如何選擇密封墊片？這有8大類墊片的選用解析

密(mi)封(feng)墊(dian)片(pian)的種類有(you)(you)(you)很(hen)多，不(bu)(bu)同材料、不(bu)(bu)同形狀的墊(dian)片(pian)有(you)(you)(you)不(bu)(bu)同的作用。如果(guo)選錯(cuo)了墊(dian)片(pian)，不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)能很(hen)好(hao)的密(mi)封(feng)，還可(ke)能變為安全隱患，隨時有(you)(you)(you)發生危(wei)險的可(ke)能。你知(zhi)道密(mi)封(feng)墊(dian)片(pian)有(you)(you)(you)哪些嗎，他們有(you)(you)(you)什么特點(dian)？

工業橡膠板

 

天然橡膠適用于(yu)水(shui)、海水(shui)、空氣(qi)、惰性(xing)氣(qi)體、堿類、鹽類水(shui)溶(rong)液等介(jie)質，但(dan)不耐礦物油和非極性(xing)溶(rong)劑(ji)，長期使用溫度不超(chao)過90℃，低(di)溫性(xing)能優異(yi)，可在-60℃以上使用(yong)。

丁(ding)腈橡膠適用于石油(you)類產品(pin)，如(ru)石油(you)、潤(run)滑油(you)、燃料油(you)等，長(chang)期使用溫(wen)度為120℃，如在熱油(you)中(zhong)可耐(nai)150℃，低溫為-10~-20℃。

氯丁橡膠(jiao)適(shi)用(yong)于(yu)海水、弱酸、弱堿、鹽溶液(ye)，耐氧和(he)臭氧老化性能(neng)優異，耐油性次于(yu)丁腈橡膠(jiao)而優于(yu)其他通用(yong)橡膠(jiao)，長期(qi)使用(yong)溫度(du)低(di)于(yu)90℃，最高(gao)使(shi)用溫度不超過130℃，低溫為-30~-50℃。

氟(fu)橡膠有(you)(you)多(duo)個品種，它們分別(bie)具(ju)有(you)(you)良(liang)好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐溶劑性能。可以在幾乎所(suo)有(you)(you)的酸類介質以及一些油和溶劑中使用，長期使用溫度(du)低(di)于(yu)200℃。

橡膠板材作為法蘭墊片(pian)，多用于管道(dao)或經常拆卸的人孔、手孔，壓力不超過1.568MPa。因在各類(lei)墊片(pian)中(zhong)，橡膠墊片(pian)最軟，貼合性能好，在較小的預緊力下就能發揮(hui)密封(feng)效(xiao)果。正(zheng)因如此(ci)，在承受內壓時，因墊片(pian)偏厚或硬(ying)度(du)偏低(di)而容易被擠(ji)出。

橡膠(jiao)板材在苯、酮、醚(mi)等有機溶(rong)劑中使用，易出現溶(rong)脹(zhang)、增重、變軟、發粘現象(xiang)，導致密(mi)封失效。一般溶(rong)脹(zhang)度超過(guo)30%就(jiu)不能(neng)使用。

在低壓(尤其是0.6MPa以下)、真空情況下，采用橡(xiang)(xiang)膠(jiao)墊較為(wei)適宜。橡(xiang)(xiang)膠(jiao)材料(liao)致密性好，透氣率低。例如氟(fu)橡(xiang)(xiang)膠(jiao)，最適宜作(zuo)真空容器的密封墊片，真空度(du)最高可達1.3×10-7Pa。橡(xiang)膠墊(dian)在10-1~10-7Pa真空度范圍使用時，需經烘焙和抽氣(qi)處理。

 

石棉橡膠(jiao)板(ban)

 

價格(ge)較其它墊片低，使(shi)用方(fang)便；最大問(wen)題是：墊片材料(liao)雖(sui)然加入了(le)橡(xiang)膠和(he)一(yi)些填充劑(ji)，仍(reng)無(wu)法將那些串通的微小(xiao)孔隙(xi)完全填滿(man)，存在微量滲(shen)透(tou)。故(gu)在污染性極強的介質中，即(ji)使(shi)壓力、溫(wen)度不高也不能使(shi)用。

