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發布時間：2021-01-08 17:40
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石墨密封墊片選擇哪個好？
想必很多人對石墨密封墊片都不陌生，對它的功能也是如數家珍，但是石墨密封墊片的種類有很多，各種不同材質的墊片應用也各有不同，性能差別很大。那么哪種材質比較好呢？具體要怎么選擇？
選擇石墨密封墊片的材料主要取決于下列三種因素：溫度、壓力、介質。推薦d工作溫度不超過538℃，特別當介質具有氧化性時。薄碳鋼板地不適合應用于制造無機酸、中性或酸性鹽溶液的設備，如果碳鋼受到在的應力，用于熱水工況條件下的設備事故率非常高。碳鋼墊片通常用于高濃度的酸和許多堿溶液。布氏硬度約120。含碳量不超過0.03%。推薦d工作溫度不超過760℃。耐腐蝕性能類似304不銹鋼。低的含碳量減少了碳從晶格的析出，耐晶界腐蝕性能高于304不銹鋼。布氏硬度約140。材料不含樹脂或無機物的全石墨材料，可分為摻入金屬或不摻入金屬元素石墨材料。石墨密封墊片可粘接以至可制造直徑超過600MM管道墊片。對許多酸、堿、鹽和有機合物和傳熱溶液，甚至高溫溶液具有非常優異的耐蝕性能。它不能熔化，但超過3316℃時將升華。鏟刮法利用鏟刀斜刃緊貼密封面，鏟除墊片及其殘渣此法特別適于膠墊片和橡膠石棉墊片。在高溫條件下，在強氧化性介質中使用該材料應慎重。除用于墊片外，該材料也可制作填料和纏繞墊片中的非金屬纏繞帶。
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?密封墊片與螺栓同法蘭的連接
墊片：
密封墊片是夾持在一對法蘭密封面之間的單個密封零件。安裝時，通過擰緊螺栓對法蘭施加一外力，該外力傳遞給墊片，使墊片發生壓縮變形。從能量的概念出發，外力作用墊片所做的功，若不考慮任何能量損失，將全部轉變為變形能，貯存于墊片內。工作時，密封流體壓力迫使法蘭密封面分離，壓縮墊片的載荷被部分卸除，貯存于墊片中的變形能以做功的方式來恢復變形，即墊片釋放其能量。若貯存的變形能尚有剩余，墊片與法蘭密封面仍保持接觸，法蘭不會發生泄漏。所以，墊片也被描述為“密封在兩個表面之間，并貯存有能量的一個裝置”。例如，手冊上列舉高壓石棉橡膠板XB450在水、蒸汽介質中，使用溫度450℃、壓力<。
一、螺栓法蘭連接系統
如技術上和經濟上可行，能夠制造出十分光滑和精細的兩被連接件的接合面，并用螺栓連接起來，使兩接合面始終保持接觸，則接合面之間就不需要放置墊片，此種螺栓連接稱為無墊螺栓接頭（non-gasketed bolt joints），常用于汽車、飛機、鋼結構、重型設備等領域。但是由于設備結構和尺寸的限制，加工和安裝很難得到理想的光滑接合面；對密封面施加壓緊載荷，以產生壓緊應力，可提高密封面的接觸程度，當應力增大到足以引起表面產生明顯的塑性變形，就可填補密封面的間隙，堵塞泄漏通道。其次，接合面也會隨時間產生腐蝕或磨蝕變得不光滑。因此，需要在這些接合面中間安裝墊片作為過渡元件，以此與結合面形成緊密的接觸，提供連接必需的密封，并與無墊螺栓接頭相比，可以在較低螺栓載荷下經濟地實現密封，該種螺栓連接稱為墊片螺栓接頭（gasketed bolt joints），是壓力管道，壓力容器和承壓設備應用廣泛，使用頻繁的可拆式連接。由于被連接件通常采用一對法蘭，法蘭一端與殼體或管道相連，并用一組螺栓將兩法蘭緊固在一起。通常把此類螺栓連接稱為螺栓法蘭連接（bolted flanged connection,BFC）或螺栓法蘭接頭（bolted flanged joint,BFJ），如圖3.18所示。
