法兰密封与垫片

法兰密封与垫片2020/2/23MaintenanceDepartment1法兰密封五要素影响法兰密封的5个因素ABCD预紧力是通过法兰密封面传递给垫片，必须使预紧力均匀地作用于垫片采取增加螺栓个数、减小螺栓直径的办法对密封是有利的螺栓预紧力是影响密封的一个重要因素。预紧力必须使垫片压紧并实现初始密封条件。预紧力也不能过大，否则将会使垫片被压坏或挤出。螺栓预紧力456Wilmar©2014预紧碟型弹簧碟簧是螺栓预紧力补偿的机械零件明确工况：设备，温度，腐蚀，螺栓状况明确产品：螺栓预紧，阀门预紧，缓冲拉伸，简易防松螺栓等级扭矩表8Wilmar©2014碳钢RF法兰螺栓压紧力矩表92020/2/23MaintenanceDepartment常见密封面类型MFMFFRFTG全平面FF凹凸面MFM突面RF榫槽面TGWilmar©2014全平面FF全平面密封结构，外形无任何突起和沟槽。仅适用于压力较小的场合。112020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014突面RF表面是一个光滑的平面，也可车制密纹水线。密封面结构简单，加工方便，且便于进行防腐衬里。但是，这种密封面垫片接触面积较大，预紧时垫片容易往两边挤，不易压紧。122020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014凹凸面MFM密封面是由一个凸面和一个凹面相配合组成，在凹面上放置垫片，能够防止垫片被挤出，故可适用于压力较高的场合。132020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014榫槽面TG密封面是由榫和槽所组成的，垫片置于槽中，不会被挤动。垫片可以较窄，因而压紧垫片所需的螺栓力也就相应较小。即使用于压力较高之处，螺栓尺寸也不致过大。因而，它比以上两种密封面均易获得良好的密封效果。密封面的缺点是结构与制造比较复杂，更换挤在槽中的垫片比较困难。此外，榫面部分容易损坏，在拆装或运输过程中应加以注意。榫槽密封面适于易燃、易爆、有毒的介质以及较高压力的场合。当压力不大时，即使直径较大，也能很好地密封。142020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014其他形式对于高压容器和高压管道的密封，密封面可采用锥形密封面或梯形槽密封面，它们分别与球面金属垫片（透镜垫片）和椭圆形或八角形截面的金属垫片配合。密封面可适用于压力较高的场合，但需要的尺寸精度和表面光洁度高，不易加工。152020/2/23MaintenanceDepartment非金属金属混合橡胶PTFE硅胶石棉（已淘汰）复合材料由金属和非金属混合制作而成金属包垫片缠绕垫片垫片垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹能力是形成密封的必要条件，最常用的垫片可分为：金属常见非金属垫片17常见非金属垫片18Wilmar©2014优点:柔软、压缩性、螺栓载荷低公称压力PN工作温度℃NR≤16﹣50～﹢80CR≤16﹣20～﹢100NBR≤16﹣30～﹢110SBR≤16﹣20～﹢90EPDM≤16﹣30～﹢140FKM≤16﹣50～﹢200有机纤维﹣40～﹢290无机纤维﹣40～﹢290PTFE≤16﹣100～﹢200e-PTFER-PTFE柔性石墨RSB≤63﹣240～﹢650(用于氧化性介质时：﹣240～﹢450)高温云母≤63﹣196～﹢900﹣200～﹢250聚四氟乙烯增强柔性石墨板高温云母板填充聚四氟乙烯板膨胀聚四氟乙烯板或带≤40一非金属平垫片种类NAS≤40非石棉纤维橡胶非石棉纤维橡胶压制板类别橡胶名称天然橡胶氯丁橡胶丁腈橡胶丁苯橡胶三元乙丙橡胶氟橡胶适应范围代号聚四氟乙烯板Wilmar©2014垫片厚度•理论上讲，垫片的厚度越小密封越好！但是垫片的厚度取决于法兰间的间隙。•常规厚度1~2毫米•如法兰间隙大于10毫米，如何密封？