墊片的結(jié)構(gòu)型式

工業(yè)上使用的平墊片一般由密封元件及內(nèi)、外加強(qiáng)環(huán)組成，密封元件或稱墊片本體是阻止泄漏的關(guān)鍵部分。其常用的材料有非金屬材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯、纖維增強(qiáng)橡膠基復(fù)合板等。此外，密封元件材料也可以是剛性或柔性的金屬，通常用于壓力和溫度較高的場(chǎng)合。

對(duì)于非金屬材料的密封元件，通常插入金屬材料予以增強(qiáng)，同時(shí)也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。增強(qiáng)材料可以是金屬薄板或絲網(wǎng),金屬薄板常常采用沖刺孔的方式以提高增強(qiáng)效果和增加彈性，并通過(guò)粘結(jié)劑和輥壓將它們貼合在一起。密封元件也可以可設(shè)一表面層或抗粘結(jié)處理層來(lái)增加密封效果和防止法蘭密封面粘結(jié)。

外加強(qiáng)環(huán)或外環(huán)材料均為實(shí)體金屬，其作用是：

• 幫助密封元件安裝時(shí)對(duì)中；

• 防止密封元件過(guò)份壓縮而破壞；防止墊片吹出和減少法蘭轉(zhuǎn)動(dòng)等。

• 外加強(qiáng)環(huán)不與密封介質(zhì)接觸，因此不要求耐介質(zhì)腐蝕，故常常由碳鋼材料制成。外加強(qiáng)環(huán)還可以與密封元件制成一體，例如金屬齒形墊片、波齒復(fù)合墊片。

• 內(nèi)加強(qiáng)環(huán)或內(nèi)環(huán)接觸流體，其材料應(yīng)能抵御密封介質(zhì)的腐蝕。內(nèi)加強(qiáng)環(huán)的作用是：

• 防止密封元件與容器或管道法蘭之間的空隙，以避免此空隙干擾流體的流動(dòng)以及由此引起的流體對(duì)墊片的沖擊。

法蘭墊片的種類

1、非金屬平墊片——聚四氟乙烯包履墊片

①墊片介紹

聚四氟乙烯包履墊片是一種非金屬?gòu)?fù)合型軟墊片，一般由包封皮及嵌入物兩部分組成。包封皮主要起抗腐蝕作用，通常由聚四氟乙烯材料制成，嵌入物（填料）為帶或不帶金屬加強(qiáng)筋的非金屬材料，通常由石棉橡膠板制成。

聚四氟乙烯包履墊片主要適用于全平面型及突面型鋼制管法蘭連接，適用公稱壓力PN為0.6～5.0MPa、工作溫度為0～150 ℃的腐蝕介質(zhì)或?qū)η鍧嵍扔休^高要求的介質(zhì)。

②墊片的形式

管法蘭用聚四氟乙烯包履墊片按制造方式可分為三種型式：剖切型（S型）、機(jī)加工型（M型）、折包型（F型）。

對(duì)于機(jī)加工型包履墊片，其包封層內(nèi)徑可與法蘭內(nèi)徑一致，以防止流體在法蘭處產(chǎn)生渦流。對(duì)于折包型包履墊片，它是由厚度為0.4～0.8mm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(huán)狀的芯材外面呈U形狀，制造簡(jiǎn)便，適用于尺寸較大的法蘭密封。

③標(biāo)記—標(biāo)記示例

公稱通徑50mm、公稱壓力1.0MPa的剖切型聚四氟乙烯墊片：

S-50-1.0  GB/T１３０４－１９９２

公稱通徑50mm、公稱壓力1.0MPa的機(jī)加工型聚四氟乙烯墊片：

M-50-1.0  GB/T１３０４－１９９２

公稱通徑50mm、公稱壓力1.0MPa的折包型聚四氟乙烯墊片：

F-50-1.0  GB/T１３０４－１９９２

2、金屬?gòu)?fù)合墊片

（1）金屬纏繞式墊片

金屬纏繞式墊片是由金屬帶和非金屬帶螺旋復(fù)合繞制而成的一種半金屬平墊片。

①金屬纏繞式墊片的特性是：

• 壓縮、回彈性能好；

• 具有多道密封和一定的自緊功能；

• 對(duì)于法蘭壓緊面的表面缺陷不太敏感，不粘接法蘭密封面，容易對(duì)中，因而拆卸便捷；

• 可部分消除壓力、溫度變化和機(jī)械振動(dòng)的影響；

• 能在高溫、低壓、高真空、沖擊振動(dòng)等循環(huán)交變的各種苛刻條件下，保持其優(yōu)良的密封性能。

②形式

纏繞式墊片按其結(jié)構(gòu)不同可分為四種型式：基本型、帶內(nèi)環(huán)型、帶定為環(huán)型、帶內(nèi)環(huán)和定為環(huán)型。

