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、纖維增強橡膠基復合板等。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合。

對于非金屬材料的密封元件，通常插入金屬材料予以增強，同時也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。增強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效果和增加彈性，并通過粘結(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)處理層來增加密封效果和防止法蘭密封面粘結(jié)。

外加強環(huán)或外環(huán)材料均為實體金屬，其作用是：

• 幫助密封元件安裝時對中；

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

• 外加強環(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、波齒復合墊片。

• 內(nèi)加強環(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以及由此引起的流體對墊片的沖擊。

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復合型軟墊片，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）、機加工型（M型）、折包型（F型）。

對于機加工型包履墊片，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，制造簡便，適用于尺寸較大的法蘭密封。

③標記—標記示例

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、金屬復合墊片

（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，容易對中，因而拆卸便捷；

• 可部分消除壓力、溫度變化和機械振動的影響；

• 能在高溫、低壓、高真空、沖擊振動等循環(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（GB/T4622.1－2003）

④標記—標記示例

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）；

• 墊片尺寸標準GB/T4622.2－2003；

• 其標記為：           

• 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）；

• 墊片尺寸標準GB/T4622.2－2003；

• 其標記為：         

• 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金屬板材標準和代號（JB/T4706－2000）

（3）金屬沖齒板柔性石墨復合墊片

①墊片介紹

這種墊片又稱柔性石墨金屬增強復合墊片，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合壓成的一種密封墊片，它通常由柔性石墨復合增強板裁制而成。

根據(jù)需要，柔性石墨金屬增強復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

主要特點是：有良好的耐高、低溫，耐腐蝕，耐輻射等性能，強度較高，能在高壓工況下使用。

所需預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，使用這種墊片時對相配法蘭密封面不需要進行精密加工，對法蘭密封面上制有“水線”溝槽也能適應(yīng)，相對來說比較經(jīng)濟。

柔性石墨復合墊片型式分為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標記—標記示例

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復合墊片：

HG/T 20608 石墨復合墊 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復合墊片：

HG/T 20608 石墨復合墊 RF－E  200－4.0  304

（4）金屬波齒復合墊片

①墊片介紹

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

②墊片類型

柔性石墨金屬波齒復合墊片按其結(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，同時橢圓形環(huán)墊不能重復使用。

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體金屬墊片，墊片的剖切面呈鋸齒形，齒距t＝1.5～2mm，齒高h＝0.65～0.85mm，齒頂寬度C＝0.2～0.3mm。在密封面上車削若干個同心圓，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

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。和一般金屬墊片相比，這種墊片需要的壓緊力較小。

其缺點是在每次更換墊片時，都要對兩法蘭密封面進行加工，因而費時費力。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）選用或訂購墊片時應(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；

b、有良好的可塑性，能與法蘭密封面很好的貼合；

c、對有應(yīng)力腐蝕開裂傾向的某些金屬（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法蘭腐蝕；

d、不污染介質(zhì)；

e、對密封高度毒性的化學品，要求墊片應(yīng)具有更大的安全性；對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、低溫時不易硬化，收縮量小，高溫時不易軟化，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。