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- 1、常用的八种密封垫片(八大国产密封垫片种类!)
- 2、八种法兰密封垫,你都知道吗?它们的使用场合与范围介绍
1、常用的八种密封垫片(八大国产密封垫片种类!)
常用的八种密封垫(国产密封垫八种!)
1.工业橡胶板。
天然橡胶适用于水、海水、空气体、惰性气体、碱、盐水溶液等介质,但不耐矿物油和非极性溶剂,长期使用温度不超过90℃,低温性能优异,可在-60℃以上使用。
丁腈橡胶适用于石油产品,如石油、润滑油、燃料油等。其长期使用温度为120℃,如耐热油150℃,耐-10~-20℃低温。
氯丁橡胶适用于海水、弱酸、弱碱、盐溶液,具有优异的耐氧、耐臭氧老化性能。其耐油性次于丁腈橡胶,优于其他通用橡胶。其长期使用温度低于90℃,最高使用温度不超过130℃,低温为-30~-50℃。
氟橡胶品种繁多,耐酸、抗氧化、耐油、耐溶剂性能好。几乎可用于所有酸性介质、部分油品和溶剂,长期使用温度低于200℃。
橡胶板作为法兰垫片,多用于经常拆卸的管道或人孔、手孔,压力不超过1.568MPa,在各种垫片中,橡胶垫片最软,粘接性能好,在较小的预紧力下就能发挥密封效果。为此,承受内压时,由于垫片较厚或硬度较低,容易被挤压。
橡胶板在苯、酮、醚等有机溶剂中使用时,容易膨胀、增重、软化、变粘,导致密封失效。一般溶胀度超过30%就不能用了。
在低压(特别是0.6MPa以下)和真空条件下,使用橡胶垫更合适。橡胶致密性好,透气性低。比如氟橡胶是最适合真空容器的密封垫,真空度最高可达1.310-7Pa。当橡胶垫在10-1~10-7Pa真空范围内使用时,需要烘烤和抽气。
2.石棉橡胶板。
与其他垫片相比,价格更低,使用方便;最大的问题是,虽然垫片材料中加入了橡胶和一些填料,但仍然无法完全填充起串通的微小孔隙,存在微渗透。因此,在高污染介质中,即使压力和温度不高,也不能使用。在一些高温油介质中使用时,通常在使用后期,由于橡胶和填料的碳化,强度降低,材料变得疏松,导致界面和垫片内部渗透,导致结焦冒烟。此外,石棉橡胶板在高温下容易粘附在法兰密封面上,给更换垫片带来很多麻烦。
在受热条件下,垫片在各种介质中的使用压力取决于垫片材料的强度保持率。石棉纤维材料中存在结晶水和吸附水。在10℃时,纤维间已析出2/3的吸附水,纤维的拉伸强度降低约1%。在368℃时,所有的吸附水都析出,纤维的拉伸强度降低了20%左右。当温度超过500℃时,结晶水开始沉淀,强度更低。对石棉橡胶板的强度也有很大影响。大红豆博客。例如,在航空空润滑油和航空空燃料油中,400 #耐油石棉橡胶板的横向抗拉强度相差80%,这是由于航空空燃料油比航空空润滑油对板内橡胶的溶胀更严重。综合考虑以上因素,国产石棉橡胶板XB450的推荐安全使用范围为:温度250℃~300℃,压力3 ~ 3.5MPa400号耐油石棉橡胶板的使用温度不应超过350℃。
石棉橡胶板含有氯离子和硫化物,吸水后易与金属法兰形成腐蚀性原电池。特别是耐油石棉橡胶板的硫含量比普通石棉橡胶板高几倍,不适合在非油性介质中使用。垫片在油和溶剂介质中膨胀,但在一定范围内,对密封性能影响不大。如400 #耐油石棉橡胶板在常温航空空燃料中浸泡24小时,要求吸油重量不超过15%。
国产石棉橡胶板与国外名牌产品还有一定差距。某单位统计显示,350℃以上使用石棉橡胶板的油介质大部分是进口产品。日本石油工业标准JPI-7S-71《石油工业用石棉橡胶板使用标准》的使用寿命约为一年。