202020/2/23MaintenanceDepartment2mm2mm3mm3mm1000以上1.5mm2mm2mm2mm501～10001.5mm1.5mm1.5mm2mm201～5001mm1mm1mm1.5mm0～200温度»200℃温度«200℃温度»200℃温度«200℃压力»50bar压力«50barDN/mmWilmar©2014宽度选择01002003004005006007008009001000DN/mm8070605040302010垫片有效宽度/mmPN64PN40PN25PN16PN10PN6Wilmar©2014大法兰间隙的垫片选择•如法兰间隙大于10毫米，采用两张1.5毫米垫片，中间加7毫米金属圈。222020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014非金属垫片•垫片的相关术语•压缩量，1）压缩不足，负载不足的垫片比适当负载的垫片有更高的泄露率2）压缩过量，过量压缩可能导致垫片压损，从而加速垫片的老化甚至立即失效3）压缩不均，垫片的失效主要从低负载区域产生，特别当产生冲击负载时。232020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014垫片的蠕变•垫片随着压力的减退同时而应变增加这样一个短暂的压力应变的情况•比较难以了解，简单的说：垫片被压缩不能回复到原始尺寸，密封性能降低，聚四氟乙烯PTFE就有这样的特性。•垫片材料的选择应根据温度、压力以及介质的腐蚀情况决定，同时还要考虑密封面的形式、螺栓力的大小以及装卸要求等242020/2/23MaintenanceDepartment材料密封面压力MPa温度介质中压橡胶、其他复合板光滑、凹凸≤2.5≤150压缩空气、惰性气体、氨光滑≤1.6≤300蒸汽、水聚四氟乙烯光（凹凸）≤1.6≤200多种油品、油气、溶剂、石油化工原料及产品耐油橡胶板光（凹凸）2.5≤200≤1.6≤50液化石油气金属缠绕垫片0Cr13（0Cr19Ni9）钢带+特制石棉（石墨）凹凸4.0～6.4≤60惰性气体，蒸汽光（凹凸）2.5≤450多种油品、油气、溶剂、石油化工原料及产品，蒸汽凹凸4≤450氢气、石油混合汽，蒸汽6.4≤450金属包裹垫片铁皮（铝皮）+特制石棉、0Cr13（0Cr19Ni9）+特制石棉光（凹凸）2.5≤450凹凸4≤450氢气、石油混合汽6.4≤450柔性石墨混合垫石墨+金属骨架（0Cr13、0Cr19Ni9等）光（凹凸）2.5≤450多种油品、油气、溶剂、石油化工原料及产品凹凸4≤450氢气、石油混合汽，蒸汽（较高压）6.4≤450金属环垫10、0Cr13、0Cr19Ni9梯形槽6.4≤4502020/2/23MaintenanceDepartment25Wilmar©2014各种橡胶材质密封圈Wilmar©2014氟橡胶分类氟橡胶23，国内俗称1号胶，为偏氟乙烯和三氟氯乙烯共聚物。氟橡胶26，国内俗称2号胶，杜邦牌号VITONA，为偏氟乙烯和六氟丙烯共聚物，综合性能优于1号胶。氟橡胶246，国内俗称3号胶，杜邦牌号VITONB，为偏氟乙烯、四氟乙烯、六氟丙烯三元共聚物，氟含量高于26胶，耐溶剂性能好。氟橡胶TP，国内俗称四丙胶，旭硝子牌号AFLAS，为四氟乙烯和碳氢丙烯共聚物，耐水蒸汽和耐碱性能优越。偏氟醚橡胶，杜邦牌号VITONGLT，为偏氟乙烯、四氟乙烯、全氟甲基乙烯基醚、硫化点单体四元共聚物，低温性能优异。全氟醚橡胶，杜邦牌号KALREZ，低温性能优异，氟含量高，耐溶剂性能优异。氟硅橡胶，低温性能优异，具有一定耐溶剂性能。氟橡胶生产供应商不止杜邦一家，在中国市场上，进口氟橡胶供应商还有美国3M，日本的大金和欧洲的Solvay。我们自己国产的有3F、晨光、东岳等等。Wilmar©2014聚四氟乙烯弹性带5mm6mm7mm8mm密度0.75g/cm39mm10mm的密度0.8g/cm3举例：20宽×5厚×0.75密度=75克/每米假货密度：1.0g/cm3·使用温度:-128℃～+260℃·PH值:0～14·使用压力:＜2MPa（液体1MPa·(气体)·密度:0.7(±0.05)g/cm3它是100%的聚四氟乙烯制品，品质柔软，可任意挠曲，具有优异的压缩回弹性，很好的柔韧性，高度可压缩性，优异的耐腐蚀性，不老化性，耐蠕变性，低磨擦系数和很高的抗张强度，取一段任意长度的带子，粘贴于密封面(本身带胶)只要两端相叉相迭，即可构成一个密封垫，是各种管配件及机械设备法兰面极其理想的密封材料。Wilmar©2014金属与非金属混合垫片金属与非金属混合垫片有金属包垫片及缠绕垫片等。