静密封知识培训课件

1、静密封知识 静密封知识第1页 目 录一、泄露与密封二、密封方法三、法兰类型四、法兰密封面型式五、静密封分类六、垫片分类七、垫片结构、性能及标准八、垫片选取基本标准九、选取垫片考虑原因十、标准垫片选取十一、字母知识十二、材料代号静密封知识第2页一、泄露与密封 泄露是自然界常见现象，如:自来水、煤气、管道、阀门等泄露造成危害或能源损失，所以人们在生产实际中千方百计地设法预防和消除泄露。 是指介质泄露，如气体、液体、固体或它们混合物，从一个空间进入另一个空间人们不希望发生现象。单位时间内泄露介质量称为泄漏率。 因为机械加工结果，机械产品表面必定存在各种缺点以及形状和尺寸偏差。所以在机械零件接触处不可

2、防止地产生微小间隙，当存在压力差或浓度差时，工作介质就会经过间隙泄露。 密封是指机器、设备连接处没有泄露现象。能起密封作用零部件称为密封件。较复杂密封连接称为密封系统或密封装置。 静密封知识第3页二、密封方法、 密封本质在于阻止被密封空间与周围介质之间质量交换。密封方法主要有以下四种： 1、尽可能降低密封部位； 2、堵塞或隔离泄露通道； 3、增加泄露通道中流动阻力； 4、采取永久性或半永久性连接。 密封分类方法很多。按所密封介质可分为气体密封、液体密封等；按设备种类可分为容器密封、管道密封、压缩机密封、釜用密封等；按密封装置工作压力可分为高压密封、中低压密封、真空密封等；按密封面间相对运动状态

3、又可分为动密封和静密封两大类。 企业当前加工是静密封垫片，因为垫片装在法兰上或腔内（填料密封），所以先介绍法兰类型及密封面型式。静密封知识第4页三、法兰类型静密封知识第5页四、法兰密封面型式静密封知识第6页五、静密封分类 径向胀接密封 紧配合密封 轴向紧配合密封 不可拆、半可拆连接 不直接承受接管轴向力焊接密封 焊接密封 直接承受接管轴向力焊接密封 密封胶、胶黏剂静密封 自紧密封 金属垫片密封 平垫片密封 非金属垫片密封 金属-非金属组合式垫片密封 可拆连接 金属垫片密封 成型垫片密封 强制密封 非金属垫片密封 无垫片密封 填料密封静密封知识第7页六、垫片分类 垫片 非金属平垫片 金属-非金属

4、组合垫片 金属垫片 1、 橡胶垫片 1、缠绕式垫片 1、金属平垫片 2、石棉橡胶垫片 2、金属包覆垫片 2、波形垫片 3、非石棉纤维橡胶垫片 3、柔性石墨复合垫片 3、齿形垫片 4、聚四氟乙烯垫片 4、波齿复合垫片 4、金属环垫（椭圆垫、八角垫） 5、齿型复合垫片 5、透镜垫 6、金属“O”形环 静密封知识第8页1.非金属垫片 非金属材料是非金属垫片或金属-非金属组合垫片最基本组成材料。按照组成这些材料基本组分和供货状态，能够进行以下分类。（1）按组成垫片基本组分（基质）可分为七类:植物质 如纸、棉、软木等；动物质 如皮革、羊毛毡等；矿物质 如石棉、玻璃、陶瓷等纤维；橡胶质 如天然橡胶、各种合

5、成橡胶，包含丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、 硅橡胶、乙丙橡胶等； 合成树脂质 如纯聚四氟乙烯、膨胀聚四氟乙烯、 填充聚四氟乙烯等；石墨质 如柔性石墨（也称膨胀石墨）、碳纤维和石墨纤维等；短纤维增强弹性体（橡胶、塑料） 如石棉、矿棉等无机纤维、有机纤维、碳纤维或石墨纤维增强弹性体等。（2）按当前工业上惯用垫片（板材）品种可分为以下几个：橡胶垫片；石棉橡胶垫片；非石棉纤维橡胶垫片；聚四氟乙烯垫片 包含纯聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯或膨胀聚四氟乙烯，以及在它们内部加入金属网或板增强聚四氟乙烯垫片等；聚四氟乙烯包覆垫片 通常为聚四氟乙烯包覆石棉橡胶板或包覆非石棉纤维橡胶板；柔性石墨垫片 包含纯柔