四氟包覆石棉墊片
由此可見，BFC是一個由法蘭、螺栓和墊片等元件組成的組合件。兩個法蘭可以是同樣型式和材料的法蘭，也可以是不同型式和（或）材料的法蘭，或者其中一個是用螺栓連接的平蓋。而墊片總是比法蘭密封軟的材料制成。
二、兩種螺栓法蘭連接型式
根據密封原理，將螺栓法蘭連接分為浮動型（floating type,FL）或金屬與金屬非接觸型（nonmetal-to-metal contact）螺栓法蘭連接和金屬與金屬接觸型（metal to metal contact,MMC）螺栓法蘭連接兩大類。如圖3.19（a）所示，浮動型的螺栓法蘭連接指墊片夾持在一對法蘭的兩個接合面之間，自從預緊螺栓的安裝開始，知道法蘭連接的整個服役期內，法蘭接合面不發生任何接觸，因此螺栓預緊載荷完全作用在墊片上，而進入運行后，墊片初始載荷將隨外部載荷作用增加或減少，且墊片上的載荷分布也是不均勻的。而金屬與金屬接觸型（下稱“MMC”）的螺栓法蘭連接可使用與浮動型螺栓法蘭連接同樣的法蘭，只是將某些型式的壓縮限制裝置放在螺栓中心圓內的法蘭接合面上，次壓縮限制裝置也可以是墊片一部分貨獨立的一個部件，起限位器的作用，如圖3.19（b）所以。因此，當螺栓預緊后，法蘭的兩接合面金屬或法蘭接合面金屬與壓縮限制器金屬之間發生機械接觸。相比浮動型，MMC型螺栓法蘭連接的主要特點是螺栓必須被施加到足夠高的載荷，除了達到金屬接除外，且保證在其后任何外部載荷作用下，在整個法蘭連接的全生命周期內始終保持金屬接觸而不脫離，這樣墊片上載荷也總是保持固定，并周向均勻分布。壓縮限制裝置起了承攬外部載荷的作用，提供了法蘭接頭j的密封性能。因此，浮動型和MMC型法蘭螺栓連接的主要區別在于墊片環境的任何改變不會導致干擾墊片載荷大小和分布的風險，因這些干擾，包括自重、流體壓力、外彎矩和溫度變化等載荷及其波動都被轉移到螺栓和機械接觸部件上去。其次，MMC法蘭螺栓連接也減少了螺栓因承受循環載荷，發生疲勞或松脫的危險。8mm的帶狀聚四氟乙烯薄膜，用熱密封方法將兩端熱合后包在環狀的芯材外面呈U形狀，制造簡便，適用于尺寸較大的法蘭密封。此外，它還提高了法蘭的剛性，減少了法蘭的轉角。
?關于密封墊片的一點經驗分享及注意事項有哪些
01
工業橡膠板
天然橡膠適用于水、海水、空氣、惰性氣體、堿類、鹽類水溶液等介質,但不耐礦物油和非極性r劑,長期使用溫度不超過90℃,低溫性能優異,可在-60℃以上使用。
丁q橡膠適用于石油類產品,如石油、潤滑油、燃料油等,長期使用溫度為120℃,如在熱油中可耐150℃,低溫為-10~-20℃。
氯丁橡膠適用于海水、弱酸、弱堿、鹽溶液,耐氧和臭氧老化性能優異,耐油性次于丁q橡膠而優于其他通用橡膠,長期使用溫度低于90℃,g使用溫度不超過130℃,低溫為-30~-50℃。
氟橡膠有多個品種,它們分別具有良好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐r劑性能。可以在幾乎所有的酸類介質以及一些油和r劑中使用,長期使用溫度低于200℃。
橡膠板材作為法蘭墊片,多用于管道或經常拆卸的人孔、手孔,壓力不超過1.568MPa。因在各類墊片中,橡膠墊片軟,貼合性能好,在較小的預緊力下就能發揮密封效果。正因如此,在承受內壓時,因墊片偏厚或硬度偏低而容易被擠出。
