对于非金属材料制造的密封元件,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。密封元件也可设一表面层或抗粘结处理层来增加密封效果和防止与法兰密封面粘结。表面层材料可以是聚四氟乙烯(PTFE)或屈服强度低的金属材料(如金、黄铜、软钢、镍、蒙乃尔等),也可以是表面镀层:如铅、锡、金、银、PTFE 等。
密封元件还可以用PTFE或金属保护套包覆,其作用是使内芯材料免受化学侵蚀, 同时又保留了内芯材料的弹性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;防止密封元件过分压缩而破坏;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、波齿复合垫片等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:防止密封元件本体因刚性不足发生向内屈曲;填补密封件与容器或管道法兰面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
]]>4.1被密封介质物理性能的影响采用同样的密封连接形式,在同样的工况条件下,气体的泄漏率大于液体的泄漏率氢气的泄漏率大于氮气的泄漏率。这主要是由于被密封介质的物理性能参数不同造成的。在被密封介质的物理性质中,黏性的影响最大。黏度是流体内摩擦力的量度,对于黏度大的介质,其泄漏阻力大,泄漏率就小;对于黏度小的介质,其泄漏阻力小,泄漏率就大。
4.2工况的影响垫片密封的工况条件包括介质的压力、温度等。不同的压力、温度下,其泄漏率的大小不同。密封面两侧的压力差是泄漏的主要推动力,压力差越大,介质就越易克服泄漏通道的阻力,泄漏就越容易。温度对连接结构的密封性能有很大的影响。研究表明,垫片的弹、塑性变形量均随温度升高而增大,而回弹性能随温度升高而下降,蠕变量则随温度的升高而增大。且随着温度的升高,垫片的老化、失重、蠕变、松弛现象就会越来越严重。此外,温度对介质的黏度也有很大的影响,随着温度的升高,液体的黏度降低,而气体的黏度增加。温度越高,泄漏越容易发生。
4.3法兰表面粗糙度的影响相同的垫片预紧应力下,法兰表面粗糙度不同,泄漏率亦不一样。通常,表面粗糙度越小,泄漏量越小。研磨过的法兰密封面的密封效果要比未研磨的法兰密封面的密封效果好这主要是由于粗糙度小的密封表面,其凹凸不平易被填平,从而使得界面泄漏大为减少
4.4垫片压紧应力的影响垫片上的压紧应力越大,其变形量就越大。垫片的变形一方面有效地填补了法兰表面的不平度,使得界面泄漏大为减少;另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩,泄漏通道的截面减小,泄漏阻力增加,从而泄漏率大大减小。但如果垫片的压紧应力过大,则易将垫片压溃,从而失去回弹能力,无法补偿由于温度、压力引起的法兰面的分离,导致泄漏率急剧增大。因此要维持良好的密封,必须使垫片的压紧应力保持在一定的范围内 4.5垫片几何尺寸的影响 本文有廊坊浩铭密封材料有限公司http://www.newile.com 摘自法兰用密封垫片实用手册
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]]>A—法兰面的最大不平度;
B一法兰面的缺陷(裂纹、划伤等);
a—垫片表面的最大不平度;
b垫片表面缺陷;
]]>本章重点介绍垫片密封机理、泄漏图1-1螺栓法兰连接形式、影响泄漏的主要因素及常用垫片的结构等垫片密封机理泄漏即介质从有限空间内部流到外部,或从外部进入有限空间内部的人们不希望发生的现象。介质流动通过内外空同的交界面即密封面发生泄漏。造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙,而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。由于密封面的形式及加工精度等因素的影响,密封面上存在间隙在所难免,这就会造成密封面不完全吻合,从而发生泄漏。要减少泄漏,就必须使接触面最大程度地嵌合,即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推动力,对密封面施加压紧载荷,以产生压紧应力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道。
使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产生塑性变形的特性,使之填平法兰密封面的微小凹凸不平,从而实现密封今在螺栓法兰垫片连接中,压紧垫片的力使垫片材料产生变形从而填满法兰密封面的微间隙。垫片预紧应力的大小取决于螺栓的数量、拧紧螺栓的转矩、螺栓系统的润滑和垫片的压缩面积,
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