3.聚四氟乙烯。
特氟隆在压力和高温下容易发生冷流和蠕变,因此一般用于低压、中温、高腐蚀性和无污染的介质,如强酸、强碱、卤素、药物等。安全工作温度为150℃,压力低于1MPa。填充聚四氟乙烯虽然强度较高,但使用温度不超过200℃,耐腐蚀性下降。PTFE填料垫的最大使用压力一般不超过2MPa。
随着温度的升高,材料发生蠕变,密封压力明显下降。即使温度不升高,密封面的压缩应力也会随着时间的延长而降低,导致“应力松弛”。这种现象在各种垫片中都会出现,但PTFE垫片应力松弛严重,应引起重视。
PTFE的摩擦系数较小(压缩应力大于4MPa,摩擦系数为0.035~0.04),预紧时垫片容易向外滑动,最好采用凹凸法兰面。当使用平法兰时,垫圈的外径可以与螺栓接触,螺栓可以防止垫圈向外滑动。由于搪玻璃设备是在金属表面喷一层瓷釉后烧结而成,釉层很脆,由于喷釉不均匀,釉层流动,法兰面平整度差。使用金属复合垫片容易损坏釉层,建议使用以石棉板和橡胶为芯材的PTFE填料。这种填料容易与法兰面贴合,耐腐蚀,使用效果好。
很多工厂在低温低压的强腐蚀介质中,使用聚四氟乙烯胶带包裹石棉橡胶板,用于经常拆除的人孔和管道。因为生产和使用方便,所以很受欢迎。
4.石棉树脂板和浸渍石棉板垫圈。
用于各种酸性介质中的管道、泵、阀门和进出口法兰,使用温度80℃,压力0.6兆帕以下。
石棉垫片适用于压力低于0.1兆帕、温度不超过800℃的低压和高温条件。根据设备的具体要求,可以编织不同宽度、厚度和直径的垫片。或者切割石棉带,直接贴在法兰表面。用于大型硫酸、硝酸氧化炉及一些未经加工的设备接口,效果远超原石棉绳。
5.金属涂层石棉衬垫。
石棉板或石棉橡胶板涂有金属片,使其不与介质直接接触,避免了石棉纤维强度的下降,克服了渗漏现象,从而扩大了石棉橡胶板的应用范围。金属包覆石棉垫片的使用温度一般为450℃(有的为600~700℃,如在常压~0.16MPa的烟气中),使用压力为4MPa,最高可达6MPa。如果压力再次增大,垫片容易发生错流,芯材从搭接处挤出。
由于金属涂层石棉垫片需要较大的螺栓拧紧力,即使使用压力低于2.45MPa,也不能使用pg25 kg以下的法兰。否则法兰和螺栓刚性不够,变形会导致密封失效。有人认为,如果将芯材换成弹性更好的合成橡胶,其紧固力会降低。否则,由于芯材软化后,紧固力被芯材吸收,无法提供金属板贴附于法兰面所需的紧固力,容易损坏坐垫。此外,在含有较多氯离子的介质和酸性介质中,不锈钢填料与铁填料的连接处容易发生缝隙腐蚀。
当温度高于450℃时,可采用陶瓷纤维或碳纤维作为芯材。某钢铁厂在1100℃条件下使用了一种金属包覆陶瓷纤维垫片,使用两年未损坏。柔性石墨是最适合红豆博客的核心材料。目前,国内已批量生产金属涂层柔性石墨毡。其使用效果优于金属包覆石棉垫。
金属填料垫可制成各种形状,广泛用于各种换热器、反应器大盖、装卸孔、人孔法兰等。直径为2米的铁包垫是中国制造的,使用情况良好。
金属填料垫表面贴有一层柔性石墨片。与同类表面未涂覆的金属填料相比,该垫片的预紧比压更小,密封性能更好。
目前国内还没有这种产品,所以一些单位已经将现有的柔性石墨波纹带粘贴在金属填料垫、金属平垫、齿垫甚至石棉橡胶垫的表面,解决了很多泄漏问题。比如某厂换热器压力5.88MPa,温度450℃,介质为氢气/油气。使用了金属平垫和齿形垫,都有渗漏。通过在背部平垫上粘贴柔性石墨褶皱带解决了这个问题。需要指出的是,这种垫片形式是解决法兰垫片泄漏的简单措施,粘贴柔性石墨带的和易性直接影响设备的正常运行。如果在胶带背面涂上一层胶水,可以提高涂层质量。