③墊片型式代號(hào)（GB/T4622.1－2003）

④標(biāo)記—標(biāo)記示例

帶內(nèi)環(huán)和定為環(huán)型：

• 定為環(huán)材料為低碳鋼、金屬帶材料為0Cr18Ni9；

• 公稱通徑150mm；

• 公稱壓力4.0MPa（40bar）；

• 墊片尺寸標(biāo)準(zhǔn)GB/T4622.2－2003；

• 其標(biāo)記為：           

• 纏繞墊 D  1222－DN150－PN40  GB/T4622.2

基本型：

• 金屬帶材料為0Cr18Ni9、填充帶材料為柔性石墨；

• 公稱通徑150mm；

• 公稱壓力4.0MPa（40bar）；

• 墊片尺寸標(biāo)準(zhǔn)GB/T4622.2－2003；

• 其標(biāo)記為：         

• 纏繞墊  A  0220－DN150－PN40  GB/T4622.2

⑤纏繞式墊片的選擇和使用方法：

a、基本型墊片適用于榫槽面法蘭

b、內(nèi)環(huán)型墊片適用于凹凸面法蘭

c、定為環(huán)型墊片適用于平面和突面法蘭

d、內(nèi)環(huán)和定為環(huán)型墊片適用于平面和突面法蘭

（2）金屬包履墊片

①結(jié)構(gòu)

金屬包履墊片是以非金屬材料為芯材，切成所需形狀，外面包以厚度為0.25～0.5mm的金屬薄板組成的一種復(fù)合墊片。根據(jù)包履狀態(tài)，一般分為平面型和波紋型兩種。

按結(jié)構(gòu)型式分為平面型（F型）及波紋型（C型）兩種。壓力容器法蘭用金屬包履墊片結(jié)構(gòu)型式為平面型一種。

②金屬板材標(biāo)準(zhǔn)和代號(hào)（JB/T4706－2000）

（3）金屬?zèng)_齒板柔性石墨復(fù)合墊片

①墊片介紹

這種墊片又稱柔性石墨金屬增強(qiáng)復(fù)合墊片，它是由沖齒的金屬齒板或沖孔金屬芯板與柔性石墨粒子復(fù)合壓成的一種密封墊片，它通常由柔性石墨復(fù)合增強(qiáng)板裁制而成。

根據(jù)需要，柔性石墨金屬增強(qiáng)復(fù)合墊片可制成帶不銹鋼或碳鋼內(nèi)包邊或內(nèi)外包邊。

②特點(diǎn)

主要特點(diǎn)是：有良好的耐高、低溫，耐腐蝕，耐輻射等性能，強(qiáng)度較高，能在高壓工況下使用。

所需預(yù)緊力比使用金屬墊片或金屬纏繞墊片小。由于柔性石墨具有可塑性和良好的充填性，使用這種墊片時(shí)對(duì)相配法蘭密封面不需要進(jìn)行精密加工，對(duì)法蘭密封面上制有“水線”溝槽也能適應(yīng)，相對(duì)來(lái)說(shuō)比較經(jīng)濟(jì)。

柔性石墨復(fù)合墊片型式分為RF型、MFM型和TG型，分別適用于突面、凹凸面和榫槽面法蘭。根據(jù)需要，RF型墊片可帶不銹鋼或碳鋼內(nèi)包邊，即為RF－E型。

③標(biāo)記—標(biāo)記示例

公稱通徑100mm、公稱壓力2.5MPa、芯板材料為低碳鋼的榫槽面法蘭用柔性石墨金屬增強(qiáng)復(fù)合墊片：

HG/T 20608 石墨復(fù)合墊 TG  100－2.5 St

公稱通徑200mm、公稱壓力4.0MPa、芯板材料為0Cr18Ni9的突面法蘭用內(nèi)包邊柔性石墨金屬增強(qiáng)復(fù)合墊片：

HG/T 20608 石墨復(fù)合墊 RF－E  200－4.0  304

（4）金屬波齒復(fù)合墊片

①墊片介紹

由柔性石墨做成的金屬波齒復(fù)合墊片是在機(jī)械加工成波齒狀的金屬板兩面覆上柔性石墨的一種復(fù)合墊片，這種墊片既有金屬的強(qiáng)度，又有波紋彈性的特點(diǎn)，最高溫度650℃，最高壓力可達(dá)26MPa。

