垫片

概述

垫片(gasket)是两个物体之间的机械密封,通常用以防止两个物体之间受到压力、腐蚀、和管路自然地热胀冷缩泄漏。由于机械加工表面不可能完美,使用垫片即可填补不规则性。垫片通常由片状材料制成,如垫纸,橡胶,硅橡胶,金属,软木,毛毡,氯丁橡胶,橡胶,玻璃纤维或塑料聚合物(如聚四氟乙烯 )。特定应用的垫片可能含有石棉。

垫圈(washer)是薄板(通常圆型)的一个漏洞(通常在中间)通常是用于分配的负荷线程紧固件。其他用途是作为间隔,弹簧(贝尔维尔垫片,波垫片) ,耐磨垫,预显示装置,锁装置。橡胶垫圈也用在水龙头(阀门)以切断流动的液体或气体。橡胶或硅垫片也可使用,以减少风扇的振动。通常垫片外径是内径的两倍左右。




应用

从设计思路来讲,弹簧垫圈(也叫弹簧垫片)具有预张力,在被压缩后,后反弹力。在实际使用中,由于螺纹具有的特性,使得螺母在拧紧后,很容易沿着螺线的方向旋转,导致螺母松动。早期为了解决这个问题,弹簧垫圈就出现了。弹簧垫圈由于有预张力,在螺母压紧弹簧垫圈后,在预张力的作用下,螺母内三角形的螺扣与螺栓三角形的螺扣的一侧,就紧紧的贴在一起,在摩擦力的作用下,螺母就不再出现松动的情况了。而普通垫圈(也叫圆孔垫片或平垫片或者普通垫片),则是弹簧垫圈预张力下的一个支撑,增大了弹簧垫圈预紧力的下压面积。一般来说,弹簧垫圈和普通垫圈是配合使用的,单独使用普通垫圈是不合理的。当然,也不排除个别用途的设计和实际需要。例如电器的塑料外壳,用自攻螺丝拧的时候,下面的单独普通垫圈只是为了增大受力面积而已。

分类

1、非金属垫片

橡胶垫片

无石棉纤维橡胶垫片

柔性石墨金属复合垫片

聚四氟乙烯垫片

聚四氟乙烯包覆垫片

其他类型的非金属材料垫片

2、金属-非金属复合垫片

波形垫片

金属缠绕垫片

金属齿形复合垫片

金属包覆垫片

金属波齿复合垫片

其他类型的金属复合垫片

3、金属垫片

金属平垫片

金属波纹型垫片

金属齿形垫片

金属环形垫片

金属透镜垫片

金属O形环垫

其中金属环形垫片又可分为:

八角形环垫

椭圆形环垫

RX和BX型自紧密封环垫。

选型指南

选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质

一. 金属垫片材料

1. 碳钢: 推荐最大工作温度不超过538℃,特别当介质具有氧化性时。优质薄碳钢板也不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备,如果碳钢受到在的应力,用于热水工况条件下的设备事故率非常高。碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。布氏硬度约120。

2. 304不锈钢 18-8(铬18-20%、镍8-10%),推荐最大工作温度不超过760℃。在温度 -196~538℃区间内,易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。布氏硬度160。

3. 304L 不锈钢含碳量不超过0。03%。推荐最大工作温度不超过760℃。耐腐蚀性能类似304不锈钢。低的含碳量减少了碳从晶格的析出,耐晶界腐蚀性能高于304不锈钢。布氏硬度约140。

4. 316不锈钢 18-12(铬18%、镍12%),在304不锈钢中增加约2%钼,当温度提高其强度和耐腐蚀性能提高。当温度提高时比其它普通不锈钢具有更高抗蠕变性能。推荐最大工作温度不超过760℃。布氏硬度约160。

5. 316L不锈钢推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优秀的耐应力和晶界腐蚀。布氏硬度约140。

6. 20合金 45%铁、24%镍、20%铬和少量钼和铜。推荐最大工作温度不超过760℃~815℃。特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备,布氏硬度约160。

