墊片基礎知識

1、墊片基礎知識、基本概念1 .墊片密封原理：墊片密封是靠外力壓緊密封墊片，使其本身發(fā)生彈性或塑性變形，以 填滿密封面上的微觀凹凸不平來實現(xiàn)。也就是利用密封面上的比壓使介質(zhì) 通過密封面的阻力大于密封面兩側(cè)的介質(zhì)壓力差來實現(xiàn)密封。2.墊片密封的泄漏有二種：滲透泄漏與界面泄漏滲透泄漏（墊片中間泄露）：對非金屬材料而言，從材料的微觀結(jié)構(gòu)看， 本身存在微小縫隙和細微的毛細管。具有一定壓力的流體自然容易通過它 們泄漏出來，此泄漏稱為滲透泄漏，其泄漏量約占總泄漏量的1020%。可以采用不同材料的復合或機械組合型式形成不滲透性的結(jié)構(gòu)?；蛘呤褂?較大的壓緊力使材料更加密實，減少以至消除泄漏。界面泄漏（兩連接面泄露

2、）：兩連接表面（即密封面）從機械加工的微 觀紋理來看存在粗糙度和變形，它們與墊片之間總存在泄漏通道，由此產(chǎn) 生的泄漏叫界面泄漏，其泄漏量約占總泄漏量的 8090%。界面泄漏與墊 片材料的性質(zhì)、接頭的機械性質(zhì)與狀態(tài)、密封流淌的特性以及緊固件的夾 緊程度有關?？偨Y(jié)：要少泄露，首先墊片要“夾緊”，同時要求墊片有一定的“回彈 力”以回彈填滿空隙，否則也不行。回彈力取決于墊片本身的材質(zhì)和結(jié)構(gòu) 及使用條件（溫度、壓力）。墊片夾緊后（初始密封），在介質(zhì)壓力作用 下（墊片內(nèi)側(cè)直接和介質(zhì)接觸）的密封叫工作密封。從理論上說，預緊應 力愈大，墊片中貯存的彈性應變能也愈大，因而可用于補償分離或松弛的余地也就愈大，當然

3、要以密封材料本身最大彈性變形能力為極限。緊固件 因受熱引起應力松弛、墊片老化彈性下降，墊片長期受壓等原因都可能導 致“昨天不漏今天漏”。二、鋼制管法蘭用墊片標記根據(jù)現(xiàn)行國家標準鋼制管法蘭、墊片、緊固件（ HG/T 20592 20635-2009）的要求，鋼制管法蘭用墊片（PN系列）標記規(guī)定如下：團一同 m其中:a為標準編號1、HG/T 20606-2009鋼制管法蘭用非金屬平墊片（PN系列）；2、HG/T 20607-2009鋼制管法蘭用聚四氟乙烯包覆墊片 （PN系列）；PN系列）；3、HG/T 20609-2009鋼制管法蘭用金屬包覆墊片4、HG/T 20610-2009鋼制管法蘭用纏繞式

4、墊片（PN系列）；5、HG/T 20611-2009鋼制管法蘭具有覆蓋層的齒形組合墊（PN系列）；6、HG/T 20612-2009鋼制管法蘭非金屬環(huán)形墊（PN系列）b為墊片名稱1、非金屬平墊片用“墊片”表示；2、聚四氟乙烯包覆墊片用“四氟包覆墊”表示;3、金屬包覆墊片用“金屬包墊片”表示；4、纏繞式墊片用“纏繞墊”表示；5、具有覆蓋層的齒形組合墊用“齒形墊”表示。6、非金屬環(huán)形墊用“橢圓墊/八角墊”表示。.C為密封面型式代號（與相應的法蘭配套）表1 非金屬平墊片密封面型式代號及公稱壓力范圍密封面型式（代號）公稱壓力PN全平囿（FF）2.5 -16突面（RF）2.5 -63凹面/凸面（FM/M

5、）10 63棒向/槽向（T/G）10 63表2纏繞式墊片型式及代號代號斷面形狀適用法蘭密封面型式基本型A棒向/槽向帶內(nèi)環(huán)型B凹面/凸面帶對中劃、型Ca矢面帶內(nèi)環(huán)和對中環(huán)型D突面a注：1.a也適用于全平面的法蘭密封面；2.金屬纏繞式墊片適用的公稱壓力為：PN16 PN25 PN4。PN63 PN10O PN160圖1 B、G D型纏繞式墊片d為公稱尺寸JDN e為公稱壓力（PN f為材料代號.1、非金屬平墊片材料代號由“墊片（主）材料代號/包邊材料代號”標記，若無包邊材 料，則省略不寫，只寫墊片材料代號。表3非金屬平墊片使用條件類別名稱標準代號適用范圍最大(pXT)(MPaX )公稱壓力PN工作