當用于一些高溫(wen)油類介(jie)質時，通常(chang)在使用后(hou)期，由于橡膠和(he)填充劑碳化，強度降低(di)，材質變疏(shu)松，便在界面和(he)墊片內部產(chan)生滲透(tou)，出現結(jie)焦和(he)發煙現象。另外，石棉橡膠板在高溫(wen)下易粘結(jie)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(ge)種介質中的(de)使用壓(ya)力取決(jue)于墊片材(cai)料的(de)強度(du)保持(chi)率(lv)。石棉(mian)纖維材(cai)料中存在著結(jie)晶水和吸附水。110℃時，纖維之間的吸附水已有2/3析出，纖維(wei)的抗拉(la)強(qiang)度約(yue)降低10%;368℃時，吸附水全部(bu)析出，纖(xian)維的抗拉強度約降(jiang)低20%;超過500℃，結(jie)晶水開始析出，強度則更(geng)低。介(jie)質對石棉橡(xiang)膠板的強度影響也很大。

例如，在航(hang)空(kong)潤滑油(you)和航(hang)空(kong)燃(ran)油(you)中，400號耐油(you)石(shi)棉橡膠板橫向抗拉強(qiang)度相差80%，這(zhe)是由于航(hang)空燃油對板材中橡膠的溶脹(zhang)比航(hang)空潤滑油嚴重之故。考慮到(dao)上(shang)述因素，國產石(shi)棉(mian)橡膠板XB450的推薦安全(quan)使用范圍：溫度(du)250℃~300℃，壓力(li)3~3.5MPa;400號耐(nai)油石(shi)棉橡膠板使用溫度不宜超(chao)過350℃。

石(shi)棉橡膠板含(han)有氯離子和(he)硫化物(wu)，吸水后(hou)容易與金屬法蘭形(xing)成(cheng)腐蝕原電池，尤其是(shi)耐油石(shi)棉橡膠板中硫磺含(han)量高出普通石(shi)棉橡膠板好幾(ji)倍(bei)，故在非(fei)油性介(jie)質中不宜使用。墊(dian)片(pian)在油品和(he)溶(rong)劑類介(jie)質中會發生溶(rong)脹現象，但在一定范圍內，對密封(feng)性能基本沒有什(shen)么影響。

例如，400號耐油(you)石(shi)棉(mian)橡膠(jiao)板在(zai)常溫航空燃油(you)中作24小時(shi)浸泡(pao)試(shi)驗，要(yao)求因吸油重量增加不得超過(guo)15%。

國產石(shi)棉橡膠板與(yu)國外名牌產品相比尚有一(yi)定差距。某單位的統計數字表明，在超(chao)過350℃的油介質(zhi)中，凡使用(yong)石棉橡膠(jiao)板不漏(lou)的大(da)多為(wei)進口產品。日本石油工業標(biao)準JPI-7S-71《石(shi)油工業用石(shi)棉(mian)橡膠板使用標準(zhun)》，使用期限約為一年。

 

聚(ju)四氟乙(yi)烯

 

聚(ju)四氟(fu)乙烯在(zai)受壓及(ji)(ji)(ji)高溫(wen)下易冷流及(ji)(ji)(ji)蠕變，故(gu)一般用于低(di)壓、中(zhong)溫(wen)、強(qiang)腐蝕以及(ji)(ji)(ji)不允許污染的介質，如強(qiang)酸、強(qiang)堿、鹵素、藥品(pin)等。安(an)全使用溫(wen)度在(zai)150℃，壓力1MPa以下(xia)。填充聚四氟乙(yi)烯雖(sui)然強度高些，但使用溫度也不超(chao)過(guo)200℃，且耐腐蝕(shi)能力下(xia)降。聚四氟(fu)乙(yi)烯(xi)包墊最高使(shi)用壓力一般不超過(guo)2MPa。