6、性石墨垫片或各种纤维、金属网、金属冲刺板增强柔性石墨复合垫片等。有金属骨架增强柔性石墨垫片也可划归为金属-非金属组合垫片。静密封知识第9页2.金属-非金属组合垫片 非金属材料含有柔软性和可压缩性好，制成垫片预紧比压小、轻易与法兰表面紧密贴合等优点，但其主要缺点是强度低、回弹性差、不适合高温、高压场所。所以，结合金属材料强度高、弹性好、耐高温特点，经过合理选择金属、非金属材料和垫片结构，能够制成压缩回弹性能好、强度高、耐腐蚀、抗高温、密封可靠金属-非金属组合垫片。除了有金属骨架增强柔性石墨复合垫片外，缠绕式垫片、金属包覆垫片、波齿复合垫片等在各工业部门得到了极为广泛应用。3.金属垫片 在高温、高

7、压和工况波动频繁等苛刻操作条件下，各种金属材料仍是密封垫片首选材料。为了减小螺栓载荷和使连接结构紧凑，除了金属平垫片应尽可能采取窄宽度外，应优先选取线接触密封垫片，这些垫片有齿形垫片、椭圆垫、八角垫、透镜垫、“O”形环等。静密封知识第10页七、垫片结构特点、性能及标准1.垫片结构特点和性能（1）石棉橡胶垫片 石棉橡胶垫片是以石棉橡胶板裁制成型软垫片，适合用于水、水蒸汽、油类、溶剂、中等酸、碱密封，在中、低压法兰连接密封中占有相当大百分比。不过，因为石棉强致性和放射性，20世纪70年代以来一些工业发达国家先后制订了禁止或限制石棉及其制品使用法令，我们部分企业或行业业凯开始明令禁止使用石棉密封材料

8、。今后，石棉橡胶垫片用量必将逐年降低，新型密封材料将逐步替换石棉制品。石棉橡胶板以石棉纤维、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、垫辊成型、硫化等工序制成。石棉纤维油很好韧性及保温性，并能在450510温度下保持原料特征。石棉橡胶板依据其配方，工艺性能及用途不一样，可分为普通石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板。 静密封知识第11页（2）聚四氟乙烯包覆垫片 聚四氟乙烯包覆垫片是一个非金属复合垫片，普通由包覆层及嵌入物两部分组成。包覆层主要起耐油腐蚀作用，通常由聚四氟乙烯材料制成。嵌入物（填料）为弹性很好带或不带金属增强层非金属密封材料，通常为石墨橡胶。石油、化工、制药及食品工业中一些容器

9、、管道、阀门连接，为确保物料清洁也经常采取聚四氟乙烯包覆垫片进行密封。 聚四氟乙烯包覆垫片主要用于突平面型及平面型钢制管法兰连接，适合用于公称压力PNMPa0.65.0MPa、工作温度0150腐蚀性介质或清洁度要求较高介质。a.为剖切型包覆垫片，它是用聚四氟乙烯筒料车削成0.81.0厚环状薄片，从外测厚度中心切开，再放入夹嵌物。b.为机加工型包覆垫片，包覆层内径可与法兰内径一一致，以预防流体在法兰连接处产生泄流。c.折包型包覆垫片，厚度为0.40.8带状聚四氟乙烯薄膜经过加热包覆在环状夹嵌物外面，制造简便，适合用于尺寸较大法兰。 a剖切型 b机加工型 c折包型 静密封知识第12页(3)柔性石墨

10、复合垫片 柔性石墨复合垫片由柔性石墨复合板裁制而成。柔性石墨复合板由充齿金属薄板与柔性石墨菲尔霍而成。依据需要，垫片内缘和外缘可采取不锈钢或碳钢进行包边。 柔性石墨复合垫片主要特点：有良好耐腐蚀、耐辐射性能，耐高低温，在中压工况下有较成熟使用经验。所需预紧应力比金属垫片和柔性石墨缠绕式垫片小。因为柔性石墨含有良好可塑性和充填性，使用这种垫片时相配法兰密封面不需要精密加工，对法兰密封面上“水线”沟槽也能适应，相对说来比较经济。 柔性石墨复合垫片适合用于各种管道、阀门、压力容器、换热设备法兰连接。对由碳钢冲齿板增强垫片，其最高适用温度可达450；对由不锈钢冲齿板增强垫片，适用温度可达650。静密封