6、溫度（C）橡膠天然橡膠aNR 1650+8060氯丁橡膠CR 1620+10060丁睛橡膠NBR 1620+11060丁苯橡膠SBR 1620+9060三元乙丙橡膠EPDM 1630+14090氟橡膠FKM 1620+20090石棉橡膠石棉橡膠板GB/T 3985XB350XB450 2540+300650耐油石棉橡膠板GB/T 539NY400非石棉纖維 橡膠非石棉纖維的橡膠壓制板a無機纖維bNAS 4040+ 290d960有機纖維40+ 200d聚四氟乙烯聚四氟乙烯板QB/T 3625PTFE 1650+100聚四氟乙烯板或帶b, cePTFE 40 200 + 200d填充改性聚四氟乙

7、烯板RPTFE柔性石墨增強柔性石墨板JB/T 6628JB/T 7758.2RSB1063 240+650（用于氧化性介質(zhì)時：240+ 450）1200高溫云母高溫云母復合板1063960 + 900注：1增強柔性石墨板是由不銹鋼沖齒或沖孔芯板與膨脹石墨粒子復合而成，不銹鋼沖齒或沖孔芯 板起增強作用。2高溫云母復合板是由 316不銹鋼雙向沖齒板和云母復合而成，不銹鋼沖齒板起增強作用。a除本表的規(guī)定以外，選用時還應符合HG/T 20614的相應規(guī)定。b非石棉纖維橡膠板、膨脹聚四氟乙烯板或帶、填充改性聚四氟乙烯板選用時應注明公認的廠商牌號（I見HG/T 20614附錄A）,按具體使用工況，確定具體

8、產(chǎn)品的使用壓力、使用溫度范圍及最大（pX T）值。c膨脹聚四氟乙烯帶一般用于管法蘭的維護和保養(yǎng)，尤其是應急場合，也用于異形管法蘭。d超過此溫度范圍或飽和蒸汽壓大于1.0MPa （表壓）使用時，應確認具體產(chǎn)品的適用條件。2、纏繞式墊片首先應該明確纏繞式墊片 按其構(gòu)造的主體材料來看，是 屬于半金屬墊片，所以其材料代號應明確四個部分的材料：對中環(huán)材料代號 +金屬帶材料代號+填料代號+內(nèi)環(huán)材料代號。注意：當無內(nèi) 環(huán)或無對中環(huán)時,.標記代號為“ 0”4 .內(nèi)環(huán) ,填充材料2 .金屬帶百中處圖2 D型纏繞式墊片各部分名稱表4纏繞式墊片標記代號和標志縮寫材料標記代號標志縮寫材料標記代號標志縮寫金屬材料金屬材

9、料碳鋼1CRSNi-Mo合金Hastelloy B29HAST B0Cr18Ni92304Ni-Mo-Cr 合金Hastelloy C-276HAST C00Cr19Ni103304LNi-Mo-Fe 合金Incoloy 600INC 6000Cr17Ni12Mo24316Ni-Mo-Cr 合金Incoloy 800IN 80000Cr17Ni14Mo25316L錯ZIRC0Cr18Ni10Ti6321填充材料0Cr18Ni11Nb7347溫石棉帶1ASB0Cr25Ni208310柔性石墨帶2G.F.鈦9TI聚四氟乙烯帶3PTFENi-Cu合金Monel 400MON非石棉纖維帶4NA表4常用

10、的纏繞式墊片材料代號序號材料代號墊片型式解析10220A金屬帶材料為0Cr18Ni9 ,填料為柔性石墨帶的基本型纏繞墊片。20221B金屬帶材料為0Cr18Ni9 ,填料為柔性石墨帶，內(nèi)環(huán)材料為碳鋼的帶內(nèi)環(huán)型纏 繞墊片。31220C對中環(huán)材料為碳鋼，金屬帶材料為 0Cr18Ni9,填料為柔性石墨帶的帶對中環(huán) 型纏繞墊片。41221D對中環(huán)材料為碳鋼，金屬帶材料為 0Cr18Ni9,填料為柔性石墨帶，內(nèi)環(huán)材料 為碳鋼的帶內(nèi)環(huán)和對中環(huán)型纏繞墊片。51222D對中環(huán)材料為碳鋼，金屬帶材料為0Cr18Ni9,填料為柔性石墨帶，內(nèi)環(huán)材料為0Cr18Ni9的帶內(nèi)環(huán)和對中環(huán)型纏繞墊片。標記示例（非金屬平墊片