橡膠板材在苯、酮、醚等有機r劑中使用,易出現溶脹、增重、變軟、發粘現象,導致密封失效。一般溶脹度超過30%就不能使用。
在低壓(尤其是0.6MPa以下)、真空情況下,采用橡膠墊較為適宜。橡膠材料致密性好,透氣率低。例如氟橡膠,適宜作真空容器的密封墊片,真空度g可達1.3×10-7Pa。橡膠墊在10-1~10-7Pa真空度范圍使用時,需經烘焙和抽氣處理。
02
石棉橡膠板
價格較其它墊片低,使用方便;d問題是:墊片材料雖然加入了橡膠和一些填充劑,仍無法將那些的微小孔隙完全填滿,存在微量滲透。故在污染性極強的介質中,即使壓力、溫度不高也不能使用。當用于一些高溫油類介質時,通常在使用后期,由于橡膠和填充劑碳化,強度降低,材質變疏松,便在界面和墊片內部產生滲透,出現結焦和發煙現象。另外,石棉橡膠板在高溫下易粘結在法蘭密封面上,給更換墊片帶來了許多麻煩。一般情況下，墊片的生產商會給出材料的z大PT值防腐密封墊圈廠防腐密封墊圈廠防腐密封墊圈廠防腐密封墊圈廠。
在受熱狀態下,墊片在各種介質中的使用壓力取決于墊片材料的強度保持率。石棉纖維材料中存在著結晶水和吸附水。110℃時,纖維之間的吸附水已有2/3析出,纖維的抗拉強度約降低10%;368℃時,吸附水全部析出,纖維的抗拉強度約降低20%;超過500℃,結晶水開始析出,強度則更低。安裝時，通過擰緊螺栓對法蘭施加一外力，該外力傳遞給墊片，使墊片發生壓縮變形。
介質對石棉橡膠板的強度影響也很大。例如,在航空潤滑油和航空燃油中,400號耐油石棉橡膠板橫向抗拉強度相差80%,這是由于航空燃油對板材中橡膠的溶脹比航空潤滑油嚴重之故。考慮到上述因素,國產石棉橡膠板XB450的推薦安全使用范圍:溫度250℃~300℃,壓力3~3.5MPa;400號耐油石棉橡膠板使用溫度不宜超過350℃。丁q橡膠適用于石油類產品,如石油、潤滑油、燃料油等,長期使用溫度為120℃,如在熱油中可耐150℃,低溫為-10~-20℃。
石棉橡膠板含有氯離子和硫化物,吸水后容易與金屬法蘭形成腐蝕原電池,尤其是耐油石棉橡膠板中硫磺含量高出普通石棉橡膠板好幾倍,故在非油性介質中不宜使用。墊片在油品和溶劑類介質中會發生溶脹現象,但在一定范圍內,對密封性能基本沒有什么影響。例如,400號耐油石棉橡膠板在常溫航空燃油中作24小時浸泡試驗,要求因吸油重量增加不得超過15%。但不能說墊片越寬越好，因為墊片越寬，墊片的表面積就越大，這樣要在墊片上產生同樣的壓緊應力，寬墊片的螺栓力就要經窄墊片大得多。
國產石棉橡膠板與國外m牌產品相比尚有一定差距。某單位的統計數字表明,在超過350℃的油介質中,凡使用石棉橡膠板不漏的大多為進口產品。日本石油工業標準JPI-7S-71《石油工業用石棉橡膠板使用標準》,使用期限約為一年。
03
聚四氟乙烯
聚四氟乙烯在受壓及高溫下易冷流及蠕變,故一般用于低壓、中溫、強腐蝕以及不允許污染的介質,如強酸、強堿、鹵素、藥品等。安全使用溫度在150℃,壓力 1MPa以下。填充聚四氟乙烯雖然強度高些,但使用溫度也不超過200℃,且耐腐蝕能力下降。聚四氟乙烯包墊g使用壓力一般不超過2MPa。10．聚四氟乙烯集中了大多數塑料墊片材料的優點，包括耐溫從-95℃~232℃。
由于溫度升高,材料發生蠕變,致使密封壓力明顯下降。即使不升溫,隨著時間的延長,密封面的壓緊應力也會下降,產生“應力松弛現象。該現象在各種墊片中都會產生,只是聚四氟乙烯墊的應力松弛現象較為嚴重,應予注意。
