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法兰密封与垫片基础介绍第一部分：法兰基础介绍第二部分：垫片基础介绍第三部分：密封和垫片泄露基本原理介绍第四部分：补充第一部分：法兰基础介绍1.1、法兰结构型式按法兰结构及其管子的连接方式分为：整体法兰、螺纹法兰、对焊法兰、平焊法兰、松套法兰与法兰盖等。1.2、法兰密封面型式和代号（GB/T9112-2000）密封面型式代号平面FF突面RF凹凸面凸面MFM凹面F榫槽面榫面TGT槽面G环连接面RJ1.3、法兰分类及法兰类型代号类型平焊法兰对焊法兰甲型乙型长颈标准号JB/T4701JB/T4702JB/T4703法兰类型名称及代号一般法兰法兰衬环法兰法兰C密封面型式代号平面密封面平密封面RF凹凸面密封面凹密封面FM凸密封面M榫槽面榫密封面T槽密封面G1.4、法兰标记法兰标记由7部分组成。标准编号法兰总高度，mm法兰厚度，mm公称压力，MPa公称直径，mm密封面型式代号法兰名称及代号例子：公称压力2.5MPa、公称直径1000mm的平面密封长颈对焊法兰，厚度78mm，总高度155mm的标记为：法兰-RF1000-2.5/78-155JB/T4703－20000第二部分：垫片的基础介绍2.1、垫片的结构型式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。对于非金属材料的密封元件，通常插入金属材料予以增强，同时也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。增强材料可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式以提高增强效果和增加弹性，并通过粘结剂和辊压将它们贴合在一起。密封元件也可以可设一表面层或抗粘结处理层来增加密封效果和防止法兰密封面粘结。外加强环或外环材料均为实体金属，其作用是：帮助密封元件安装时对中；防止密封元件过份压缩而破坏；防止垫片吹出和减少法兰转动等。外加强环不与密封介质接触，因此不要求耐介质腐蚀，故常常由碳钢材料制成。外加强环还可以与密封元件制成一体，例如金属齿形垫片、波齿复合垫片。内加强环或内环接触流体，其材料应能抵御密封介质的腐蚀。内加强环的作用是：防止密封元件与容器或管道法兰之间的空隙，以避免此空隙干扰流体的流动以及由此引起的流体对垫片的冲蚀。2.2、垫片种类金属垫片金属复合垫片非金属软垫片法兰用密封垫片非金属软垫片聚四氟乙烯垫片聚四氟乙烯包覆垫片橡胶垫片石棉橡胶垫片非石棉纤维橡胶垫片金属缠绕式垫片金属冲齿板柔性石墨复合垫片金属波齿复合垫片金属齿型复合垫片金属包覆垫片金属平垫片金属波纹形垫片金属齿形垫片金属环形垫片金属透镜垫片八角形环垫椭圆形环垫RX型及BX型自紧密封环垫一、非金属垫片（1）橡胶板用于密封的橡胶品种较多，一般有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶。制作垫片的橡胶板材用量较大的有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶三种。近几年，氟橡胶等特种橡胶也逐步推广使用。（2）石棉橡胶垫片以石棉纤维、橡胶为主要原料再辅以橡胶配合剂和填充料，经过混合搅拌、热辊成型、硫化等工序制成。石棉橡胶垫片根据其配方、工艺性能及用途的不同，可分为普通石棉橡胶垫片和耐油石棉橡胶垫。根据使用的温度和压力不同又可以分为低压石棉橡胶垫片，中压石棉橡胶垫片和高压石棉橡胶垫片。主要应用在水、水蒸气、油类、溶剂、中等酸、碱的密封以及中、低压法兰连接的密封中。不过因为环境、安全性原因石棉材料已趋于淘汰。2、国产石棉橡胶板使用范围和性能名称牌号表面颜色横向抗拉强度/MPa适用条件标准压力p/MPa温度t/℃石棉橡胶板XB450紫色≥19.0≤6.0≤450GB/T3985-1995XB350红色≥12.0≤4.0≤350XB200灰色≥6.0≤1.5≤200耐油石棉橡胶板NY200石墨色≥26.0≤4.0≤400GB/T539-1995NY250浅蓝色≥9.0≤2.5≤250NY150灰白色≥8.0≤1.5≤150一、非金属垫片（3）聚四氟乙烯垫片聚四氟乙烯（PTFE）是合成树脂材料中的佼佼者。