由于(yu)溫(wen)度(du)升高，材(cai)料發生(sheng)蠕(ru)變，致使密封(feng)壓(ya)力明顯下降。即使不升溫(wen)，隨著時間的(de)延長，密封(feng)面的(de)壓(ya)緊(jin)應(ying)力也會(hui)下降，產生(sheng)“應(ying)力松(song)弛(chi)現(xian)象(xiang)。該現(xian)象(xiang)在各種墊片中(zhong)都(dou)會(hui)產生(sheng)，只是聚四氟乙烯(xi)墊的(de)應(ying)力松(song)弛(chi)現(xian)象(xiang)較為嚴重，應(ying)予(yu)注意。

聚四氟乙烯的摩擦系數(shu)較小(xiao)(壓緊應力大于(yu)4MPa，摩擦(ca)系數為0.035~0.04)，預(yu)緊時(shi)墊片易向外(wai)滑(hua)移，所以最好采用凹(ao)凸(tu)式法蘭(lan)面(mian)。當(dang)采用平面(mian)法蘭(lan)時(shi)，可(ke)將墊片外(wai)徑(jing)接觸(chu)螺栓，利用螺栓阻(zu)止(zhi)墊片外(wai)滑(hua)。

由于(yu)搪玻璃設備(bei)是在金(jin)屬表面(mian)(mian)噴(pen)涂(tu)了一層(ceng)瓷釉后燒結(jie)而成的，釉層(ceng)很脆，加之噴(pen)涂(tu)不均勻和釉層(ceng)流動，法(fa)蘭表面(mian)(mian)平面(mian)(mian)度較差。采用(yong)(yong)金(jin)屬復合型墊片易損壞(huai)釉層(ceng)，所以推薦使(shi)(shi)用(yong)(yong)芯(xin)材由石棉(mian)板加橡膠的聚四氟乙烯包墊。這(zhe)種包墊既容(rong)易與法(fa)蘭面(mian)(mian)貼(tie)合又耐腐蝕，使(shi)(shi)用(yong)(yong)效(xiao)果良好(hao)。

有許多廠在溫度、壓力(li)不(bu)高的(de)強(qiang)腐蝕介質(zhi)中，采(cai)用石(shi)棉橡膠(jiao)板外纏聚四氟(fu)乙烯生(sheng)料帶，用于(yu)經(jing)常拆卸的(de)人(ren)孔、管道(dao)上。由(you)于(yu)制作、使用方(fang)便(bian)，頗受歡迎。

 

石(shi)棉(mian)樹脂板(ban)和浸(jin)漬石(shi)棉(mian)板(ban)墊片

 

多(duo)用于各(ge)種酸性介質的管(guan)道、泵、閥(fa)、進出口法(fa)蘭，其使用溫度在80℃、壓力在(zai)0.6MPa以下。

石棉編(bian)制墊片適用于壓力0.1MPa以下，溫度不超過800℃的低(di)壓(ya)、高溫工況(kuang)。并(bing)可根據設備的具體要求，編織成不通(tong)寬(kuan)度、厚度、直徑的墊片。

或將石棉帶剪下后直(zhi)接敷在法蘭表面。它用(yong)于大型硫酸、硝(xiao)酸氧化爐以及一些(xie)未(wei)經加工的(de)(de)設備接口處，效果遠遠超過原來的(de)(de)石棉繩。

 

金屬(shu)包石棉(mian)墊(dian)

 

由金屬薄板(ban)包覆石棉(mian)板(ban)或石棉(mian)橡膠板(ban)，使(shi)其(qi)不與(yu)介(jie)質直接接觸，避免(mian)了(le)石棉(mian)纖維強(qiang)度下降，克(ke)服了(le)滲漏現象，從(cong)而擴(kuo)大(da)了(le)石棉(mian)橡膠板(ban)的使(shi)用范圍。

一般(ban)金(jin)屬包(bao)石棉墊使用溫度為450℃(個別也有達(da)600~700℃，如(ru)在常壓~0.16MPa的煙道(dao)氣中)，使用壓力為(wei)4MPa，最高可達(da)6MPa。如壓(ya)力再(zai)增(zeng)高，墊片易(yi)產(chan)生(sheng)橫流現象(xiang)，芯(xin)材從搭接處擠出。

