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法兰垫片的类型和选用

垫片是法兰连接的主要密封件,因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。根据制作材料的不同,垫片可以分为很多种类。除了垫片的类型,垫片的标识和选型也很重要!

一、垫片的结构型式  



工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成,密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。其常用的材料有非金属材料,如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强橡胶基复合板等。此外,密封元件材料也可以是刚性或柔性的金属,通常用于压力和温度较高的场合。

 

对于非金属材料的密封元件,通常插入金属材料予以增强,同时也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。增强材料可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式以提高增强效果和增加弹性,并通过粘结剂和辊压将它们贴合在一起。密封元件也可以可设一表面层或抗粘结处理层来增加密封效果和防止法兰密封面粘结。

外加强环或外环材料均为实体金属,其作用是:
帮助密封元件安装时对中;
防止密封元件过份压缩而破坏;防止垫片吹出和减少法兰转动等。
外加强环不与密封介质接触,因此不要求耐介质腐蚀,故常常由碳钢材料制成。外加强环还可以与密封元件制成一体,例如金属齿形垫片、波齿复合垫片。

内加强环或内环接触流体,其材料应能抵御密封介质的腐蚀。内加强环的作用是:防止密封元件与容器或管道法兰之间的空隙,以避免此空隙干扰流体的流动以及由此引起的流体对垫片的冲击。


二、法兰垫片的种类 
1、非金属平垫片——聚四氟乙烯包履垫片

①垫片介绍
聚四氟乙烯包履垫片是一种非金属复合型软垫片,一般由包封皮及嵌入物两部分组成。包封皮主要起抗腐蚀作用,通常由聚四氟乙烯材料制成,嵌入物(填料)为带或不带金属加强筋的非金属材料,通常由石棉橡胶板制成。

聚四氟乙烯包履垫片主要适用于全平面型及突面型钢制管法兰连接,适用公称压力PN为0.6~5.0MPa、工作温度为0~150 ℃的腐蚀介质或对清洁度有较高要求的介质。

②垫片的形式

管法兰用聚四氟乙烯包履垫片按制造方式可分为三种型式:剖切型(S型)、机加工型(M型)、折包型(F型)。

对于机加工型包履垫片,其包封层内径可与法兰内径一致,以防止流体在法兰处产生涡流。对于折包型包履垫片,它是由厚度为0.4~0.8mm的带状聚四氟乙烯薄膜,用热密封方法将两端热合后包在环状的芯材外面呈U形状,制造简便,适用于尺寸较大的法兰密封。

  2、金属复合垫片

(1)金属缠绕式垫片

金属缠绕式垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属平垫片。

① 金属缠绕式垫片的特性是:

  • 压缩、回弹性能好;

  • 具有多道密封和一定的自紧功能;

  • 对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感,不粘接法兰密封面,容易对中,因而拆卸便捷;

  • 可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响;

  • 能在高温、低压、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下,保持其优良的密封性能。

② 形式

缠绕式垫片按其结构不同可分为四种型式:基本型、带内环型、带定为环型、带内环和定为环型。
 

三、垫片尺寸的选用 

(1)选用或订购垫片时应了解以下基本数据: 

a、相配法兰的密封面型式和尺寸;

b、法兰及垫片的公称通径;

c、法兰及垫片的公称压力;

d、流体介质的温度;

e、流体介质的性质。

(2)选用垫片时还应考虑以下因素:

a、有良好的压缩及回弹性能,能适应温度和压力的波动;

b、有良好的可塑性,能与法兰密封面很好的贴合; 

c、对有应力腐蚀开裂倾向的某些金属(如奥氏体不锈耐酸钢)法兰,应保证垫片材料不含引起各种腐蚀的超量杂质,如控制垫片氯离子含量以对法兰腐蚀;

d、不污染介质;

e、对密封高度毒性的化学品,要求垫片应具有更大的安全性;对于输送易燃液体的管道系统,要求垫片用于法兰上的最高使用压力和最高使用温度在限制范围内;

f、低温时不易硬化,收缩量小,高温时不易软化,抗蠕变性能好;

g、加工性能好,安装及压紧方便;

h、不粘接法兰密封面,拆卸容易。

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