11、知识第13页（4）金属环垫 金属环截面形状通常为八角形或椭圆形，有径向自紧密封作用。八角形截面金属环垫常称为八角垫；椭圆形截面金属环垫常称为椭圆垫。金属环垫与法兰梯形槽内外侧面（主要是外侧面）形成线接触密封，因而预紧载荷系数较小。金属环垫主要用于高温、高压管线。 金属环垫最早起源于美国，20世纪代首先用于锅炉、釜及其它高压容器密封。以后在石油开采、炼油、石油化工、电力等工业部门得到广泛应用。金属环垫适用公称压力为PN2.042.0MPa，比如海上作业、化学和石化工业。 椭圆形金属环垫专门应用在环连接法兰。而平槽法兰既可用椭圆形金属环垫也可用八角形金属环垫。即使八角形金属环垫较优先使用，但椭圆形

12、金属环垫可应用在法兰可能发生震动工况中，比如化学工业热交换器。静密封知识第14页（5）缠绕式垫片 缠绕式垫片是由薄金属成型带和非金属填充材料带以及内、外金属加强环组装而成一个金属-非金属组合垫片。垫片本体由金属带与非金属填充材料带相间缠绕而成，其剖面形状如图所表示。垫片本体起密封作用，而内、外加强环起定位或加强作用。金属带剖面形状通常有“W”形和“V”形两种，“W”形金属带回弹性能优于“V”形，但加工困难，所以国内当前大多采取“V”形金属带。 缠绕式垫片优点是压缩回弹性能好，强度高，含有多道密封作用，对于法兰密封面表面缺点不太敏感，可部分消除压力、温度改变和机械震动影响，在高温、高压、低温、载

13、荷循环交变等苛刻条件下仍含有良好密封性能，适合用于公称压力PN0.2-25.0MPa螺栓法兰连接。 缠绕式垫片按结构型式不一样分为：基本型、带内加强环、带外加强环型及带内、外加强环型四种。 制造缠绕式垫片金属带材料普通有低碳钢、不锈钢、钛、蒙乃合金等，厚度通常为0.15-0.30；非金属带材料有特制石棉、柔性石墨和聚四氟乙烯等。厚度普通为0.3-1.0.内加强环材料通常应与金属带材料相同；外加强环材料普通采取Q235钢，并经防锈处理。静密封知识第15页垫片型式垫片标准垫片代号ABCDJB/T90-94HGJ72-91SHJ407-89JB4705-92JB4705-GB/T4622.1-HG2

14、0610-97基本型带内环型带外环型带内外环型GB4622.1-93SH3407-96基本型带外环型带内环型带内外环型静密封知识第16页（5）金属包覆垫片 金属包覆垫片是以非金属材料为芯材，裁剪成所需要形状，外面包以厚度为0.250.5金属薄板组成一个复合垫片。按垫片截面形状，通常分为平面型包覆垫片及波纹型包覆两种，如图所表示。 平面形包覆 波纹形包覆 金属薄板依据材料弹塑性、耐热性和耐腐蚀性选取，惯用材料主要有铜、铝、软钢、不锈钢、钛及蒙乃尔合金等；包覆垫片中芯材料普通有石棉板或石棉橡胶板、柔性石墨板以及碳纤维和陶瓷纤维等。 金属包覆垫片含有与包覆金属相同耐腐蚀性和相近耐热性，非金属填充材料

15、使垫片含有良好弹性。另外，这种垫片能制成椭圆形、方形、带筋或更复杂形状，以满足各种热交换器和非圆形压力容器密封要求。与非金属软垫片相比，这种垫片在经常拆卸条件下不易损换、不玷污、不腐蚀法兰密封面并含有较高强度。金属包覆垫片适用公称压力为PN2.515.0MPa；最高工作温度为500。静密封知识第17页 金属包覆垫片最高工作温度包覆金属材料填充材料最高温度限名称标准名称标准纯铝板L3GB/T3880石棉橡胶板GB/T3985200纯铜板T3GB/T2040300镀锡薄钢板GB/T2520400镀锌薄钢板GB/T251808FGB/T7100Cr18Ni900Cr19Ni1000Cr17Ni14M

16、o2GB/T3280500备注可采取其它材料，但订货时注明静密封知识第18页金属包覆垫型式静密封知识第19页(6)金属齿形垫片和金属齿形组合垫片 金属齿形垫片剖切面是锯齿形，齿间距t=1.5-2，齿高h=0.65-0.85mm，齿顶宽度c=0.2-0.3mm，在密封面上车制若干个同心圆，其齿数普通为7-15个，视垫片规格大小不等。金属齿形垫片结构型式有基本型、带外环型、带内外环型及带内环型四种。图所表示为基本型金属齿形垫片结构。因为垫片表面V形齿与法兰表面形成许多含有压差空间线接触，所表示密封可靠，使用周期长。和普通金属平垫片相比，这种垫片所需预紧应力较小，当尺寸相同时，金属平垫片所需预紧应力

