保證化工安全生產(chǎn)你不能不了解的墊片密封技術(shù)

首先我們要了解目前生產(chǎn)中主要存在兩大類(lèi)密封裝置：一類(lèi)為靜密封，一類(lèi)為動(dòng)密封?！虅?dòng)密封主要有軟填料密封、油封密封、迷宮密封、螺旋密封、動(dòng)力密封和機(jī)械密封等?！?/p>

靜密封通常有墊片密封、O型圈密封、螺紋密封等型式。流程君將以靜密封中的墊片密封為例，帶大家一同探求化工行業(yè)的密封世界~墊片密封墊片密封是由螺栓、法蘭和墊片組成的一種密封結(jié)構(gòu)，它是石油化工設(shè)備和管道中最常用的連接形式，其中墊片是最主要的密封元件，它的性能直接影響連接系統(tǒng)密封的可靠性?！蠲芊獾脑硗ㄟ^(guò)螺栓的預(yù)緊力，使墊片和法蘭密封面之間產(chǎn)生足夠的壓力，以使墊片表面產(chǎn)生的變形足以填補(bǔ)法蘭密封面的微觀(guān)不平度，達(dá)到密封的目的。墊片承受力為達(dá)到上述目的所作用到墊片上的最小單位壓緊力，稱(chēng)為比壓力。當(dāng)與法蘭連接的管道達(dá)到操作壓力時(shí)，因內(nèi)壓的軸向力的作用導(dǎo)致兩片法蘭有分開(kāi)的趨勢(shì)，而螺栓則有伸長(zhǎng)的趨勢(shì)，作用在墊片上的壓緊力將減少。當(dāng)作用在墊片有效截面上的壓緊力降至某一臨界值時(shí)，仍能保持密封，這時(shí)墊片上的剩余壓緊力即為墊片的有效緊固力。當(dāng)墊片上壓緊力小于有效緊固力時(shí)法蘭就會(huì)發(fā)生泄漏，甚至將墊片吹跑，因此墊片的有效緊固力必須大于管道的操作壓力。兩片法蘭密封面之間的距離，在操作狀態(tài)要比初始狀態(tài)大，這時(shí)墊片與法蘭密封面的緊密性是靠墊片的回彈力來(lái)保證的?？梢赃@么說(shuō)，在初始密封階段，墊片的表面塑性變形填補(bǔ)法蘭密封面的微觀(guān)不平度起決定性作用；而操作狀態(tài)下法蘭的密封，墊片內(nèi)部的彈性回復(fù)起主導(dǎo)作用。☆墊片的要求

對(duì)于化工行業(yè)來(lái)說(shuō)，

防火防爆是管控安全的一個(gè)大方向。為安全考慮可以選擇柔性石墨作為填充材料。如果墊片的有效壓縮載荷是有限制的，可以對(duì)墊片的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行修改以達(dá)到有效的密封。隨著石油化工等工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展，系統(tǒng)的溫度壓力越來(lái)越高，且生產(chǎn)工藝往往伴隨著強(qiáng)腐蝕性，強(qiáng)氧化性的介質(zhì)再加上國(guó)家關(guān)于節(jié)能減排，VOC低泄露環(huán)保法規(guī)的強(qiáng)制制定和出臺(tái)，如今用戶(hù)對(duì)墊片的各項(xiàng)性能，（如：密封性，耐溫性，耐腐蝕性，使用壽命以及性?xún)r(jià)比等）的要求越來(lái)越高。

為了更好的密封安全保障和使用體驗(yàn)，且順應(yīng)新的墊片標(biāo)準(zhǔn)（ASMEB16.20-2017）對(duì)纏繞墊片壓縮厚度，密封泄漏率及相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)程序、試驗(yàn)方法的新要求，福來(lái)西推出了“HPG”高性能密封墊片。本文將以該“HPG”高性能密封墊片為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明墊片密封的生產(chǎn)要求和標(biāo)準(zhǔn)。1.ASMEB16.20-2017標(biāo)準(zhǔn)

ASMEB16.20-2017標(biāo)準(zhǔn)是在原標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂，具體到纏繞墊片的修訂和改進(jìn)主要體現(xiàn)在如下2點(diǎn)：

a.SW-2.2結(jié)構(gòu)：標(biāo)準(zhǔn)石墨纏繞墊片在均勻，一定的面壓情況下，其壓縮厚度不小于3.43mm。而之前標(biāo)準(zhǔn)要求壓縮厚度為3.30mm+/-0.13mm。注意新標(biāo)準(zhǔn)中不同磅級(jí)的纏繞墊片承受測(cè)試面壓不同，如：52MPa-CL150;70MPa-CL300-CL600;140MPa-CL900以上。b.SW-2.6性能測(cè)試

