常见法兰密封垫片的分类与特点
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2024年09月04日 15:57:53
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来源:机电人脉

作者 管道直通车   法兰密封结构由一对法兰、夹在法兰间的垫片,以及通过螺栓和螺母等紧固件连接在一起的组合件组成。其工作原理是通过紧固件的拧紧力,使垫片在法兰间受到压缩,填补微小不平整区域,形成有效的密封,确保管道系统中的介质不泄漏,如下图:   法兰连接失效的主要形式为泄露,而泄露的因素很多, 主要由法兰设计(刚性不足)、制造(法兰密封面破坏)、安装操作(预紧力不均匀)以及垫片选择不当引起


作者 管道直通车  

法兰密封结构由一对法兰、夹在法兰间的垫片,以及通过螺栓和螺母等紧固件连接在一起的组合件组成。其工作原理是通过紧固件的拧紧力,使垫片在法兰间受到压缩,填补微小不平整区域,形成有效的密封,确保管道系统中的介质不泄漏,如下图:  

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法兰连接失效的主要形式为泄露,而泄露的因素很多, 主要由法兰设计(刚性不足)、制造(法兰密封面破坏)、安装操作(预紧力不均匀)以及垫片选择不当引起 。这里就法兰密封垫片的选择和分类来展开讨论。  

一、密封垫选用原则:  

1)一般来说,对于常压/低压(P<1.6MPa)及温度不高(t≤200℃)的非强腐蚀系统,考虑采用 非金属垫片  
2)对中压(P<10MPa)、中温(t≤500℃)及腐蚀性、渗透性强的介质,采用 金属包覆垫、金属缠绕垫  
3)对高压系统则采用 金属平垫、双锥密封、伍德密、卡扎里密封、八角垫和椭圆垫  

二、密封垫片的材质分类  

1)非金属密封垫片    

● 橡胶垫片, 常见材质: 丁腈橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶等。 优势特点: 柔软性好,适用于低温和中等压力环境,部分材料具有一定的耐酸碱性和抗老化性。


● 石棉垫片, 产品特点: 耐高温、耐压性能优异,但由于石棉对健康有害,逐渐被限制使用。 替代材料: 非石棉垫片,通常由合成纤维和橡胶制成,性能类似但无健康危害。


● 柔性石墨垫片, 具有良好的导热性和耐腐蚀性,摩擦系数低,常用于高温高压场合。


● 聚四氟乙烯(PTFE)垫片, 具有出色的耐腐蚀性能和绝缘性能,摩擦系数低且不易粘附,适用于强酸、强碱等腐蚀性介质。


2)金属复合垫片    

● 金属【缠绕式】垫片, 结构与材质: 由金属带和非金属填充材料(如石墨、PTFE)螺旋缠绕而成,外层通常由金属环增强,以提升强度和稳定性。 优势特点: 兼具金属和非金属材料的优点,具有良好的弹性和密封性,适用于高温、高压和振动的工况。


● 金属【包覆】垫片, 材质与结构: 以非金属材料(如石墨、陶瓷纤维)为内芯,外包一层金属薄片(如不锈钢、铝),从而结合了柔软性与强度。 优势特点: 兼具非金属垫片的柔软性和金属材料的强度、耐久性,适用于中高压环境,能够在较高温度和腐蚀性介质中提供可靠的密封性能。


● 【金属充齿板】柔性石墨复合垫片, 结构与材质: 以金属充齿板作为基材,与柔性石墨结合制成。 优势特点: 金属充齿板增加了垫片的强度和耐压性能,而柔性石墨提供了良好的密封性和耐高温性。


● 金属【波齿】复合垫片, 结构与材质: 由表面有波纹或齿形的金属垫片和柔性密封材料(如石墨)组合而成。 优势特点: 金属波齿结构增加了垫片与法兰的接触面积,适应法兰表面的不平整,并能提供更好的密封效果。


● 金属【齿形】复合垫片, 结构与材质: 由齿形金属芯和柔性填充材料(如石墨、PTFE)组合而成。 优势特点: 金属齿形结构提供了高强度和良好的密封性,填充材料增强了垫片的柔软性和适应性。


3)金属垫片 

● 金属【平】垫片, 结构与材质: 金属平垫片是由金属材料(如不锈钢、铜、铝、碳钢等)制成的平坦的环状垫片。 优势特点: 金属平垫片强度高、耐腐蚀,能承受极高的温度和压力,适用高温高压强腐蚀等苛刻工况。


● 金属【环形】垫片, 结构与材质: 金属环垫片通常是由金属材料(如304、316不锈钢、软铁、低碳钢、镍基合金等)制成的环形垫片,通常具有特定的截面形状,如椭圆形环垫片、八角形环垫片、RX型及BX型自紧密封环垫,以匹配对应的法兰槽。 优势特点: 密封性能卓越,专用于高压法兰连接,常见于高压环境中的RTJ法兰槽内密封。



● 金属【波形】垫片, 结构与材质: 具有波纹状的金属表面,通常使用不锈钢或耐高温金属材料。 波纹设计增加了接触表面积,适应法兰表面的不平整。 优势特点: 能够适应法兰表面的轻微不平整,提供良好的弹性和密封性能,用于高温高压的工况。


● 金属【齿形】垫片 结构与材质: 表面具有齿状金属设计,通常由不 锈钢、碳钢或合金材料制成。 齿形设计增强了抓地力和密封性。 优势特点: 齿状表面可以有效地在法兰表面上提供良好的密封,对于不平整的法兰面也能提供良好的密封效果,适合用于需要高密封性能的应用。


● 金属【透镜】垫片, 结构与材质: 形状类似透镜,中间厚,两边薄,使用不锈钢或耐高温金属材料。 优势特点: 透镜形状提供均匀的密封压力分布,对于高压、高温环境有良好的密封性能。


本来只是想简单整理一下常见法兰垫片分类,结果发现越陷越深,这玩意儿实在太复杂了,即便是现在罗列出来这些分类,也还可以进一步细分,有点头大,各位先大概了解吧,也欢迎这方面的大佬留言指点。

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