17、要比齿形垫片大2-2.5倍。金属齿形垫片主要缺点是垫片使用后轻易在法兰密封面上留下压痕，故每次更换垫片时，需对两法兰密封面重新进行加工，因而费时费劲。金属齿形垫片适用公称压力为PN1.6MPa-25.0MPa、适用最高温度为600。 用于一些经常拆卸大型容器齿形垫片，可在垫片两表面复合一层非金属材料，如石棉橡胶板、非石棉纤维橡胶板、柔性石墨板等，这不但保护了法兰密封面，而且密封性能亦可显著提升，这么垫片称为齿形组合垫片。齿形组合垫片在预紧时易产生塑性变形，较轻易形成初始密封。这种垫片密封性能号、使用压力范围广、机械强度高。复合非金属材料厚度普通为0.5mm。因为齿尖作用，非金属材料不易产生塑性

18、流动，可保护较高密封比压。齿形垫片除了增加组合垫片弹性外，还对软垫片起到增强作用，致使石棉橡胶板这类强度较低材料能承受高压。标准金属齿形组合垫片结构型式如图所表示。带外环型垫片主要适合用于突平面法兰；基本型垫片主要适合用于凹凸面法兰。金属齿形组合垫片适合用于公称压力PN1.6MPa-42.0MPa法兰连接。 静密封知识第20页金属齿形垫片最高工作温度金属齿形组合垫片最高温度垫片材料最高工作温度/垫片材料最高工作温度/10或084500Cr18Ni96500Cr135400Cr17Ni12Mo2650金属齿形环材料覆盖层材料最高工作温度/名 称代 号名 称代 号10或0810或08柔性石墨G45

19、00Cr13410柔性石墨5400Cr18Ni9或0Cr17Ni12Mo2304或316柔性石墨650聚四氟乙烯F4200静密封知识第21页（7）盘根类型（填料密封）1、柔性石墨盘根2、碳纤维盘根（浸渍聚四氟乙烯乳液）3、聚四氟乙烯盘根4、芳纶纤维盘根5、膨胀石墨填料静密封知识第22页2、标准（1）金属缠绕垫标准号名称区分压 力（PN或CIass）GB/T4622.1-缠绕式垫片分类2.0、2.5、4.0、5.0、10.0、15.0、25.0GB/T4622.2-管法兰用缠绕式垫片尺寸系列GB/T4622.3-缠绕式垫片 技术条件JB/T90-1994管法兰用缠绕式垫片内：4.0、6.3、10

20、.0、16.0内外：2.5、4.0JB/T4705-缠绕垫片1.0、1.6、2.5、4.0、6.4JB/T4719-1992管壳式换热器用缠绕垫片浮头：1.0、1.6、2.5、4.0、6.4管箱、头盖、管箱侧、外头盖：0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4HG20610-1997钢制管法兰用缠绕式垫片欧洲体系1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0HG20631-1997钢制管法兰用缠绕式垫片美洲体系2.0、5.0、11.0、15.0、26.0SH3407-1996管法兰用缠绕式垫片1.0、2.0、5.0、6.8、10.0、15.0、25.0静密封知识第23页（2）

21、石棉橡胶垫片和非金属平垫片标准标准号名称区分压 力（PN或CIass）GB/T9126-平面型管制法兰用石棉橡胶垫片0.25、0.6、1.0、1.6、2.0GB/T9129-钢制管法兰用石棉橡胶垫片技术条件JB/T87-1994管路法兰用石棉橡胶垫片0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3JB/T4704-非金属软垫片0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0JB/T4720-1992管壳式换热器用非金属垫片浮头：1.0、1.6、2.5、4.0管箱、头盖、管箱侧、外头盖：0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0HG20606-1997钢制管法兰用非金属平垫片欧洲体

22、系0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0HG20627-1997钢制管法兰用非金属平垫片美洲体系2.0、5.0SH3401-1996管法兰用石棉橡胶垫片2.0、5.0静密封知识第24页（3）聚四氟乙烯包覆垫片标准（4）柔性石墨复合垫片标准标准号名 称区分压 力（PN或CIass）GB/T13404-1992管制法兰用聚四氟乙烯包覆垫片0.6、1.0、1.6、2.0、2.5、4.0、5.0HG20607-1997钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片欧洲体系0.6、1.0、1.6、2.5、4.0HG20628-1997钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片美洲体系2.0、5.0SH3402-1996管