金属包垫片是用薄金属板（镀锌薄钢板、0Cr18Ni9等）将非金属包起来制成的；金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带)与石棉带一起绕制而成。这种缠绕式垫片有不带定位圈的和带定位圈的两种。金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能，适应的温度与压力范围较高一些。292020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014金属缠绕垫金属缠绕垫片为半金属密封垫中回弹性最佳的垫片302020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014金属缠绕垫片•金属缠绕垫片是目前应用广泛的一种密封垫片，为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片。•由V形或W形薄钢带与各种填充料交替缠绕而成，能耐高温、高压和适应超低温或真空下的条件使用。•通过改变垫片的材料组合，可解决各种介质对垫片的化学腐蚀问题。•其结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作，为加强主体和准确定位，缠绕垫片设有金属内加强环和外定位环，利用内外钢环来控制其最大压紧度。•对垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。312020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014金属缠绕垫片的主要用途•回弹性优良的金属缠绕垫片能够对管道系统的压力热循环和振动进行自动调整，特别适用于负荷用于石化、机械、电力、冶金、造船、医药、原子能和宇航等部门。不均匀、接合力易松弛，温度与压力周期性变化、有冲击或震动的场合。是阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处的静密封原件322020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014金属缠绕垫片的性能1、适用范围广。能耐高温、高压和适应超低温或真空下使用。2、应用补偿能力强。在高温、高压波动频繁的工位上，密封性能稳定、可靠性强。3、有良好的密封性能。4、使用安装方便。332020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014基本型金属缠绕垫（A型）342020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014带外环金属缠绕垫（B型）352020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014带内环金属缠绕垫（C型）362020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014带内外环金属缠绕垫（D型）372020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014ASME金属缠绕垫片螺栓压紧力矩表-Class150382020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014ASME金属缠绕垫片螺栓压紧力矩表-Class300392020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014ASME金属缠绕垫片螺栓压紧力矩表-Class600402020/2/23MaintenanceDepartmentWilmar©2014金属齿形垫片齿形垫片指由金属平环，用特定加工工艺在环平面上加工出成90度夹角波形、锯齿状的金属垫片。适用于高压、高温部位。耐腐蚀性强,密封作用稳定、可靠广泛应用于化工厂、电厂、核电站等的法兰及连接处。根据使用部位和要求的不同，金属齿形垫片可以做成带内外定位环和两面加帖柔性石墨或聚四氟乙烯薄片的组合型垫片。Wilmar©2014金属包覆垫片以柔性石墨、陶瓷纤维、石棉及无石棉板作为填充，外包不锈钢、马口铁