7.铝铝(含量不低于99%)。铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能,适用于制造双夹垫片。布氏硬度约35。推荐最大连续工作温度不超过426℃。

8.紫铜紫铜的成分接近于纯铜,其含有微量的银以增加其连续工作温度。推荐最大连续工作温度不超过260℃。布氏硬度约80。

9.黄铜(铜66%、锌34%),在大多数工况条件下,具有良好耐腐蚀性能,但不适应醋酸、氨、盐和乙炔。推荐最大连续工作温度不超过260℃。布氏硬度约58。

10.哈氏B-2 (26-30%钼、62%镍和4-6%铁)。推荐最大工作温度不超过1093℃。具有优异的耐热浓度盐酸腐蚀性能。也具有优异的耐湿氯化氢气体腐蚀、硫酸、磷酸和还原性盐溶液腐蚀的性能。在高温条件下具有高的强度。布氏硬度约230。

11.哈氏C-276 16-18%钼、13-17.5%铬、3.7-5.3%钨、4.5-7%铁、其余均为镍)。推荐最大工作温度不超过1093℃。具有优异的耐腐蚀性能。对各种尝试的冷硝酸或浓度达到70%的沸腾硝酸具有优异的耐腐蚀性能,具有良好的耐盐酸和硫酸腐蚀性能及优异的耐应力腐蚀性能。布氏硬度约210。

12.英科耐尔600 镍基合金(77%镍、15%铬和7%铁)。推荐最大工作温度不超过1093℃。在高温条件下具有高的强度,通常用于需解决应力腐蚀问题的设备。在低温条件下,具有优异的同加工性能。布氏硬度约150。

13.蒙乃尔400 (铜30%、镍推荐最大连续工作温度不超过815℃。除强氧化性酸外,对大多数酸和碱具有优异耐腐蚀性能。在氟酸、汞介质中易产生应力腐蚀裂纹,因而,不适应用于上述介质。被广泛用于制造设备。布氏硬度约120。

14.钛

推荐最大工作温度不超过1093℃。在高温条件下,具有优异的耐腐蚀性能。众所周知耐氯离子的侵蚀,在较宽的温度和浓度区间,具有优异的耐硝酸腐蚀。钛材在大多数碱溶液用的很少,适应用于氧化工况条件。布氏硬度约216。

二.非金属垫片材料

1.天然橡胶NR 对弱酸和碱,盐和氯化物溶液具有良好的耐蚀性能,对油和溶剂耐蚀性能是差的,并不推荐用于臭氧介质。推荐工作温度-57℃~93℃。

2.氯丁橡胶CR 氯丁橡胶是一种合成橡胶,适应于耐中等腐蚀的酸,碱和盐溶液的腐蚀。对商业用油和燃料具有良好的耐腐蚀作用。但在强氧化性酸、芳香烃和氯化碳氢化合物其耐腐蚀性能是差的。推荐工作温度-51℃~121℃。

3.丁氰橡胶NBR 丁氰橡胶是一种合成橡胶,适应于在较宽温度范围内具有良好的耐油、溶剂、芳香烃、碱性碳氢化合物、石油和天然气的腐蚀性能。对氢氧化物、盐和接近中性的酸具有良好的耐腐蚀性能。但在强氧化性介质、氯化碳氢化合物,酮类和脂类其耐腐蚀性能是差的,推荐工作温度51℃~121℃。

4.氟橡胶氟橡胶胶料是由二元和三元氟生胶填加配合剂、硫化剂经混炼而成。除具有优异的耐热、耐介质、和良好物理机械性能外,还具有压缩永久变形低、弹性好和超长使用寿命。氟橡胶具有突出的耐热(200~250℃),耐油性能,可用于制造气缸套密封圈,胶碗和旋转唇形密封圈,能显著地提高使用时间。推荐工作温度-40℃~232℃。

