密封的幾種形式

密封的幾種形式第一頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日2高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

依靠緊固件(螺栓)壓緊墊圈達(dá)到預(yù)緊并保證工作時(shí)也能密封，稱為強(qiáng)制密封。常見的強(qiáng)制式高壓密封結(jié)構(gòu)是平墊密封結(jié)構(gòu)。與中低壓容器中常用的法蘭墊片密封相似，但將非金屬墊片改為金屬墊圈，將寬面密封改為窄面密封。窄面金屬墊圈為退火紫銅、退火鋁或10鋼制成的扁平金屬圈。預(yù)緊和工作密封靠端部大法蘭的主螺栓施加足夠的壓緊力。預(yù)緊時(shí)使墊圈產(chǎn)生塑性變形堵塞微小的泄漏通道。預(yù)緊力的大小與墊片的寬度和材料的屈服強(qiáng)度有關(guān)。(一)平墊密封第二頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日3高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

(一)平墊密封內(nèi)壓上升后壓力作用在頂蓋上傳至主螺栓、使其彈性伸長(zhǎng)，墊片回彈，需保持墊片有一定的比壓。無(wú)論預(yù)緊還是工作狀態(tài)，盡可能減小墊片的寬度。為防止因墊圈塑性變形咬死密封口無(wú)法拆卸，頂蓋可配4—6個(gè)起卸螺栓，使螺栓的端面頂住法蘭端面，將平蓋頂開。平墊密封的的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是主螺栓直徑過(guò)大，法蘭與平蓋的外徑也隨之加大，變得笨重；裝拆主螺栓都極不方便；不適合溫度與壓力波動(dòng)較大的場(chǎng)合，對(duì)墊片壓緊力變化敏感易引起泄漏。因此一般僅用于200℃以下的場(chǎng)合，容器內(nèi)徑也不大。第三頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日4高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

這也是強(qiáng)制式密封，但為了解決擰緊與拆卸主螺栓的困難，改用螺紋套筒來(lái)代替主螺栓，見右圖。螺紋套筒與頂蓋和法蘭上的螺紋是間斷的螺紋，每隔一定角度(10’一30‘)螺紋斷開，裝配時(shí)只要將螺紋套筒旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度就可裝好，墊片的預(yù)緊力靠預(yù)緊螺栓施加，通過(guò)壓環(huán)傳遞給三角形截面的墊圈。介質(zhì)壓力引起的軸向力由螺紋套筒承擔(dān)，預(yù)緊螺栓的直徑比平墊密封的主螺栓小。預(yù)緊方便是卡扎里密封最大的優(yōu)點(diǎn)。(二)卡扎里密封第四頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日5高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

改進(jìn)卡扎里密封(見右圖)是為改善套筒螺紋銹蝕給拆卸增加困難的情況，仍采用主螺栓，但預(yù)緊仍依靠預(yù)緊螺栓，主螺栓不需擰得很緊，從而裝拆較為省力?？ㄔ锩芊庵械膲涵h(huán)材料一般應(yīng)采用強(qiáng)度較高硬度也較高的35CrMo鋼或優(yōu)質(zhì)鋼45、35鋼。密封墊圈材料與金屬平墊相同?？ㄔ锩芊膺m宜平墊密封不適用的較大直徑，如直徑在1m以上、壓力在30MPa以上的情況，但設(shè)計(jì)溫度在350Co以下較合適。(二)改進(jìn)的卡扎里密封第五頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日6高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

這是保留主螺栓但屬自緊式的密封結(jié)構(gòu)，用雙錐面的軟鋼密封墊圈，兩個(gè)30o錐面是密封面，墊有軟金屬墊，如退火鋁、退火紫銅或奧氏體不銹鋼等。(三)雙錐密封預(yù)緊時(shí)雙錐墊內(nèi)表面與平蓋貼緊。當(dāng)內(nèi)壓升高平蓋上浮時(shí)一方面靠雙錐墊自身的彈性擴(kuò)張(稱為回彈)而保持密封錐面仍有相當(dāng)?shù)膲壕o力，另一方面又靠介質(zhì)壓力使雙錐墊徑向向外擴(kuò)張，進(jìn)一步增大雙錐密封面的壓緊力。第六頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日7高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

這是一種使用得最早的自緊式高壓密封結(jié)構(gòu)。(四)伍德密封平蓋是一個(gè)可上下浮動(dòng)的端蓋8，安裝時(shí)先放入容器頂部，放入楔形密封墊2，再放入由四塊拼成一個(gè)圓圈的便于嵌入筒體頂部凹槽的四合環(huán)4，用螺栓將四合環(huán)位置固定，放入牽制環(huán)5，由牽制螺栓7將浮動(dòng)端蓋吊起壓緊楔形墊，可起預(yù)緊作用。壓力升高后載荷加到浮動(dòng)端蓋上，壓力愈高，墊圈的壓緊比壓愈大，密封愈可靠。