23、法兰用聚四氟乙烯包覆垫片2.0、5.0标准号名 称区分压 力（PN或CIass）HG20608-1997钢制管法兰用柔性石墨复合垫片欧洲体系1.0、1.6、2.5、4.0、6.3HG20629-1997钢制管法兰用柔性石墨复合垫片美洲体系2.0、5.0、11.0静密封知识第25页（5）金属齿形垫片及金属齿形组合垫片标准（6）金属包覆垫片标准标准号名称区分压 力（PN或CIass）JB/T88-1994管路法兰用金属齿形垫片4.0、6.3、10.0、16.0、20.0HG20611-1997钢制管法兰用齿形组合垫片欧洲体系1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0HG20632

24、-1997钢制管法兰用齿形组合垫片美洲体系5.0、11.0、15.0、26.0、42.0标准号名称区分压 力（PN或CIass）GB/T15601-1995管法兰用金属包覆垫片平面型：1.0、1.6、2.5、4.0波纹型：2.0、5.0、10.0、15.0、25.0JB/T4706-金属包垫片0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4JB/T4718-1992管壳式换热器用金属垫片浮头：1.0、1.6、2.5、4.0、6.4管箱、头盖、管箱侧、外头盖：0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4HG20609-1997钢制管法兰用金属包覆垫片欧洲体系2.5、4.0、6

25、.3、10.0HG20630-1997钢制管法兰用金属包覆垫片美洲体系5.0、11.0、15.0静密封知识第26页（7）金属环垫标准标准号名称区分压 力（PN或CIass）GB/T9128.1-1998钢制管法兰连接用八角形金属环垫2.0、5.0、10.0、15.0、25.0、42.0环号：RGB/T9128.2-1998钢制管法兰连接用椭圆形金属环垫2.0、5.0、10.0、15.0、25.0、42.0环号：RJB/T89-1994管路法兰用金属环垫6.3、10.0、16.0、20.0；环号：无HG20612-1997钢制管法兰用金属环欧洲体系6.3、10.0、16.0、25.0；环号：无H

26、G20633-1997钢制管法兰用金属环垫美洲体系2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0环号：RSH3403-1996管路法兰用金属环垫2.0、5.0、10.0、6.8、15.0、25.0、42.0；环号：R静密封知识第27页八、垫片选取基本标准 相配法兰密封面型式和尺寸； 法兰及垫片公称直径； 法兰及垫片公称压力； 流体介质温度； 流体介质性质。静密封知识第28页九、选取垫片考虑原因 有良好压缩回弹性能，能适应温度及压力波动； 有良好塑性，能与法兰密封面很好地贴合； 不污染工艺介质； 有足够强度，不因工作介质压力和紧固力而造成破 坏； 低温时不易硬化，收缩量小，高温时不易软化

27、，抗蠕 变性能好； 加工性能好，安装方便； 不粘结法兰密封面，拆卸轻易。静密封知识第29页十、标准垫片选取垫片型式垫片材料使 用 条 件使用密封条件用 途PN/MPaT/石棉橡胶垫片XB200XB350XB4501.54.0 6.0 200350 450全平面突平面凹凸面榫槽面 用于水、蒸汽、空气、氨（气态或液态）及惰性气体耐油石棉橡胶垫片NY150NY250NY4001.52.5 4.0150250 400全平面突平面凹凸面榫槽面 用于油品、液化石油气、石油化工原料等介质。不适适用于汽油及航空汽油聚四氟乙烯包覆垫片包覆层：聚四氟乙烯嵌入层：石棉橡胶板4.0150突平面 用于各种腐蚀性介质及有

28、清洁要求介质缠绕式垫片填充带材料特制石棉25.0450突平面凹凸面榫槽面 用于各种液体及气体介质。若用于氢氟酸介质应采取石墨带配蒙乃尔合金金属带材料聚四氟乙烯-200260柔性石墨600（对于非氧化性介质800）柔性石棉复合垫片芯板材料低碳钢6.3450突平面凹凸面榫槽面 用于蒸汽及各种腐蚀性介质。不适适用于有洁净要求容器和管道OCr19Ni9650静密封知识第30页垫片型式垫片材料使 用 条 件使用密封条件用 途PN/MPaT/金属包覆垫包覆层材料纯铝板L310.0200突平面 用于蒸汽、煤气、油品、汽油、溶剂及普通工艺介质纯铜板T3300低碳钢400不锈钢500金属齿形组合垫片齿形环和覆盖层材料10和08/柔性石墨25.0450突平面凹凸面 用于中、高压力容器和管道0Cr