优良的耐腐蚀性能使他在绝大部分强腐蚀介质中可作为密封垫片，对于不允许物料有污染的医药、食品等行业尤为合适，是塑料中使用温度最高者。但是聚四氟乙烯材料受压后易冷流，受热后易蠕变，影响密封性能。通常加入部分玻璃纤维、石墨、二硫化钼，以提高抗蠕变和导热性能。（4）聚四氟乙烯包履垫片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。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。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（V型）、机加工型（L型）、折包型（U型）密封。二、金属复合垫片１、金属缠绕式垫片金属缠绕式垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属平垫片。其特性是：压缩、回弹性能好；具有多道密封和一定的自紧功能；对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感，不粘接法兰密封面，容易对中，因而拆卸便捷；可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响；能在高温、低压、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下，保持其优良的密封性能。金属缠绕垫片特别适用于负荷不均匀、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。缠绕垫片是阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处理想的静密封原件缠绕式垫片按其结构不同可分为四种型式：基本型、带内环型、带外环型、带内外环型。二、金属复合垫片垫片型式代号（GB/T4622.1－2003）垫片型式代号适用等法兰密封面形式基本型A榫槽面带内环型B凹凸面带外环型C平面突面带内外环型D填充带金属带基本型二、金属复合垫片垫片材料代号（GB/T4622.1－2003）外环材料金属带材料填充带材料内环名称代号名称代号名称代号名称代号无外环00Cr131石棉1无内环0低碳钢10Cr18Ni92柔性石墨2低碳钢10Cr18Ni9（304）20Cr17Ni12Mo2（316）3聚四氟乙烯30Cr18Ni9200Cr17Ni14Mo2（316L）4非石棉纤维40Cr17Ni12Mo230Cr25Ni20（310S)5热陶瓷纤维500Cr17Ni14Mo24标记垫片尺寸标准编号公称通径垫片材料代号（定为环、金属带、填充带、内环）垫片型式代号--公称压力（数值按bar标记）标记示例垫片型式：带内环和外环型；外环材料为低碳钢、金属带材料为0Cr18Ni9；公称通径150mm；公称压力4.0MPa（40bar）；垫片尺寸标准GB/T4622.2－2003；其标记为：缠绕垫D1222－DN150－PN40GB/T4622.2垫片型式：基本型；垫片材料：金属带材料为0Cr18Ni9、填充带材料为柔性石墨；公称通径150mm；公称压力4.0MPa（40bar）；垫片尺寸标准GB/T4622.2－2003；其标记为：缠绕垫A0220－DN150－PN40GB/T4622.22、金属包履垫片金属包覆垫片是以非金属材料为芯材，切成所需形状，外面包以厚度为0.25～0.5mm的金属薄板组成的一种复合垫片。金属包覆垫片优点是强度大、不易碎、牢固结实，但回弹力有限，需要求法兰表面平坦及紧固力很高才能达到良好效果,适用于直径较大的压力容器(如换热器、反应器、泵、阀等)法兰的密封。按结构型式分为平面型（F型）及波纹型（C型）两种。压力容器法兰用金属包履垫片结构型式为平面型一种。我公司分为：单面包覆型，双重包覆型，波形包覆型，全包包覆型。