②墊片類型

柔性石墨金屬波齒復(fù)合墊片按其結(jié)構(gòu)不同分為三種型式：基本型、帶定位換型、帶隔條型。

3、金屬墊片

(1）金屬環(huán)形墊片

金屬環(huán)形墊片是用金屬材料加工成截面為八角形或橢圓形的實(shí)體金屬墊片，具有徑向自緊密封作用。故金屬環(huán)形墊片是靠與法蘭梯槽的內(nèi)外側(cè)面（主要是外側(cè)面）接觸，并通過(guò)壓緊而形成密封的。

八角形環(huán)形墊與法蘭槽相配，主要表現(xiàn)為面接觸。同橢圓形環(huán)墊相比，雖然不易與法蘭槽達(dá)到密合，但卻能再次使用，并且因截面是直線構(gòu)成，容易加工。橢圓形環(huán)墊與法蘭槽是線接觸，密封性較好，但加工精度要求高，因而增加了制造成本，同時(shí)橢圓形環(huán)墊不能重復(fù)使用。

金屬環(huán)墊適用的公稱壓力為2.0～42.0MPa。

（2）金屬齒形墊片

①墊片介紹

金屬齒形墊片是一種實(shí)體金屬墊片，墊片的剖切面呈鋸齒形，齒距t＝1.5～2mm，齒高h(yuǎn)＝0.65～0.85mm，齒頂寬度C＝0.2～0.3mm。在密封面上車削若干個(gè)同心圓，其齒數(shù)為7～16，視墊片的規(guī)格大小而定。

②墊片的結(jié)構(gòu)形式和優(yōu)點(diǎn)

金屬齒形墊片的結(jié)構(gòu)型式有基本型、帶外環(huán)型、帶內(nèi)環(huán)型及帶內(nèi)外環(huán)型四種，比較常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)為基本型。

由于金屬齒形墊片密封表面接觸區(qū)的V形筋形成許多具有壓差的空間線接觸，所以密封可靠，使用周期長(zhǎng)。和一般金屬墊片相比，這種墊片需要的壓緊力較小。

其缺點(diǎn)是在每次更換墊片時(shí)，都要對(duì)兩法蘭密封面進(jìn)行加工，因而費(fèi)時(shí)費(fèi)力。另外，墊片使用后容易在法蘭密封面上留下壓痕，故一般用于較少拆卸的部位。金屬齒形墊片適用的公稱壓力為1.6～25.0MPa。

③標(biāo)記示例

公稱通徑100mm、公稱壓力6.3MPa、材料為0Cr19Ni9的凹凸面管法蘭用金屬齒形墊片：

齒形墊  100－63 0Cr19Ni9  JB/T88－1994

墊片尺寸的選用

 1、選用墊片的基本原則

（1）選用或訂購(gòu)墊片時(shí)應(yīng)了解以下基本數(shù)據(jù)：

a、相配法蘭的密封面型式和尺寸；

b、法蘭及墊片的公稱通徑；

c、法蘭及墊片的公稱壓力；

d、流體介質(zhì)的溫度；

e、流體介質(zhì)的性質(zhì)。

（2）選用墊片時(shí)還應(yīng)考慮以下因素：

a、有良好的壓縮及回彈性能，能適應(yīng)溫度和壓力的波動(dòng)；

b、有良好的可塑性，能與法蘭密封面很好的貼合；

c、對(duì)有應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂傾向的某些金屬（如奧氏體不銹耐酸鋼）法蘭，應(yīng)保證墊片材料不含引起各種腐蝕的超量雜質(zhì)，如控制墊片氯離子含量以對(duì)法蘭腐蝕；

d、不污染介質(zhì)；

e、對(duì)密封高度毒性的化學(xué)品，要求墊片應(yīng)具有更大的安全性；對(duì)于輸送易燃液體的管道系統(tǒng)，要求墊片用于法蘭上的最高使用壓力和最高使用溫度在限制范圍內(nèi)；

f、低溫時(shí)不易硬化，收縮量小，高溫時(shí)不易軟化，抗蠕變性能好；

g、加工性能好，安裝及壓緊方便；

h、不粘接法蘭密封面，拆卸容易。