11、）示例1:公稱尺寸DN100公稱壓力PN25的突面法蘭，選用厚度為1.5mm 的0Cr18Ni9 （304）不銹鋼包邊的XB450石棉橡膠墊片，其標記為：HG/T 20606 墊片 RF-E 100-25 XB450304示例2:公稱尺寸DN200公稱壓力PN10的突面法蘭，選用厚度為1.5mm 的填充改性聚四氟乙烯墊片，其標記為：HG/T 20606 墊片 RF 200-10 RPTFE（AAA/BBB）注：當用戶選定具體廠商（AAA和牌號（BBB時，應予以附加標記（AAA/BBB）示例3:公稱尺寸DN500公稱壓力PN6的全平面法蘭，選用厚度為5mm（非標）的三元乙丙橡膠墊片，其標記為：H

12、G/T 20606 墊片 FF 500-6-T5 EPDM示例4:公稱尺寸DN400公稱壓力PN16鋼外徑為B系列的凹面/凸 面法蘭選用厚度為3mm勺無機纖維橡膠板墊片，其標記為：HG/T 20606 墊片 MFM 400-16（B） NAS（AAA/BBB）注：當用戶選定具體廠商（AAA和牌號（BBB時，應予以附加標記（AAA/BBB）示例5:公稱尺寸DN350公稱壓力PN63芯板材料和包邊材料為316L的突面法蘭，選用厚度為3mm曾強柔性石墨板墊片，其標記為：HG/T 20606 墊片 RF-E 350-63 RSB316L標記示例（纏繞式墊片）示例1:公稱尺寸DN10O公稱壓力為PN40

13、的鋼制管法蘭用帶內(nèi)環(huán)和 對中環(huán)型的纏繞式墊片（D型），對中環(huán)材料為碳鋼，金屬帶材料為0CM8Ni9, 填料為柔性石墨帶，內(nèi)環(huán)材料為0Cr18Ni9,其標記為：HG/T 20610 纏繞墊 D100-40 1222三、墊片的種類墊片的種類多種多樣，按其構(gòu)造的主體材料分為 非金屬墊片、半金屬 墊片和金屬墊片三大類。1、非金屬墊片非金屬墊片質(zhì)地柔軟、耐腐蝕、價格便宜，但耐溫和耐壓性能差。多 用于常溫和中溫的中、低壓容器或管道的法蘭密封。非金屬墊片包括橡膠 墊、石棉墊、石棉橡膠墊、柔性石墨墊和聚四氟乙烯墊等。橡膠板。制作橡膠板墊片的主要材料有天然橡膠、丁睛橡膠、氯丁 橡膠等，另外，氟橡膠等特種橡膠也開

14、始應用。橡膠因具有組織致密、質(zhì) 地柔軟、回彈性好，容易剪切成各種形狀，且便宜、易購等特點而被廣泛 使用于容器和管道密封中。但它不耐高壓，容易在礦物油中溶解和膨脹， 且不耐腐蝕。在高溫下容易老化，失去回彈能力。石棉。石棉材料有溫石棉和藍石棉兩種。溫石棉耐熱、耐堿性好， 抗拉強度高，耐酸性能較差，大多數(shù)石棉橡膠板由它制造；藍石棉不僅耐 熱性能好，而且耐酸性能也好，故多被用于制造耐酸石棉橡膠板。石棉板 正常使用溫度在550度以下。直徑較大的低壓容器可使用石棉帶或石棉繩。 在使用石棉繩時，通常浸漬水玻璃。酸、堿、溶劑等介質(zhì)也可用此類墊片。石棉橡膠板。石棉橡膠板是由石棉、橡膠和填料經(jīng)壓制而成的。一 般石