：標(biāo)準(zhǔn)纏繞墊片在承受均勻，一定的墊片面壓情況下最大允許泄漏率為1.37×10-2mg/s.m,測(cè)試介質(zhì)濃度為97%以上甲烷，測(cè)試時(shí)長(zhǎng)4小時(shí)，且每5分鐘讀取3組數(shù)據(jù)，常溫測(cè)試溫度，測(cè)試壓力20bar-CL150;40bar-CL300以上，墊片面壓隨磅級(jí)變化，如：35MPa-CL150;56MPaCL300-CL400;70MPa-CL600以上。

2.“HPG”高性能密封墊片“HPG”高性能密封墊片是福來(lái)西公司通過(guò)對(duì)其制造工藝的改進(jìn)，密封材料的升級(jí)，制造的智能化從而使得墊片各項(xiàng)性能得到顯著提升改善的一種新型密封墊片。其是對(duì)舊標(biāo)準(zhǔn)纏繞墊片性能的升級(jí)，也是對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)（ASMEB16.20-2017）纏繞墊片相關(guān)要求的響應(yīng)，可用于實(shí)現(xiàn)密封性更好，使用壽命更長(zhǎng)及提供保障性更好的密封材料。

墊片的關(guān)鍵特點(diǎn)

☆密封更好

制造工藝和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)使得“HPG”高性能密封墊片完全符合ASMEB16.20-2017新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墊片壓縮厚度和墊片泄漏率值的要求。

“HPG”高性能密封墊片是高密繞帶比標(biāo)準(zhǔn)纏繞墊片多，使用了更加緊密的密封纏繞力，使得墊片承壓時(shí)的蠕變系數(shù)更高，載荷損失率更??；并且擠出到纏繞密封面上的石墨填料更多，密封面積更廣，減少了壓縮率的不穩(wěn)定，還能更好地彌補(bǔ)法蘭表面的缺陷，實(shí)現(xiàn)更低的泄漏率。

HPG高性能墊片VS普通纏繞墊片截面圖

??注：左圖為福來(lái)西墊片多功能測(cè)試平臺(tái)，采購(gòu)德國(guó)公司，按照EN15555標(biāo)準(zhǔn)可進(jìn)行墊片壓縮率，回彈率，蠕變，彈性模量，最大墊片應(yīng)力，泄漏率等進(jìn)行常溫，高溫等多種工況的性能測(cè)試，測(cè)試介質(zhì)更新為甲烷，添加火焰離子檢測(cè)功能，復(fù)合ASMEB16.20的新標(biāo)準(zhǔn)。右圖為福來(lái)西對(duì)“HPG”高性能墊片和全球知名品牌競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手普通墊片的泄漏率性能測(cè)試比較曲線(xiàn)，可以看到同樣的墊片應(yīng)力，“HPT”高性能墊片的泄漏率值可低到10-6mg/s.m,遠(yuǎn)超競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的墊片泄漏率以及標(biāo)準(zhǔn)要求?！钍褂脡勖L(zhǎng)

“HPG”高性能密封墊片使用了升級(jí)版的石墨填料SEL+,添加了抗氧化抑制劑，降低了鹵素含量，使其具有更高的潔凈度和抗氧化燒失的能力，更強(qiáng)的防止法蘭發(fā)生點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕的能力。

石墨特性成分工業(yè)級(jí)石墨福來(lái)西

SEL+硫≤750ppm≤300ppm氯≤50ppm

≤10ppm氟≤50ppm≤10ppm鹵素≤500ppm≤310ppm*氧化反應(yīng)（每小時(shí)）>18%<1.5%SEL+石墨提供改進(jìn)性的物理特性包括：

a.低鹵素含量:總硫離子含量<300ppmvs500ppm(普通石墨硫離子含量);總游離氯離子含量<10ppmvs25ppm(普通石墨氯離子含量).

b.抑制性石墨:實(shí)際燒失率<1.5%注：如圖為福來(lái)西公司實(shí)驗(yàn)室用失重測(cè)試設(shè)備，針對(duì)市場(chǎng)上常用10種石墨在670℃高溫下進(jìn)行的氧化燒失測(cè)試，測(cè)試結(jié)果差異明顯，“F,G,H”普通低等級(jí)石墨實(shí)驗(yàn)工況下4小時(shí)的燒失率甚至達(dá)到97.4%，而FlexitallicSEL+石墨的燒失率僅有3.2%/4hr。

☆制造更加智能化

二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的簡(jiǎn)化，材料的可追蹤性。“HPG”高性能密封墊片在其碳鋼外環(huán)上采用了二維編碼及用激光印刻墊片批號(hào)。確保了每一片墊片材料的可追蹤性，包括內(nèi)外環(huán)，填料的爐號(hào),批次號(hào)等信息。通過(guò)二維碼掃描或者在搜索引擎上輸入批號(hào)，客戶(hù)可以快速查詢(xún)獲取墊片的詳