法兰垫片全面解析
2023-07-06 关注次数:法兰垫片是垫在两片法兰中间的,起到密封作用的,它看着不起眼,却起到不可忽视的作用,法兰是通过螺栓的预紧力,使垫片和法兰密封面之间产生足够的压力,以使垫片表面产生的变形足以填补法兰密封面的微观不平度,达到密封的目的,法兰垫片是法兰连接是否会发生泄露的决定因素。
管法兰用聚四氟乙烯包履垫片按制造方式可分为三种型式:剖切型(S型)、机加工型(M型)、折包型(F型)。对于机加工型包履垫片,其包封层内径可与法兰内径一致,以防止流体在法兰处产生涡流。对于折包型包履垫片,它是由厚度为0.4~0.8mm的带状聚四氟乙烯薄膜,用热密封方法将两端热合后包在环状的芯材外面呈U形状,制造简便,适用于尺寸较大的法兰密封。
法兰垫片的分类
法兰垫片的材质有很多种,常见的法兰垫片有:橡胶垫,四氟垫,金属缠绕垫等等。
橡胶法兰垫片又分为:天然橡胶垫片、丁腈橡胶垫片、氯丁橡胶垫片等。
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℃。
聚四氟乙烯包履垫片是一种非金属复合型软垫片,一般由包封皮及嵌入物两部分组成。包封皮主要起抗腐蚀作用,通常由聚四氟乙烯材料制成,嵌入物(填料)为带或不带金属加强筋的非金属材料,通常由石棉橡胶板制成。
法兰垫片的分类
聚四氟乙烯包履垫片主要适用于全平面型及突面型钢制管法兰连接,适用公称压力PN为0.6~5.0MPa、工作温度为0~150 ℃的腐蚀介质或对清洁度有较高要求的介质。
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。
工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成,密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。其常用的材料有非金属材料,如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强橡胶基复合板等。此外,密封元件材料也可以是刚性或柔性的金属,通常用于压力和温度较高的场合。
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。
金属法兰垫片一般用于中、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。
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