由(you)于金屬包石棉(mian)墊(dian)需要(yao)較大的(de)螺(luo)栓擰緊(jin)力(li)，即使(shi)當(dang)使(shi)用(yong)壓(ya)力(li)低于2.45MPa，也不能采用pg25公(gong)斤級以(yi)下(xia)的法蘭。否則，法蘭、螺栓的剛度就顯得不夠(gou)，產生變形而導致密封失(shi)效(xiao)。有人認(ren)為，若(ruo)將芯材改為彈(dan)性較好的合成(cheng)橡膠，其緊(jin)固力就會下(xia)降。

其(qi)實不(bu)然，因為芯(xin)材(cai)改(gai)軟后，緊固力被芯(xin)材(cai)吸(xi)收，不(bu)能提供(gong)金(jin)屬板(ban)在(zai)法蘭面上貼合(he)所(suo)需的(de)緊固力，包(bao)墊反容易被極壞。另(ling)外(wai)，在(zai)含氯離子較多的(de)介質以及(ji)酸性(xing)介質中，不(bu)銹鋼(gang)包(bao)墊及(ji)鐵皮包(bao)墊的(de)搭接處易產生(sheng)縫隙腐蝕。

溫度高(gao)于(yu)450℃，芯材可使用陶瓷(ci)纖維或碳(tan)纖維。某鋼(gang)鐵廠采用金(jin)屬(shu)包陶瓷(ci)纖維墊片(pian)用于1100℃的(de)高溫，使用二年尚未損壞。柔性石墨作芯材是(shi)最合適的(de)。目前，國內已批(pi)量生產(chan)金屬包柔性石墨墊(dian)。其(qi)使用效(xiao)果優于金屬包石棉墊(dian)。

金屬包墊能(neng)制成各(ge)種(zhong)形狀(zhuang)，大量(liang)用(yong)于各(ge)種(zhong)熱交換器、反(fan)應器的大蓋、裝卸孔(kong)、人(ren)孔(kong)法蘭等。國內(nei)曾制作過直(zhi)徑為2m的鐵包墊，使用情(qing)況良好。

在金(jin)屬包墊的表面(mian)貼覆一層柔(rou)性石墨(mo)薄板，這種墊片與表面(mian)未包覆的同(tong)類金(jin)屬包墊相(xiang)比，預緊(jin)比壓較小，密封性能(neng)更佳。

 

目前國(guo)內尚無此產(chan)品(pin)，故有的單位將現有的柔性石墨皺紋帶貼在金屬包(bao)墊(dian)以及金屬平墊(dian)、齒形(xing)墊(dian)甚(shen)至石棉橡(xiang)膠墊(dian)表(biao)面，解決了許多(duo)泄漏難題。例(li)如某廠(chang)的熱交換(huan)器，壓力(li)為5.88MPa、溫度(du)450℃，介質為(wei)氫/油(you)氣。

曾用過金屬平(ping)墊(dian)(dian)、齒形(xing)墊(dian)(dian)，均有泄漏。后在(zai)平(ping)墊(dian)(dian)上貼了柔(rou)(rou)性石墨皺紋帶，解決(jue)了這一(yi)(yi)問題。應(ying)該指出，這種墊(dian)(dian)片(pian)形(xing)式是一(yi)(yi)種解決(jue)法蘭墊(dian)(dian)片(pian)泄漏的簡便措施(shi)，貼覆(fu)柔(rou)(rou)性石墨帶的工作性質量(liang)直接影響(xiang)設備能否正常運轉。若在(zai)帶材背面(mian)涂(tu)刷一(yi)(yi)層膠水，可提高貼覆(fu)質量(liang)。

 

金屬纏繞(rao)墊

 

金(jin)屬(shu)(shu)纏(chan)(chan)繞墊(dian)(dian)巧妙地利用(yong)金(jin)屬(shu)(shu)的耐熱性(xing)(xing)、回(hui)彈性(xing)(xing)和強度以(yi)及(ji)非(fei)金(jin)屬(shu)(shu)材料的柔軟(ruan)性(xing)(xing)，所以(yi)密封性(xing)(xing)能(neng)較好，其中又以(yi)不(bu)銹鋼帶纏(chan)(chan)繞柔性(xing)(xing)石墨墊(dian)(dian)的性(xing)(xing)能(neng)為最(zui)佳。其預緊(jin)比壓較石棉纏(chan)(chan)繞墊(dian)(dian)小，不(bu)存在石棉纖維毛(mao)細孔滲漏的缺點。

