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發布時間：2021-03-10 09:45
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?關于密封墊片的一點經驗分享及注意事項有哪些
01
工業橡膠板
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,但不耐礦物油和非極性r劑,長期使用溫度不超過90℃,低溫性能優異,可在-60℃以上使用。
丁q橡膠適用于石油類產品,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,耐氧和臭氧老化性能優異,耐油性次于丁q橡膠而優于其他通用橡膠,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,它們分別具有良好的耐酸、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,在較小的預緊力下就能發揮密封效果。正因如此,在承受內壓時,因墊片偏厚或硬度偏低而容易被擠出。
橡膠板材在苯、酮、醚等有機r劑中使用,易出現溶脹、增重、變軟、發粘現象,導致密封失效。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1.3×10-7Pa。橡膠墊在10-1~10-7Pa真空度范圍使用時,需經烘焙和抽氣處理。
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。四氟包石棉墊片(4)壓力每種墊片都有其最g極限壓力，墊片的承壓性能隨材質厚度的增加而減弱，材質越薄，承壓能力就越大。故在污染性極強的介質中,即使壓力、溫度不高也不能使用。當用于一些高溫油類介質時,通常在使用后期,由于橡膠和填充劑碳化,強度降低,材質變疏松,便在界面和墊片內部產生滲透,出現結焦和發煙現象。另外,石棉橡膠板在高溫下易粘結在法蘭密封面上,給更換墊片帶來了許多麻煩。
在受熱狀態下,墊片在各種介質中的使用壓力取決于墊片材料的強度保持率。但在強氧化性介質、氯化碳氫化合物，酮類和脂類其耐腐蝕性能是差的，推薦工作溫度51℃~121℃。石棉纖維材料中存在著結晶水和吸附水。110℃時,纖維之間的吸附水已有2/3析出,纖維的抗拉強度約降低10%;368℃時,吸附水全部析出,纖維的抗拉強度約降低20%;超過500℃,結晶水開始析出,強度則更低。
介質對石棉橡膠板的強度影響也很大。且隨著溫度的升高，墊片的老化、失重、蠕變、松弛現象就會越來越嚴重。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嚴重之故。考慮到上述因素,國產石棉橡膠板XB450的推薦安全使用范圍: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硫化物,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硫磺含量高出普通石棉橡膠板好幾倍,故在非油性介質中不宜使用。除具有優異的耐熱、耐介質、和良好物理機械性能外，還具有壓縮y久變形低、彈性好和超長使用壽命。墊片在油品和溶劑類介質中會發生溶脹現象,但在一定范圍內,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%。
國產石棉橡膠板與國外m牌產品相比尚有一定差距。某單位的統計數字表明,在超過350℃的油介質中,凡使用石棉橡膠板不漏的大多為進口產品。日本石油工業標準JPI-7S-71《石油工業用石棉橡膠板使用標準》,使用期限約為一年。
03
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯在受壓及高溫下易冷流及蠕變,故一般用于低壓、中溫、強腐蝕以及不允許污染的介質,如強酸、強堿、鹵素、藥品等。適用于水、水蒸氣、油類、溶劑、中等酸、堿的密封，石棉墊片主要應用在中、低壓法蘭連接的密封中。安全使用溫度在150℃,壓力 1MPa以下。填充聚四氟乙烯雖然強度高些,但使用溫度也不超過200℃,且耐腐蝕能力下降。聚四氟乙烯包墊g使用壓力一般不超過2MPa。
由于溫度升高,材料發生蠕變,致使密封壓力明顯下降。即使不升溫,隨著時間的延長,密封面的壓緊應力也會下降,產生“應力松弛現象。該現象在各種墊片中都會產生,只是聚四氟乙烯墊的應力松弛現象較為嚴重,應予注意。
聚四氟乙烯的摩擦系數較小(壓緊應力大于4MPa,摩擦系數為0.035~0.04),預緊時墊片易向外滑移,所以h采用凹凸式法蘭面。當采用平面法蘭時,可將墊片外徑接觸螺栓,利用螺栓阻止墊片外滑。