伍德密封的特點(diǎn)是：自緊式，壓力和溫度的波動(dòng)不影響密封可靠性；取消了主螺栓，筒體與鍛件尺寸大大減小，裝拆的勞動(dòng)強(qiáng)度比主螺栓的密封結(jié)構(gòu)，特別比平墊密封的低得多。缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)笨重，零件多，加工也麻煩。第七頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日8高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

鋼質(zhì)“C”形密封環(huán)形狀如圖：(五)C型密封環(huán)的上下面有一圈突出的圓弧，這是線接觸密封。由緊固件預(yù)緊時(shí)“C”形環(huán)受到彈性的軸向壓縮，允許少量屈服。工作時(shí)頂蓋上浮，一方面密封環(huán)回彈張開，另一方面由內(nèi)壓作用在環(huán)的內(nèi)腔而使環(huán)進(jìn)一步張開，使線接觸處仍舊壓緊，壓力越高越緊?！癈”形環(huán)是自緊式密封環(huán)?！癈”形環(huán)的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無(wú)主螺栓，特別適合于快開連接，但由于使用大型設(shè)備的經(jīng)驗(yàn)不多，一般只用于內(nèi)徑1000mm以內(nèi)32MPa壓力以下及350oC以下的場(chǎng)合。第八頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日9高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

空心金屬“O”形環(huán)是用外徑不超過(guò)12mm的金屬小圓管彎制而成的。(六)空心金屬O型環(huán)密封“O”形環(huán)放在密封槽內(nèi)，預(yù)緊時(shí)緊固件將管子壓扁，回彈力為“O”形環(huán)的密封面壓緊力。如果管內(nèi)充以惰性氣體或能升溫后氣化的固體，可形成3.5～10.5MPa壓力，或在環(huán)內(nèi)側(cè)鉆若干小孔使環(huán)內(nèi)與工作介質(zhì)連通，可加強(qiáng)自緊密封作用。充氣“O”形環(huán)工作時(shí)，升溫后管內(nèi)壓力增加，補(bǔ)償了由于溫度升高使材料回彈能力降低的影響，起自緊作用?！癘”形環(huán)密封結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封可靠，經(jīng)驗(yàn)較多?？蓮闹械蛪旱匠邏旱拿芊?，壓力可達(dá)280MPa，個(gè)別甚至達(dá)350～700MPa。溫度從常溫到350OC。“O”形環(huán)常用奧氏體不銹鋼小管制成，為改善密封性能，常在“O”形環(huán)外表面鍍銀。第九頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日10高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

1．楔形墊與平墊自緊密封(七)其他形式的自緊密封工作時(shí)浮動(dòng)的端蓋受內(nèi)壓作用升高將楔形墊壓緊，達(dá)到自緊目的。楔形墊有兩個(gè)密封面，靠斜面受力所得徑向分力將墊與筒體壓緊。這種結(jié)構(gòu)雖有自緊作用，但仍有主螺栓，主螺栓不僅要提供預(yù)緊力，浮動(dòng)端蓋所受到的介質(zhì)載荷也將由主螺栓承擔(dān)。因此主螺栓較大，使法蘭尺寸也較大。第十頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日11高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

1．楔形墊與平墊自緊密封(七)其他形式的自緊密封平墊自緊密封，其結(jié)構(gòu)如圖5—22所示，亦稱布里奇曼密封。它由螺栓套筒進(jìn)行預(yù)緊，工作時(shí)內(nèi)壓載荷加在端蓋上，從而使金屬平墊更加壓緊。這種密封結(jié)構(gòu)取消了大螺栓，預(yù)緊及工作密封載荷均由螺紋套筒承擔(dān)，但大直徑的裝拆困難，較少采用。第十一頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日12高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

2．三角墊、B形環(huán)、八角墊與橢圓墊密封(七)其他形式的自緊密封這些都是特殊形式的密封墊，見下圖。三角墊和B形環(huán)依靠工作介質(zhì)的壓力使密封圈徑向壓緊，從而產(chǎn)生自緊作用。它們的結(jié)構(gòu)都比較精細(xì)，接觸面小，加工要求高，B形環(huán)要求在密封槽內(nèi)有一定的過(guò)盈量，使制造與裝配的要求都大大提高。B形環(huán)密封在石油工業(yè)中較早采用，從中低壓到高壓以至在較高溫度下都有較可靠的密封性能，但自緊作用較小。金屬的八角墊及橢圓墊是煉油與加氫裝置中習(xí)慣采用的密封結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單可靠。第十二頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日13高壓密封的結(jié)構(gòu)形式

由于高壓管道在現(xiàn)場(chǎng)安裝，對(duì)連接的尺寸精度不可能過(guò)高，常出現(xiàn)強(qiáng)制連接的情況，帶來(lái)很大的附加彎矩或剪力。高壓管道的連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)給予特殊的考慮。(八)高壓管道密封采用球面金屬墊，形成球面與錐面之間的線接觸密封。能自動(dòng)適應(yīng)兩連接管道不直的情況，即自位性好，