2、金属包履垫片金属板材标准和代号（JB/T4706－2000）金属板材材料标准代号镀锡薄钢板GB/T2520A镀锌薄钢板GB/T2518B08FGB/T710C铜T2GB/T2040D1060（铝）GB/T3830E0Cr13GB/T3280F0Cr18Ni9GB/T3280G3、金属冲齿板柔性石墨复合垫片这种垫片又称柔性石墨金属增强复合垫片，它是由冲齿的金属齿板或冲孔金属芯板与柔性石墨粒子复合压成的一种密封垫片，它通常由柔性石墨复合增强板裁制而成。根据需要，柔性石墨金属增强复合垫片可制成带不锈钢或碳钢内包边或内外包边。根据使用需要可以加工成以下几种形式：1.基本型石墨复合垫片2.包内边石墨复合垫片3.包外边石墨复合垫片4.内外包边石墨复合垫片。石墨复合垫片包边形式即保持原有垫片的各项优异性能，又便于安装、拆卸，不易损坏，同时也可防止介质对垫片的侵蚀，提高了耐压。常用包边材料为304或316不锈钢。主要特点是：有良好的耐高、低温，耐腐蚀，耐辐射等性能，强度较高，能在高压工况下使用。所需预紧力比使用金属垫片或金属缠绕垫片小。由于柔性石墨具有可塑性和良好的充填性，使用这种垫片时对相配法兰密封面不需要进行精密加工，对法兰密封面上制有“水线”沟槽也能适应，相对来说比较经济。3、金属冲齿板柔性石墨复合垫片4、金属波齿复合垫片由柔性石墨做成的金属波齿复合垫片是在机械加工成波齿状的金属板两面覆上柔性石墨的一种复合垫片，这种垫片既有金属的强度，又有波纹弹性的特点，最高温度650℃，最高压力可达26MPa。是针对那些对垫片回弹要求较高的地方，波形垫片具有极好的热传导性，能满足高温、高压及易腐蚀的场合，尺寸任意，金属材质可选。波齿复合垫片基本属于线接触密封垫片，由波纹提供机械支撑，其回弹性能根据采用的形式、金属厚度、波纹间距及波纹高度来决定一般在波齿垫片二面粘贴石墨层，可用于不太平整的密封面。此产品在一般应用场合可再生使用，相当经济有效。可直接代替缠绕垫片及包覆型垫片使用。适用于高温高压场合如压力容器、换热器、阀门、管道等法兰联接的密封件柔性石墨金属波齿复合垫片按其结构不同分为三种型式：基本型、带定位换型、带隔条型。4、金属波齿复合垫片金属骨架柔性石墨基本型金属骨架柔性石墨定位环带定位环型金属骨架柔性石墨带隔条的金属骨架带隔条型4、金属波齿复合垫片垫片型式代号（GB/T19066.1－2003）垫片型式代号基本型A带定位环型B带隔条型C金属骨架材料代号08、10或类似低碳钢10Cr13、1Cr1320Cr18Ni9或类似奥氏体不锈钢3蒙乃尔合金或其它特殊材料4金属骨架材料代号（GB/T19066.1－2003）标记示例垫片型式：带定位环型；金属骨架材料0Cr18Ni9；公称通径150mm；公称压力4.0MPa（40bar）；垫片尺寸标准GB/T19066.2。波齿垫B3－DN150－PN40GB/T19066.2三、金属垫片1、金属平垫片金属平垫片由整体金属经机加工制成，用于压力容器、塔、槽、阀盖等部位的密封。主要有铝平垫、紫铜垫、不锈钢垫。2、金属齿形垫片金属齿形垫片是一种实体金属垫片，垫片的剖切面呈锯齿形，齿距t＝1.5～2mm，齿高h＝0.65～0.85mm，齿顶宽度C＝0.2～0.3mm。在密封面上车削若干个同心圆，其齿数为7～16，视垫片的规格大小而定。金属齿形垫片的结构型式有基本型、带外环型、带内环型及带内外环型四种，比较常见的结构为基本型。由于金属齿形垫片密封表面接触区的V形筋形成许多具有压差的空间线接触，所以密封可靠，使用周期长。和一般金属垫片相比，这种垫片需要的压紧力较小。其缺点是在每次更换垫片时，都要对两法兰密封面进行加工，因而费时费力。另外，垫片使用后容易在法兰密封面上留下压痕，故一般用于较少拆卸的部位。金属齿形垫片适用的公称压力为1.6～25.0MPa。三、金属垫片3、金属环形垫片金属环形垫片是用金属材料加工成截面为八角形或椭圆形的实体金属垫片，具有径向自紧密封作用。故金属环形垫片是靠与法兰梯槽的内外侧面（主要是外侧面）接触，并通过压紧而形成密封的。八角形环形垫与法兰槽相配，主要表现为面接触。同椭圆形环垫相比，虽然不易与法兰槽达到密合，但却