由于搪玻璃設備是在金屬表面噴涂了一層瓷釉后燒結而成的,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。當系統操作溫度達到一個特定墊片材料的最g連續操作溫度的極限時，就應該選用更高一級的材料。采用金屬復合型墊片易損壞釉層,所以推薦使用芯材由石棉板加橡膠的聚四氟乙烯包墊。這種包墊既容易與法蘭面貼合又耐腐蝕,使用效果良好。
有許多廠在溫度、壓力不高的強腐蝕介質中,采用石棉橡膠板外纏聚四氟乙烯生料帶,用于經常拆卸的人孔、管道上。由于制作、使用方便,頗受歡迎。
04
石棉樹脂板和浸漬石棉板墊片
多用于各種酸性介質的管道、泵、閥、進出口法蘭,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。并可根據設備的具體要求,編織成不通寬度、厚度、直徑的墊片。或將石棉帶剪下后直接敷在法蘭表面。它用于大型硫酸、x酸氧化爐以及一些未經加工的設備接口處,效果遠遠超過原來的石棉繩。要減少泄漏，就必須使接觸面最d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。
05
金屬包石棉墊
由金屬薄板包覆石棉板或石棉橡膠板,使其不與介質直接接觸,避免了石棉纖維強度下降,客服了滲漏現象,從而擴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600~700℃,如在常壓~0.16MPa的煙道氣中),使用壓力為4MPa,g可達6MPa。如壓力再,墊片易產生橫流現象,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,產生變形而導致密封失效。有人認為,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以及酸性介質中,不銹鋼包墊及鐵皮包墊的搭接處易產生縫隙腐蝕。溫度變形曲線還表明密封材質可能變軟件或可塑的臨界溫度，在出現這種變化時，曲線會有一個明確的拐點。
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,國內已批量生產金屬包柔性石墨墊。其使用效果優于金屬包石棉墊。
金屬包墊能制成各種形狀,大量用于各種熱交換器、反應器的大蓋、裝卸孔、人孔法蘭等。國內曾制作過直徑為2m的鐵包墊,使用情況良好。
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,預緊比壓較小,密封性能更佳。圖2-9為兩者壓緊應力與泄漏量的關系曲線。
目前國內尚無此產品,故有的單位將現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℃,介質為氫/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。應該指出,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質量直接影響設備能否正常運轉。若在帶材背面涂刷一層膠水,可提高貼覆質量。折包型包覆墊片的型式結構見圖四氟夾包墊片技術標準:可提供任何標準和非標準的尺寸，包括ISO7483，EN1514-3-97，ASME，DIN，JIS，GB及其它特殊要求的產品。
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?密封墊片失效產生泄露的原因及規避舉措
密封墊片就是防止泄露，具體來說是防止液體或氣體通過墊片密封連接處泄漏出來，對于泵用墊片密封來說，主要被密封的介質一般為液體、氣體或粉塵。那么影響墊片密封泄露的主要表現在以下兩種情況：一是密封面上有間隙。二是密封部位兩側存在壓力差。墊片密封需要解決的是消除或減小密封面之間的間隙。這種間隙包括密封面之間的間隙和密封裝置本生內部的間隙。墊片失效產生泄露的原因主要有以下幾種。若貯存的變形能尚有剩余，墊片與法蘭密封面仍保持接觸，法蘭不會發生泄漏。
1、墊片上的壓緊應力影響
為了達到密封效果，需要對密封墊片施加足夠大的壓力，可以使其發生彈性或塑性變形，從而填補密封面的凹凸不平。但是在裝配時由于達不到墊片所需的壓緊力，又或者是長期運行中的機械振動使壓緊螺栓松動，此外墊片材質的老化變形而喪失原來的彈性都會使墊片失效而產生泄漏。如果墊片的壓緊應力過大，特別容易將墊片壓碎，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。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變形，即墊片釋放其能量。
2、墊片材質內部組織或厚度不均勻