6.金属绕组垫。
金属缠绕垫巧妙地利用了金属的耐热性、回弹性和强度以及非金属材料的柔软性,密封性能更好,不锈钢带缠绕柔性石墨垫的性能最好。其预紧比压小于石棉缠绕垫,无石棉纤维毛细渗漏缺陷。
在油介质中,0Cr13多用于金属带材,其他介质推荐1Cr18Ni9Ti。
气体介质采用带柔性石墨缠绕垫的不锈钢,使用压力为14.7兆帕(国内可达19.6兆帕),液体中可达30兆帕。温度为-190~+600℃(无氧低压下可使用至1000℃)。
聚四氟乙烯具有良好的耐低温性能,其低温屈服强度远高于常温。因此,聚四氟乙烯伤口垫可用于低温介质,如液态烃等。同时,由于添加金属带提高了导热性能,PTFE缠绕垫的使用温度可达250℃,在酸性介质中可达9MPa和200℃。
缠绕垫适用于压力和温度波动较大的换热器、反应器、管道、阀门和泵的进出口法兰。中压和温度超过300℃的应考虑内圈、外圈或内外圈。如果采用凹凸法兰,带内圈的绕线垫效果更好。
在柔性石墨缠绕垫的两侧粘贴柔性石墨板也可以获得良好的密封效果。某大型化肥厂余热锅炉是高温高压的关键设备,其外圈包裹柔性石墨,满负荷不漏,减负荷漏。垫片两侧增加0.5毫米厚的柔性石墨板,切割成圆弧形,接头部分采用斜接头搭接,使用状态良好。
7.金属平垫、波纹垫和齿形垫金属平垫和金属波纹垫。
一般用于直径较小的中高压阀门、管道和设备法兰。前者的操作压力为1.568 ~ 31.36兆帕,后者为1.568 ~ 3.92兆帕。垫圈的材料应根据介质和温度进行选择。
8、八角垫和椭圆形垫。
梯形槽法兰使用的八角垫片和椭圆垫片(炼油行业俗称“土钢圈”)密封性能好。在凹槽的锥形表面上,八边形垫是表面接触的,而椭圆形垫是线接触的。因此,椭圆形垫在低紧固力下具有良好的贴合性,但需要紧固两次。八角垫一次紧固后不易渗漏。它们的缺点是需要很大的螺栓拧紧力。当用于低压和高温时,法兰等级必须高于pg25 kg。
2、八种法兰密封垫,你都知道吗?它们的使用场合与范围介绍
01
工业橡胶
天然橡胶适用于水、海水、空气、惰性气体、碱类、盐类水溶液等介质,但不耐矿物油和非极性溶剂,长期使用温度不超过90℃,低温性能优异,可在-60℃以上使用。
丁腈橡胶适用于石油类产品,如石油、润滑油、燃料油等,长期使用温度为120℃,如在热油中可耐150℃,低温为-10~-20℃。
氯丁橡胶适用于海水、弱酸、弱碱、盐溶液,耐氧和臭氧老化性能优异,耐油性次于丁腈橡胶而优于其他通用橡胶,长期使用温度低于90℃,最高使用温度不超过130℃,低温为-30~-50℃。
氟橡胶有多个品种,它们分别具有良好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐溶剂性能。可以在几乎所有的酸类介质以及一些油和溶剂中使用,长期使用温度低于200℃。
橡胶板材作为法兰垫片,多用于管道或经常拆卸的人孔、手孔,压力不超过1.568MPa。因在各类垫片中,橡胶垫片最软,贴合性能好,在较小的预紧力下就能发挥密封效果。正因如此,在承受内压时,因垫片偏厚或硬度偏低而容易被挤出。
橡胶板材在苯、酮、醚等有机溶剂中使用,易出现溶胀、增重、变软、发粘现象,导致密封失效。一般溶胀度超过30%就不能使用。
在低压(尤其是0.6MPa以下)、真空情况下,采用橡胶垫较为适宜。橡胶材料致密性好,透气率低。例如氟橡胶,最适宜作真空容器的密封垫片,真空度最高可达1.3×10-7Pa。橡胶垫在10-1~10-7Pa真空度范围使用时,需经烘焙和抽气处理。