聚四氟乙烯的摩擦系數較小(壓緊應力大于4MPa,摩擦系數為0.035~0.04),預緊時墊片易向外滑移,所以h采用凹凸式法蘭面。當采用平面法蘭時,可將墊片外徑接觸螺栓,利用螺栓阻止墊片外滑。
由于搪玻璃設備是在金屬表面噴涂了一層瓷釉后燒結而成的,釉層很脆,加之噴涂不均勻和釉層流動,法蘭表面平面度較差。采用金屬復合型墊片易損壞釉層,所以推薦使用芯材由石棉板加橡膠的聚四氟乙烯包墊。這種包墊既容易與法蘭面貼合又耐腐蝕,使用效果良好。安裝榫槽面密封面法蘭中的基本型纏繞式墊片時，應注意與槽壁面保持間隙一致。
有許多廠在溫度、壓力不高的強腐蝕介質中,采用石棉橡膠板外纏聚四氟乙烯生料帶,用于經常拆卸的人孔、管道上。由于制作、使用方便,頗受歡迎。
04
石棉樹脂板和浸漬石棉板墊片
多用于各種酸性介質的管道、泵、閥、進出口法蘭,其使用溫度在80℃、壓力在0.6MPa以下。
石棉編制墊片適用于壓力0.1MPa以下,溫度不超過800℃的低壓、高溫工況。并可根據設備的具體要求,編織成不通寬度、厚度、直徑的墊片。或將石棉帶剪下后直接敷在法蘭表面。它用于大型硫酸、x酸氧化爐以及一些未經加工的設備接口處,效果遠遠超過原來的石棉繩。所以，墊片也被描述為“密封在兩個表面之間，并貯存有能量的一個裝置”。
05
金屬包石棉墊
由金屬薄板包覆石棉板或石棉橡膠板,使其不與介質直接接觸,避免了石棉纖維強度下降,客服了滲漏現象,從而擴大了石棉橡膠板的使用范圍。
一般金屬包石棉墊使用溫度為450℃(個別也有達600~700℃,如在常壓~0.16MPa的煙道氣中),使用壓力為4MPa,g可達6MPa。如壓力再,墊片易產生橫流現象,芯材從搭接處擠出。
由于金屬包石棉墊需要較大的螺栓擰緊力,即使當使用壓力低于2.45MPa,也不能采用pg25公斤級以下的法蘭。否則,法蘭、螺栓的剛度就顯得不夠,產生變形而導致密封失效。其次，MMC法蘭螺栓連接也減少了螺栓因承受循環載荷，發生疲勞或松脫的危險。有人認為,若將芯材改為彈性較好的合成橡膠,其緊固力就會下降。其實不然,因為芯材改軟后,緊固力被芯材吸收,不能提供金屬板在法蘭面上貼合所需的緊固力,包墊反容易被。另外,在含氯離子較多的介質以及酸性介質中,不銹鋼包墊及鐵皮包墊的搭接處易產生縫隙腐蝕。
溫度高于450℃,芯材可使用陶瓷纖維或碳纖維。某鋼鐵廠采用金屬包陶瓷纖維墊片用于1100℃的高溫,使用二年尚未損壞。柔性石墨作芯材是h適的。目前,國內已批量生產金屬包柔性石墨墊。其使用效果優于金屬包石棉墊。
金屬包墊能制成各種形狀,大量用于各種熱交換器、反應器的大蓋、裝卸孔、人孔法蘭等。國內曾制作過直徑為2m的鐵包墊,使用情況良好。
在金屬包墊的表面貼覆一層柔性石墨薄板,這種墊片與表面未包覆的同類金屬包墊相比,預緊比壓較小,密封性能更佳。圖2-9為兩者壓緊應力與泄漏量的關系曲線。
目前國內尚無此產品,故有的單位將現有的柔性石墨帶貼在金屬包墊以及金屬平墊、齒形墊甚至石棉橡膠墊表面,解決了許多泄漏難題。例如某廠的熱交換器,壓力為5.88MPa、溫度450℃,介質為氫/油氣。當用于一些高溫油類介質時,通常在使用后期,由于橡膠和填充劑碳化,強度降低,材質變疏松,便在界面和墊片內部產生滲透,出現結焦和發煙現象。曾用過金屬平墊、齒形墊,均有泄漏。后在平墊上貼了柔性石墨帶,解決了這一問題。應該指出,這種墊片形式是一種解決法蘭墊片泄漏的簡便措施,貼覆柔性石墨帶的工作性質量直接影響設備能否正常運轉。若在帶材背面涂刷一層膠水,可提高貼覆質量。
