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法兰之间为什么要用密封垫片?

发布日期:2024-03-19 13:41:57
法兰作为在石油化工装置、各种管道、管件、阀门、仪表和设备等最常见、最有效、最重要的链接形式之一,有着其独具的性能和优势。而绝大多数运用法兰的情况下,是由法兰、螺栓、垫片三者协同实现密封,其中任何一个部件出现问题,都会引起整个密封系统的泄露可能。

法兰的密封原理:通过螺栓的预紧力,使垫片和法兰密封表面之间产生足够的压力,垫片发生塑性变形以填充法兰密封面之间存在的微小间隙,堵塞介质泄漏通道,达到密封的效果。垫片实际上是法兰密封最重要的部件。

法兰连接所用的垫片有法兰绝缘组垫片,石墨垫片、聚四氟垫片、无石棉软垫片、橡胶垫片、缠绕垫片、金属复合垫片等多种,根据不同的温度压力和密封介质选择合适的密封材料。

法兰绝缘组垫片:
绝缘组是由一片大的绝缘垫片、每一个螺栓一个套管、每一个螺帽一个绝缘垫片及钢垫片组成,绝缘组是由被使用在两个不同材质的管线法兰防止腐蚀及有关完全导电绝缘保护,适用于近海的绝缘、海水环境、碳氢化合物、化学品绝缘、炼油厂及管线。通常采用 G10, G11, 酚醛等绝缘材料制作而成,具有耐腐蚀,耐高温和良好的密封性能,更好的防止泄露。
石墨垫片:
由纯石墨板或者增强石墨与金属复合而成,具有优良的热稳定性、自润滑、耐腐蚀性能,压缩回弹率优秀,可应用于管道、阀门等大多数密封系统。

金属缠绕垫片:
一般采用SUS304、SUS316等优质金属与石墨、聚四氟乙烯、非石棉等材料相互交替重迭螺旋缠绕而成,回弹性优秀,特别适用于负荷不均匀,温度与压力周期性变化,有冲击和震动的场合。

金属包覆垫片:
内部使用非金属材料,外部用特定的冷作工艺包覆金属薄板的复合型垫片,适用于直径较大的压力容器法兰密封,一般用于中、低压工况。

四氟垫片:
聚四氟乙烯垫片(PTFE),有着抗老化耐腐蚀绝缘等优良性能,在-100℃至100℃之间保持良好的机械强度,不会对任何介质形成污染,可以广泛地应用于食品、医药等行业中。

无石棉橡胶垫片:
芳纶、玻璃、无机、碳纤维等与橡胶等合成的无石棉密封材料,根据不同的配方和工艺,性能与用途也不同,一般可适用于绝大多数场合。

影响法兰密封主要因素:
实际使用工况的影响:压力,温度,介质的物化性质,温度和压力的变化程度过大过频繁,密封失效的可能性就更大。
垫片系数和压紧比的影响:我国目前选用的两者参数是通过查询 《钢制压力容器》,但是垫片系数和压紧比在实际情况下会存在一定差异,目前尚没有相对的规范。
螺栓预紧力的影响:提高螺栓预紧力,可以增加垫片的密封性能,但不能过大,否则容易压坏垫片,不能保证垫片有足够的密封性能。
垫片性能的影响:垫片自身的材料性能是决定密封性能的最主要关键,需要根据实际的使用情况来选择合适的垫片。
法兰刚度的影响:法兰刚度的不足会产生过大的变形,也是导致密封失效的主要原因之一。
密封面的影响:法兰密封面的形状和粗糙度需要和垫片相符合,通常情况下回弹率好的垫片密封性能更加优秀。
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