压缩非石棉纤维橡胶垫片密封材料性能研究的进展（可编辑）

压缩非石棉纤维橡胶垫片密封材料性能研究的进展“年第期“综述压缩非石棉纤维橡胶垫片密封材料性能研究的进展谢苏江蔡仁良华东理工大学化工机械研究所,上海“为参比,以、CG、柔性石墨垫前言片、金属包复垫片和缠绕垫片等多种商业产品为研垫片密封质量不仅仅取决于密封垫片,而且与究对象,采用物理模型和数学方法归纳、探索评定密整个垫片螺栓法兰连接系统相关,包括垫片的封材料质量的方法,研究高温时效后它们的性能变安装,螺栓载荷,介质的压力、温度和性能等因素。其化,以预测保证密封垫片材料长期有效和安全操作中,垫片的性能仍是其最主要因素,垫片的机械完整,H的使用条件。本文综述了国内外在这方面对性、垫片厚度的损失而引起的螺栓载荷下降、垫片的,“的研究情况。衰减均可能使逸漏转化为大泄漏。随着无石棉密封材料的出现,对密封要求的提高以及对环境安的一般性能表征和试验方法“全考虑的增加,防止或减小泄漏变得越发困难和重传统密封材料最重要的性能包括抗载能力、压要,合理设计包括垫片选择、评定、安装、操作可以缩回弹性能、蠕变松弛性能、密封性和抗化学介质能减少或避免逸漏和大泄漏,其中尤以垫片的选择和,H力,它们是表征和评定密封材料品质的主要指标。评定最为关键。,抗拉强度近百年来已经形成了一整套适合压缩石棉纤维密封材料抗拉强度反映了材料抵抗拉伸和断裂增强橡胶板/0123324536237389621的性能表的能力,石棉纤维的增强效果十分明显,一般具征方法和试验标准。虽然没有系统的理论和试验研有较高的抗拉强度,根据,“要求,高品质究,但依赖长期的经验累积,其结果对指导的横向抗拉强度一般在以上。但是考虑垫C5生产和应用仍具有一定的现实作用。、,片主要受压力作用,而不受拉伸作用,抗拉强度并不的标准来对是密封材料最关键的技术性能,因此,对于一般压缩非石棉纤维橡胶板/0123324A536237389621只要求具有相近。然而,由于缺少长期使用经验和可虽然抗拉强度已不如以往标准规定的那样重靠的性能数据积累,传统的性能表征和试验方要,但考虑抗拉强度可作为评定材料性能稳定性和法难以用来正确评定实际的质量,更难以正确可重复性的一个快速、简便的方法,并且可以在一定指导其生产和应用。因此,对密封材料进行适宜的性程度上反映垫片耐介质压力的能力和抗时效损伤的能表征和行为研究显得十分必要。能力,因此在材料研制和应用中仍作为一个重要的为此,、和其它一些国家和组织在过去CDEF评定指标,尤其是在高温时效研究中,残余抗拉强度二十年里,对垫片材料的室温和高温性能进行了系CF变形,填补密封表面缺陷,并进行弹性补偿维持密封方法,作为建立统一的高温垫片评定方法的重要步万方数据“化工设备与管道第卷“,0的能力,它与密封材料的组成及配比有密切关系。5BBAJDKLC等按302和0也把试验条件定为4、FG残余应力9M0H256,以反映在高温下的压缩回弹能力,但也仅是某一垫片应力和温度下的单一值。为此,有的厂商通过热压缩试验研究了不同ABCCDE4下经时间“天,图0高品质的图高品质最大热压缩试验许可垫片应力在模拟刚性条件下进行超载和温度循环时垫片的抗FG蠕变松弛性能松弛能力。结果表明由于含有的石棉H1蠕变松弛是表征密封材料最重要的性能之一,纤维,在粘合剂分解后仍具有有效的抗松弛性和适反映了垫片材料抵抗应力松弛和变形的能力,是一当的密封性,而垫片由于纤维含量少,耐热差,种瞬时应力应变关系,与温度、时间、初应力、垫片H在长时间的高温作用下,纤维与粘合剂同时分解,因厚度等多种因素有关。通常,蠕变松弛越慢,则残余此它们的抗蠕变松弛性能较差。