在油(you)介質中(zhong)，金屬帶材(cai)多(duo)使用0Cr13，而其它介質(zhi)則(ze)推薦(jian)使(shi)用(yong)1Cr18Ni9Ti。

不銹(xiu)鋼帶柔性石墨纏(chan)繞墊在氣體介質中，使(shi)用壓(ya)力為(wei)14.7MPa(國內有高達19.6MPa)，在液體中(zhong)可用至30MPa。溫(wen)度-190~+600℃(在(zai)無(wu)氧、低壓情況下可用(yong)至1000℃)。

聚四氟乙(yi)烯的耐低溫(wen)性能良(liang)好(hao)，它在低溫(wen)下的屈服強(qiang)度(du)大(da)大(da)高(gao)于(yu)(yu)常溫(wen)時(shi)的強(qiang)度(du)。所以聚四氟乙(yi)烯纏繞墊(dian)可(ke)用于(yu)(yu)低溫(wen)介(jie)質，如液態烴等。同時(shi)，因加入金屬帶提高(gao)了導(dao)熱性，聚四氟乙(yi)烯纏繞墊(dian)使用溫(wen)度(du)可(ke)達250℃，在酸性介質中可用至(zhi)9MPa、200℃。

纏繞墊用于(yu)壓力和(he)溫度波動較(jiao)大的(de)換熱器、反應器、管道、閥門、泵進出口法蘭較(jiao)為合適。對于(yu)中等以上壓力、溫度超過300℃者，應(ying)考慮(lv)使用(yong)帶(dai)內(nei)環、外環或內(nei)外環。若使用(yong)凹凸面(mian)法蘭，配帶(dai)內(nei)環的纏繞墊效果更好(hao)些(xie)。

在柔(rou)(rou)(rou)性(xing)石墨(mo)纏(chan)(chan)繞墊(dian)兩面(mian)貼(tie)覆柔(rou)(rou)(rou)性(xing)石墨(mo)板也能(neng)取得(de)好(hao)的密封(feng)效果。某大型(xing)化肥(fei)廠廢(fei)熱(re)鍋爐屬高溫高壓(ya)關鍵設備，用帶外環的柔(rou)(rou)(rou)性(xing)石墨(mo)纏(chan)(chan)繞墊(dian)，滿(man)負荷(he)時不漏，減(jian)負荷(he)時則漏。在墊(dian)片(pian)兩面(mian)增(zeng)加(jia)了0.5mm厚的柔性石墨板，剪成圓弧狀，接頭部分采用斜口搭(da)接，使用情況良好。

金(jin)屬平(ping)墊、波形墊和齒形墊金(jin)屬平(ping)墊、金(jin)屬波形墊

一般用(yong)于中、高壓閥門(men)、管道和直(zhi)徑較小的設備法蘭上(shang)。使(shi)用(yong)壓力則根(gen)據溫度的不同，前(qian)者為1.568~31.36MPa，后者為1.568~3.92MPa。墊片(pian)材質根據介質和(he)溫度(du)選取。

 

八角(jiao)墊和(he)橢圓(yuan)墊

 

用于梯形槽面(mian)法蘭的八角墊和橢圓墊(煉油(you)行業俗稱“土鋼圈”)密封性能均好。在溝槽的錐面上，八角墊為面接觸而(er)橢圓(yuan)墊是線接觸。

因此，橢圓墊(dian)在低緊固(gu)力(li)下貼合性好，但需進行(xing)二次(ci)緊固(gu);而八角墊一般一次緊固后，不(bu)易(yi)出(chu)現泄漏。它(ta)們的不(bu)足(zu)之處為要求較(jiao)大(da)的螺(luo)栓擰(ning)緊力，當用于低壓高溫情況時，法蘭等級須在pg25公斤(jin)級以上

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