帶有裂縫或折皺的紙板，使墊片本身形成了間隙，當作用在墊片上的力使墊片所產生的彈性變形不足以完全填充這些間隙時，泄漏也就不可避免了。
3、墊片密封的工況條件
不同的壓力、溫度下，其泄漏率的大小不同。過去，“TEMP”(溫度、應用、介質、壓力)這些參數似乎已經足夠了。密封面兩側的壓力差是泄漏的主要推動力，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。溫度對連接結構的密封性能有很大的影響。研究表明，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、松弛現象就會越來越嚴重。此外，溫度對介質的黏度也有很大的影響，隨著溫度的升高，液體的黏度降低，而氣體的黏度增加。溫度越高，泄漏越容易發生。
4、墊片的材質與所輸送的介質不相適應
由于泵所輸送化工產品化學性質的多樣性，以及為提高燃油的燃燒值或改變其燃燒后的生成物而在燃油中增加入了一些少量的添加劑后而使燃油的某些性質發生變化，所以選擇和輸送介質相適的墊片材質并非易事，因而也經常發生由于不相適應而使墊片發生侵蝕而產生泄漏的現象。但是由于設備結構和尺寸的限制，加工和安裝很難得到理想的光滑接合面。
5、墊片材料尺寸的影響
a、墊片厚度的影響：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。2、界面泄漏墊片壓緊應力不足、法蘭密封面粗糙、管道的熱變形、機械變形以及振動等都會造成墊片與法蘭密封面之間的貼合不嚴而發生泄漏。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。墊片厚度不同，建立初始密封的條件也不同，由于端面上摩擦力的影響，墊片表面呈三向受壓的應力狀態，材料的變形抗力較大;而墊片中部，受端部的影響較小，其變形抗力也較小。在同樣的預緊載荷下，墊片中部較墊片表面更易產生塑性能變形，此時，建立初始密封也越困難，故當墊片厚度達到一定數值后，密封性能并無改變，甚至惡化。此外，墊片越厚，滲透泄漏的面積越大，滲透泄漏率也就越大。
b、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。使用設備：管道、閥門、泵、壓力容器、熱交換器、冷凝器、發電機、空氣壓縮機、排氣管、制冷機等法蘭連接處的密封部位四氟包覆墊片標記示例公稱通徑50mm、公稱壓力1。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，這樣要在墊片上產生同樣的壓緊應力，寬墊片的螺栓力就要經窄墊片大得多。
泄漏從本質上來說是介質在空間上一種流動，即從有限的空間流動到無限的空間中，或者說從內部流動到外部，反之亦然。四氟包覆墊6、石棉墊用石棉布加其他輔助材料模壓成型，使用于腐蝕性的高壓高溫密封。介質在兩者之間流動的原因也就是泄漏本省的動力來源，泄漏通常發生在交界面的兩端，發生的條件有兩個：一是，交界處出現可供泄漏的截面積，二是，兩端存在一定的壓力差或是濃度差。
首先任何設備或是機械的加工都會存在多多少少的精度問題，密封面上難免會出現間隙，很難達到完全的貼合，尤其是當兩者的接觸面硬度較高，不存在塑性變形的時候，比如法蘭接頭的連接，而介質尤其是氣、液體優勢無孔不入。所以泄漏難免會發生。
密封墊片失效產生泄露的原因及規避舉措：知道其泄漏的原因那么g治這個問題就要從兩方面入手，一是，如何減小泄漏截面積，二是，降低泄漏的動力。整體增加流動的阻力。
在這里h的方式就是采用密封墊片，因為在對密封面施加足夠的預緊力后，密封墊片可以發生塑性變形。當應力增大到足以引起表面產生明顯的塑性變形，就可填補密封面的間隙，堵塞泄漏通道。
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，從而實現密封。
選用密封墊片的基本原則
1）選用或訂購墊片時應了解以下基本數據：
a、相配法蘭的密封面型式和尺寸；
b、法蘭及墊片的公稱通徑；
c、法蘭及墊片的公稱壓力；
d、流體介質的溫度；
e、流體介質的性質。
2）選用墊片時還應考慮以下因素：
a、有良好的壓縮及回彈性能，能適應溫度和壓力的波動；
b、有良好的可塑性，能與法蘭密封面很好的貼合；
c、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引起各種腐蝕的超量雜質，如控制墊片氯離子含量以對法蘭腐蝕；
d、不污染介質；
e、對密封高度毒性的化學品，要求墊片應具有更大的安全性；對于輸送液體的管道系統，要求墊片用于法蘭上的g使用壓力和g使用溫度在限制范圍內；
f、低溫時不易硬化，收縮量小，高溫時不易軟化，抗蠕變性能好；
g、加工性能好，安裝及壓緊方便；
h、不粘接法蘭密封面，拆卸容易。