15、棉纖維占60%85%。根據(jù)其配比工藝、性能及用途不同，主要有高 壓石棉橡膠板、中、低壓石棉橡膠板和耐油石棉橡膠板。石棉橡膠板有適 宜的強度、彈性、柔軟性、耐熱性等性能，用它制作墊片，既方便又便宜， 因此在化工企業(yè)中，尤其是在中小型化工企業(yè)中得到廣泛應用。柔性石墨。柔性石墨是一種新穎的密封材料，良好的回彈性、柔軟 性、耐溫性，在化工企業(yè)中得到迅速推廣和應用。聚四氟乙烯（簡稱 PTFE 。聚四氟乙烯以其耐化學性、耐熱性、耐 寒性、耐油性優(yōu)越于現(xiàn)在任何塑料而有“塑料之王”之稱，它不易老化，不燃燒，吸水性近乎為零。其組織致密，分子結(jié)構(gòu)無極性，用作墊片，接 觸面可做到平整光滑，對金屬法蘭不粘著。除受熔融

16、堿金屬及含氟元素氣 體的侵蝕外，它能耐多種酸、堿、鹽、油脂類溶液介質(zhì)的腐蝕。聚四氟乙 烯墊片包括純聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯或膨脹聚四氟乙烯等。2、半金屬墊片（又稱金屬復合墊片）非金屬材料雖具有很好的柔軟性、壓縮性和螺栓載荷低等優(yōu)點，但它 的主要缺點是強度不高，回彈性差、不適合高壓、高溫場合，所以結(jié)合金 屬材料強度高，回彈性好、經(jīng)受得起高溫的特點，形成將兩者組合結(jié)構(gòu)的 墊片，即為半金屬墊片。半金屬墊片是用不同材料的金屬薄板把非金屬材 料包裹起來壓制成型的。金屬材料在外層，可耐高溫；非金屬材料在內(nèi)層， 使墊片具有良好的彈性和回彈性。這樣組合后的墊片可滿足高溫和較高壓 力的使用要求。半金屬墊片主要

17、有金屬包覆墊片、金屬纏繞墊片、金屬波紋復合墊片、金屬齒形復合墊片等。金屬包墊。該墊片以非金屬為芯材、外包厚度為0.250.5mm的金屬薄板。按包覆狀態(tài)，可分為全包覆、半包覆、波形包覆、雙層包覆等。 金屬薄板根據(jù)材料的彈塑性、耐熱性、耐蝕性選取。主要有銅、鍍鋅鐵皮、 不銹鋼、鈦、蒙乃爾合金等。使用較多的是銅、鍍鋅鐵皮和不銹鋼。作為 金屬包墊的芯材，耐熱性是主要考核指標。一般采用石棉板或橡膠石棉板、 耐高溫性能好的碳纖維或瓷質(zhì)纖維及柔性石墨板材等。金屬包墊的另一特 點是能制成各式異型墊片。可以滿足各種熱交換器管箱和非圓形壓力容器 密封的需要，而其他復合墊片卻不能。金屬纏繞墊片。金屬纏繞墊片是由薄金

18、屬波形帶與石棉或柔性石墨 等非金屬帶交替繞成螺旋狀，將金屬帶的始末端點焊接制成。國外也稱作 螺旋墊片。3.金屬墊片在高溫高壓及載荷循環(huán)頻繁等苛刻操作條件下，各種金屬材料仍是密 封墊片的首選材料，常用的材料有銅、鋁、低碳鋼、不銹鋼、銘銀合金鋼、 鈦、蒙乃爾合金等。為了減少螺栓載荷和保證結(jié)構(gòu)緊湊，除了金屬平墊盡 量采用窄寬度外，各種具有線接觸特征的環(huán)墊結(jié)構(gòu)則是其優(yōu)選的形式。金屬墊片的截面形狀有平形、波形、齒形、八角形、透鏡形等等。平形金屬墊片。平形金屬墊片使用時分寬墊片和窄墊片兩種。寬墊 片因預緊力要求大，易引起螺栓和法蘭變形，壓力超過10MPa時在光滑面的法蘭上很少使用。窄墊片容易預緊，可在壓力6.310MPa勺管道上使用。波形金屬墊片。波形金屬墊片的金屬板厚度一般為 0.250.8mm墊 片厚度一般為波長的40%50%。適宜于光滑密封面的管道上使用。齒形金屬墊。齒頂距約15mm齒頂、齒根角均為90。其密封性能 比平形密封墊好，壓緊力也比平形墊小。四、關于墊片需注意的幾個問題1 .理解鋼制管法蘭用非金屬平墊片是了解其它墊片的前提。特別要注 意不同類別的墊片其使用壓力和使用溫度。不能亂墊！2 .法蘭公稱直徑、公稱壓力決定墊片的厚度。墊片推薦有二種厚度規(guī) 格：分另U是1.5m標口 3mm 一般說來DN30