02
石棉橡胶板

价格较其它垫片低,使用方便;最大问题是:垫片材料虽然加入了橡胶和一些填充剂,仍无法将那些串通的微小孔隙完全填满,存在微量渗透。故在污染性极强的介质中,即使压力、温度不高也不能使用。当用于一些高温油类介质时,通常在使用后期,由于橡胶和填充剂碳化,强度降低,材质变疏松,便在界面和垫片内部产生渗透,出现结焦和发烟现象。另外,石棉橡胶板在高温下易粘结在法兰密封面上,给更换垫片带来了许多麻烦。
在受热状态下,垫片在各种介质中的使用压力取决于垫片材料的强度保持率。石棉纤维材料中存在着结晶水和吸附水。110℃时,纤维之间的吸附水已有2/3析出,纤维的抗拉强度约降低10%;368℃时,吸附水全部析出,纤维的抗拉强度约降低20%;超过500℃,结晶水开始析出,强度则更低。
介质对石棉橡胶板的强度影响也很大。例如,在航空润滑油和航空燃油中,400号耐油石棉橡胶板横向抗拉强度相差80%,这是由于航空燃油对板材中橡胶的溶胀比航空润滑油严重之故。考虑到上述因素,国产石棉橡胶板XB450的推荐安全使用范围:温度250℃~300℃,压力3~3.5MPa;400号耐油石棉橡胶板使用温度不宜超过350℃。
石棉橡胶板含有氯离子和硫化物,吸水后容易与金属法兰形成腐蚀原电池,尤其是耐油石棉橡胶板中硫磺含量高出普通石棉橡胶板好几倍,故在非油性介质中不宜使用。垫片在油品和溶剂类介质中会发生溶胀现象,但在一定范围内,对密封性能基本没有什么影响。例如,400号耐油石棉橡胶板在常温航空燃油中作24小时浸泡试验,要求因吸油重量增加不得超过15%。
国产石棉橡胶板与国外名牌产品相比尚有一定差距。某单位的统计数字表明,在超过350℃的油介质中,凡使用石棉橡胶板不漏的大多为进口产品。日本石油工业标准JPI-7S-71《石油工业用石棉橡胶板使用标准》,使用期限约为一年。

03
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯在受压及高温下易冷流及蠕变,故一般用于低压、中温、强腐蚀以及不允许污染的介质,如强酸、强碱、卤素、药品等。安全使用温度在150℃,压力 1MPa以下。填充聚四氟乙烯虽然强度高些,但使用温度也不超过200℃,且耐腐蚀能力下降。聚四氟乙烯包垫最高使用压力一般不超过2MPa。
由于温度升高,材料发生蠕变,致使密封压力明显下降。即使不升温,随着时间的延长,密封面的压紧应力也会下降,产生“应力松弛现象。该现象在各种垫片中都会产生,只是聚四氟乙烯垫的应力松弛现象较为严重,应予注意。
聚四氟乙烯的摩擦系数较小(压紧应力大于4MPa,摩擦系数为0.035~0.04),预紧时垫片易向外滑移,所以最好采用凹凸式法兰面。当采用平面法兰时,可将垫片外径接触螺栓,利用螺栓阻止垫片外滑。
由于搪玻璃设备是在金属表面喷涂了一层瓷釉后烧结而成的,釉层很脆,加之喷涂不均匀和釉层流动,法兰表面平面度较差。采用金属复合型垫片易损坏釉层,所以推荐使用芯材由石棉板加橡胶的聚四氟乙烯包垫。这种包垫既容易与法兰面贴合又耐腐蚀,使用效果良好。
有许多厂在温度、压力不高的强腐蚀介质中,采用石棉橡胶板外缠聚四氟乙烯生料带,用于经常拆卸的人孔、管道上。由于制作、使用方便,颇受欢迎。


04
石棉树脂板和浸渍石棉板垫片
多用于各种酸性介质的管道、泵、阀、进出口法兰,其使用温度在80℃、压力在0.6MPa以下。
石棉编制垫片适用于压力0.1MPa以下,温度不超过800℃的低压、高温工况。并可根据设备的具体要求,编织成不通宽度、厚度、直径的垫片。或将石棉带剪下后直接敷在法兰表面。它用于大型硫酸、硝酸氧化炉以及一些未经加工的设备接口处,效果远远超过原来的石棉绳。

