自润滑或润滑性能好的零部件。

4、要求具有高抗弯曲、拉伸、冲击的零部件。

5、防火等级要求高，而又不能用金属的零部件。

6、要求透波、吸波、隐形的零部件。

上海知为材料科技有限公司，依托前身20多年的原料经销和40多年的制品行业经验，致力于高新材料的应用普及，和高性能制品在严苛工况条件下的应用与降本。产品广泛应用于石油化工、航天航空、机电轻工、食品加工、能源电力、建材矿冶、环保水务、纺织印染，主要客户为各产品经销商，同时为配套厂商、工程、大型工厂提供技术支持和设备维护服务。

知为材料结合中国国情，与国内权威大型信息机构联合，第一时间掌握一手信息，把握原料品质和价格，以开放兼容、追求卓越、尽职担当、精益求精的态度和努力在中国建立起工业服务线路，并迅速崛起，达成共赢。

（详情参阅 www.chem1024.com）

让每一个中国工厂

都能用上安心的密封产品服务！