5.氯磺酰化聚乙烯合成橡胶对酸、碱和盐物溶液具有良好的耐蚀性能,同时不受气候、光照、、臭氧、商业燃料(如柴油和煤油等)影响。但不适应用于芳香烃、氯化碳氢化合物、铬酸和硝酸。推荐工作温度-45℃~135℃。

6.硅橡胶硅橡胶具有突出的耐高低温,可在150℃下超长期使用而无性能变化;可在200℃下连续使用10000小时,在-70~260℃的工作温度范围内能保持其特有的使用弹性及耐臭氧,耐天候等优点,适宜制作热机构中所需的密封垫,如密封衬圈,阀垫、油封(适用于水介质)等,特种硅橡胶可制作油封。

7.乙丙橡胶对强酸、强碱、盐和氯化物溶液具有良好的耐蚀性能。但不适应用于油类、溶剂、芳香烃和碳氢化合物。推荐工作温度-57℃~176。

8.石墨该材料不含树脂或无机物的全石墨材料,可分为掺入金属或不掺入金属元素石墨材料。该材料可粘接以至可制造直径超过600MM管道垫片。对许多酸、碱、盐和有机合物和传热溶液,甚至高温溶液具有非常优异的耐蚀性能。它不能熔化,但超过3316℃时将升华。在高温条件下,在强氧化性介质中使用该材料应慎重。除用于垫片外,该材料也可制作填料和缠绕垫片中的非金属缠绕带。

9.陶瓷纤维、成型于带材的陶瓷纤维是一种适用于高温和低压工况及轻型法兰条件下的优异垫片材料,推荐工作温度1093℃,可制作缠绕垫片中的非金属缠绕带。

10.聚四氟乙烯集中了大多数塑料垫片材料的优点,包括耐温从-95℃~232℃。除游离氟和碱金属外,对化学物品、溶剂、氢氧化物和酸具有优异的耐蚀性能。PTFE材料能充填玻璃,其目的是降低PTFE的冷流性和蠕变性。

维护保养

1、密封垫片与法兰密封面应清洗干净,不得有任何影响连接密封性能的划痕、斑点等缺陷存在。

2、密封垫片外径应比法兰密封面外小,密封垫片内径应比管道内径稍大,两内径的差一般取密封垫片厚度的2倍,以保证压紧后,密封垫片内缘不致伸入容器或管道内,以免妨碍容器或管道中流体的流动。

3、密封垫片预紧力不应超过设计规定,以免密封垫片过度压缩丧失回弹能力。

4、 密封垫片压紧时,最好使用扭矩扳手。对大型螺栓和高强度螺栓,最好使用液压上紧器。拧紧力矩应根据给定的密封垫片压紧通过计算求得,液压上紧器油压的大小亦应通过计算确定。

5、安装密封垫片时,应按顺序依次拧紧螺母。但不应拧一次就达到设计值。一般至少应循环2~3次,以便密封垫片应力分布均匀。

6、对易燃、易爆介质的压力容器和管道,换装密封垫片时应使用安全工具,以免因工具与法兰或螺栓相碰,产生火花,导致火灾或事故。

7、管道如有泄漏,必须降压处理后再更换或调整安装密封垫片,严禁带压操作。

注意事项

一、两法兰必须在同一中心线上并且平行。不允许用螺栓或尖头钢钎插在螺栓孔内校正法兰,以免螺栓承受较大的应力。安装前应仔细清理法兰密封面及水线(密封线)。缠绕式垫片最好用于没有密纹状密封线的法兰。

二、两个法兰间只能加一个垫片,不允许用多加垫片的方法来消除两个法兰间隙过大的缺陷。垫片必须安装正,不要偏斜,以保证受压均匀,也避免垫片伸入管线内受介质冲蚀及引起涡流。

三、旋紧螺母时,当螺母在 M22 以下时,采用力矩扳手旋紧,螺母在 M27以上时可采用风动扳手。为保证垫片受压均匀,螺栓要对称地均匀地分 2-3次旋紧。

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