压缩载荷越大,密封性能越好。对于非石棉垫片,蠕FG“耐介质性能变松弛是法兰接头在工作寿命内发生泄漏的主要原耐介质性能包括耐油性能、耐化学介质性能和因,它对结合面的密封能力及垫片工作寿命起着决耐溶剂性能,反映了材料对介质的抵抗性,通常用材,定作用。料的厚度增加率和重量增加率表示,直接决定材料,0FG惰性介质接触的垫片,耐介质性能是一个十分重要,000和则通过测试螺栓的残余应30278920的技术指标,在其他性能保证的情况下,介质浸渍后力来反映密封材料的抗蠕变松弛能力,而且试验时垫片材料保持适度的厚度增加率有利于密封性能的0“,02,间和温度都较延长和提高,以便更真实地5漏率不大于。8BEPECBDEEQHCQCREABKGQESDETOU和热态机早期密封试验大多是在室温下进行,ABCDBE械试验,通过加VGBEQHCQCREABKGQESDETVU/“研究了一定垫片应力下介质压力与泄漏率的关系载卸载循环、恒垫片应力下的蠕变、恒垫片变形下5/“FGH9GI研究了在不同垫片应力下泄漏率与的应力松弛三种试验程序来估计实际垫片蠕变8松介质压力的关系结果表明泄漏率的对数和介质压力弛的大小。于年根据压缩载荷机械试验O44的对数呈线性关系。对几种的密封压力、温度及,GCS5GPEAAGEQHCQCREABKGQESDET垫片厚度的研究,发现对于气体介质,垫片越薄越好,研究了垫片在压缩条件下紧密度和变形的关系。利它可使密封所需螺栓载荷降低,抗蠕变松弛能力提用这些机械试验可以评定垫片在室温和高温下的短高,但垫片也不能太薄,必须具有一定的厚度以填补期机械完整性和蠕变行为,结果表明室温下的法兰面上的加工缺陷和机械划痕而对于液体介质,机械完整性和抗蠕变能力可与相比较,但在高PECBDE介质氮气内压“JKC4LKC机械筛选试验的一个主要结果是引入了三个质未进烘箱前的在下蠕变置于烘箱后的G材料泄漏量,8H松弛“小时,M泄漏量,8H量评定参数、和以反映时效时间和温度对材YP3“,“料的损伤,并以来综合评定垫片材料的机械完整P“3性和抗蠕变松弛性,把大于作为通过机JP,“,械筛选试验的一个基本准则。,“,“保持M676767PY,3,“其中经时效试验后试样的横向保持M/L时效产生等量的损害而定义了另一个质量评定参数严重,而/中石棉纤维含量越多可减缓蠕变和厚当量时效因子,提供了不同试验条件进行比较度损失。和试验表明在/L/L,而,纤维增强/不能通过5上的试验,也不能通过Y2W/L54/78其中时效温度,时效时间。采用稍做改进的装置获得了失重615COTZ、N在可接受的泄漏基础上,从Q,CRPCOBU9CQZQ,CRP短期试验结果采用时效参数可以确定垫I对真实工况下COT9Z而且也可精确反映垫片材料紧垫片的高温密封行为温度54/,时间超过5“天密度行为的变化以及时效后泄漏率水平与失重之间进行了评定9Z热吹出试验计划S9CQ早期的耐火试验以的垫片热机械蠕变试_PCCOQCOT9Z_/L试验为主,可测量残余抗拉强度、蠕变速下的紧密性行为,试验温度高达试验计54/LCOT/L高温密封性能研究表明,不同温度、不同时效、火焰筛选试验中的可接受性。规划15A和不同材料的密封行为差异很大,如在78/“4FW提出了基于模拟火焰下连接紧密性的更复杂612经一周时效后纤维增强的垫片泄漏率比,/7的耐火试验火焰紧密性试验/,OPQ,CR/L结果表明/比,增强的/稳定反应在操作温度下的密封能力。万方数据年第期“同时,紧密度的研究引进了一个将给定垫片应模型,可以采用方程分析垫片的热降解7OPQ5R4和9。对其长期工作温度进行精确预测。