05
金属包石棉垫
由金属薄板包覆石棉板或石棉橡胶板,使其不与介质直接接触,避免了石棉纤维强度下降,客服了渗漏现象,从而扩大了石棉橡胶板的使用范围。
一般金属包石棉垫使用温度为450℃(个别也有达600~700℃,如在常压~0.16MPa的烟道气中),使用压力为4MPa,最高可达6MPa。如压力再增高,垫片易产生横流现象,芯材从搭接处挤出。
由于金属包石棉垫需要较大的螺栓拧紧力,即使当使用压力低于2.45MPa,也不能采用pg25公斤级以下的法兰。否则,法兰、螺栓的刚度就显得不够,产生变形而导致密封失效。有人认为,若将芯材改为弹性较好的合成橡胶,其紧固力就会下降。其实不然,因为芯材改软后,紧固力被芯材吸收,不能提供金属板在法兰面上贴合所需的紧固力,包垫反容易被极坏。另外,在含氯离子较多的介质以及酸性介质中,不锈钢包垫及铁皮包垫的搭接处易产生缝隙腐蚀。
温度高于450℃,芯材可使用陶瓷纤维或碳纤维。某钢铁厂采用金属包陶瓷纤维垫片用于1100℃的高温,使用二年尚未损坏。柔性石墨作芯材是最合适的。目前,国内已批量生产金属包柔性石墨垫。其使用效果优于金属包石棉垫。
金属包垫能制成各种形状,大量用于各种热交换器、反应器的大盖、装卸孔、人孔法兰等。国内曾制作过直径为2m的铁包垫,使用情况良好。
在金属包垫的表面贴覆一层柔性石墨薄板,这种垫片与表面未包覆的同类金属包垫相比,预紧比压较小,密封性能更佳。图2-9为两者压紧应力与泄漏量的关系曲线。
目前国内尚无此产品,故有的单位将现有的柔性石墨皱纹带贴在金属包垫以及金属平垫、齿形垫甚至石棉橡胶垫表面,解决了许多泄漏难题。例如某厂的热交换器,压力为5.88MPa、温度450℃,介质为氢/油气。曾用过金属平垫、齿形垫,均有泄漏。后在平垫上贴了柔性石墨皱纹带,解决了这一问题。应该指出,这种垫片形式是一种解决法兰垫片泄漏的简便措施,贴覆柔性石墨带的工作性质量直接影响设备能否正常运转。若在带材背面涂刷一层胶水,可提高贴覆质量。

06
金属缠绕垫
金属缠绕垫巧妙地利用金属的耐热性、回弹性和强度以及非金属材料的柔软性,所以密封性能较好,其中又以不锈钢带缠绕柔性石墨垫的性能为最佳。其预紧比压较石棉缠绕垫小,不存在石棉纤维毛细孔渗漏的缺点。图2-10为两者预紧比压与泄漏量的关系曲线。在油介质中,金属带材多使用0Cr13,而其它介质则推荐使用1Cr18Ni9Ti。
不锈钢带柔性石墨缠绕垫在气体介质中,使用压力为14.7MPa(国内有高达19.6MPa),在液体中可用至30MPa。温度-190~+600℃(在无氧、低压情况下可用至1000℃)。
聚四氟乙烯的耐低温性能良好,它在低温下的屈服强度大大高于常温时的强度。所以聚四氟乙烯缠绕垫可用于低温介质,如液态烃等。同时,因加入金属带提高了导热性,聚四氟乙烯缠绕垫使用温度可达250℃,在酸性介质中可用至9MPa、200℃。
缠绕垫用于压力和温度波动较大的换热器、反应器、管道、阀门、泵进出口法兰较为合适。对于中等以上压力、温度超过300℃者,应考虑使用带内环、外环或内外环。若使用凹凸面法兰,配带内环的缠绕垫效果更好些。
在柔性石墨缠绕垫两面贴覆柔性石墨板也能取得好的密封效果。某大型化肥厂废热锅炉属高温高压关键设备,用带外环的柔性石墨缠绕垫,满负荷时不漏,减负荷时则漏。在垫片两面增加了0.5mm厚的柔性石墨板,剪成圆弧状,接头部分采用斜口搭接,使用情况良好。


07
金属平垫和金属波形垫
一般用于中、高压阀门、管道和直径较小的设备法兰上。使用压力则根据温度的不同,前者为1.568~31.36MPa,后者为1.568~3.92MPa。垫片材质根据介质和温度选取。


08
八角垫和椭圆垫
用于梯形槽面法兰的八角垫和椭圆垫(炼油行业俗称“土钢圈”)密封性能均好。在沟槽的锥面上,八角垫为面接触而椭圆垫是线接触。因此,椭圆垫在低紧固力下贴合性好,但需进行二次紧固;而八角垫一般一次紧固后,不易出现泄漏。它们的不足之处为要求较大的螺栓拧紧力,当用于低压高温情况时,法兰等级须在 pg25公斤级以上。

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