/斜率/B914“2314“911密封材料最为有效的质量评定指标,一系列的寿命/温度和时效气氛对载荷松弛行为没有很大“和使用温度预测均是建立在蠕变和松弛基础之上,影响,蒸汽时效的垫片失重和泄漏率比空气时效低,而螺栓载荷的松弛归根到底又是由垫片的蠕变引起基于相同的垫片失重,高温下的短期试验可以用以的,因此密封材料的蠕变行为直接影响材料的长期B1,预测低温下长期的载荷松弛。行为。/温度对垫片失重的影响随材料而异,同一对垫片的纯蠕变已有很多试验研究。1C年材料也随时间而变,但对一个试验温度,失重L和讨论了垫片的蠕变效应、1C年NSPV等比/垫片失重和泄漏率间存在内在关系。足够H较全面分析了垫片的蠕变松弛对螺栓法兰连接的影的时效导致68N的粘结剂和非石棉纤维发生热降解响,并在由单个螺栓上紧的圆柱状法兰间进行垫片而使其失重增加从而引起泄漏率持续增加,而678压缩试验基础上,对蠕变做了很好的描述和讨论由于在时效过程中失重变化不大,因此其初始和最1D“年XPY0英国标准和年建立新的垫片设计系数成为密封技术研究发展的一期蠕变、松弛行为,并由蠕变曲线获得了蠕变方程封表面粗糙度等。通过试验研究和分析M的一式,结果表明最大的蠕变发生在较低的应力水个特别工作小组TU与RSNH共同拟订了新的垫平,而且主要发生在开始的由恒垫片变片常数,与此同时也对传统的螺栓法兰设计规则作“/A形量下的应力松弛试验获得了应力松弛方程,其变相应的改变。56化规律与蠕变完全一致。新的垫片常数包括U、7、U、U和7共同代表了EOE垫片在初始预紧下的密封能力,反映了垫片预紧应3C7DE2AFB7力和紧密度的关系,由可以计算维持一CHIJ2AFCUW,G,VEV其中垫片纯蠕变变形,与应力水平有关的定紧密度所要求的最小垫片预紧应力是反映操3C7KECUBO常数,C垫片的应力,H,JC与垫片初始应力相关作的独立常数,描述了垫片紧密度对螺栓力变化的G的常数,时间。敏感性,对一个特定的紧密度水平,表明了垫片所FCUO对密封垫片短期蠕变行为的研究与前需要的最小工作应力。新的垫片常数将紧密度与连7839苏联科学家对玻璃钢蠕变行为的研究结果完全一致接设计相结合,对垫片生产、螺栓法兰连接设计以及5656。08L等利用该蠕变方程系统研究了垫片蠕变应用都十分重要。文献描述了由简化的NG,试松弛对螺栓法兰连接紧密度的影响,结果表明连接验求取、的具体数学过程,但这方面的工作还U7UEO紧密度的下降主要由于垫片工作一段时间引起的蠕没有完全完成,还需要大量试验进行验证和完善,国56变松弛。内在这方面的研究上还是一个空白。这些研究获得了一些可以指导垫片应用的试验结语结果,但对它们的理论研究特别是蠕变松弛行为的目前对H的表征和试验大多沿用H的标准理论和试验研究还相当缺乏。而这些性能信息对于试验方法,然而这些方法对的适用性尚需研究H密封材料长期寿命和使用温度的预测是十分重要和探讨。虽然、等也建立了一套试验方法,RSNH,X的,对于正确了解垫片密封失效的机理也是十分重但主要目的是对产品进行筛选与评价研究,缺乏对新产品开发和性能提高的指导作用,因此有必要对要的。进行系统的性能表征和研究。H,建立新的垫片设计参数和的应用“YZ79BP7AL等人虽然通过对H及H的高温,时效试验,获得了与垫片失重、载荷松弛等性能有关过去,由于垫片机械性能和密封行为的复杂性的时效参数和热持久曲线图,此对研究长期在一V和数据的缺乏,垫片连接设计半个世纪以来一直简定温度下服役的垫片性能及预测的使用寿命有H化为/、4两个垫片参数,并沿用MI附录参考价值,但未解决实质性的理论问题,尤其对密封“的螺栓法兰设计规则。、值由和于/4N0OOP3/