垫片基础知识

1、垫片基础知识一、基本概念1、垫片密封原理：垫片密封就是靠外力压紧密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以 填满密封面上得微观凹凸不平来实现。也就就是利用密封面上得比压使介 质通过密封面得阻力大于密封面两侧得介质压力差来实现密封。2、垫片密封得泄漏有二种：渗透泄漏与界面泄漏渗透泄漏（垫片中间泄露）：对非金属材料而言，从材料得微观结构瞧， 本身存在微小缝隙与细微得毛细管。具有一定压力得流体自然容易通过它 们泄漏出来，此泄漏称为渗透泄漏，其泄漏量约占总泄漏量得1020%。可 以采用不同材料得复合或机械组合型式形成不渗透性得结构。或者使用较 大得压紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏。界面泄漏（两连接

2、面泄露）：两连接表面（即密封面）从机械加工得微观 纹理来瞧存在粗糙度与变形，它们与垫片之间总存在泄漏通道，由此产生得 泄漏叫界面泄漏，其泄漏量约占总泄漏量得8090%。界面泄漏与垫片材料 得性质、接头得机械性质与状态、密封流淌得特性以及紧固件得夹紧程度 有关。总结：要少泄專，首先垫片要“夹紧”，同时要求垫片有一定得“回弹力” 以回弹填满空隙，否则也不行。回弹力取决于垫片本身得材质与结构及使用 条件（温度、压力）。垫片夹紧后（初始密封），在介质压力作用下（垫片内侧 直接与介质接触）得密封叫工作密封。从理论上说,预紧应力愈大，垫片中贮 存得弹性应变能也愈大，因而可用于补偿分离或松弛得余地也就愈大，

3、当然 要以密封材料本身最大弹性变形能力为极限。紧固件因受热引起应力松弛、 垫片老化弹性下降，垫片长期受压等原因都可能导致“昨天不漏今天漏”。二、钢制管法兰用垫片标记根据现行国家标准钢制管法兰、垫片、紧固件（HG/T 2059220635-2009）得要求，钢制管法兰用垫片（PN系列）标记规定如下：a 1 I b 1 El EJ Lil IB其中：a为标准编号1、 HG/T 20606-2009钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）;2、 HG/T 20607-2009钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（PN系列）；3、 HG/T 20609-2009钢制管法兰用金属包覆垫片（PN系列）；4、 HG/

4、T 20610-2009钢制管法兰用缠绕式垫片（PN系列）;5、HG/T 20611-2009钢制管法兰具有覆盖层得齿形组合垫（PN系列）;6、 HG/T 20612-2009钢制管法兰非金属环形垫（PN系列）。b为垫片名希1、非金属平垫片用“垫片”表示；2、聚四氟乙烯包覆垫片用“四叙包覆垫”表示;3、金属包覆垫片用“金属包垫片”表示；4、缠绕式垫片用“缠绕垫”表示；5、具有覆盖层得齿形组合垫用“齿形垫”表示。6、非金属环形垫用“椭圖垫/八角垫”表示。c为密封面型式代号（与相应得法兰配套）表1非金属平垫片密封面型式代号及公称压力范围密封面型式（代号）公称压力PN全平面（FF）2、 516究面（

5、RF）2、 563凹面/凸面（FM/M）1063桦面/槽面仃/G）1063表2 缠绕式垫片型式及代号类型代号斷面形状适用法兰密封面型式基本型A禅面/槽面带內环型B凹面/凸面带对中环型C突面带内环与对中环型D突面a也适用于全平面得法兰密對面;2、金属缠绕式垫片适用得公称压力为：PN16、PN25、PN40、PN63、PN100. PN1601372266320316-583id图1 B、C、D型缠绕式垫片d为公称尺寸(DN)e为公称屋力(PN)f为材料代号1、非金属平垫片材料代号由“垫片(主)材料代号/包边材料代号”标记，若无包边材料, 则省略不写，只写垫片材料代号。表3 非金属平垫片使用条件矣

6、别名畚标浪代号适用范国哥大(pX T) (MPa x-c)公称压力PN工作温度CC)橡胶天然橡胶aNRW16一 50 +8060氯丁橡胶CRW16一20 + 10060丁睛橡胶NBRW16一20 +11060丁苯橡胶SBRW16一20 +9060三元乙丙椽胶EPDMW16一30 + 14090鼠橡胶FKMW16一20 + 20090石棉橡胶石棉橡胶板GB/T 3985XB350W25一 40 + 300650XB450耐油石棉橡胶板GB/T 539NY400非石棉纤维 橡胶非石棉纤维得 橡胶压制板.无机纤维bNASW40一40 + 290960有机纤维一40 + 200聚四款乙烯聚四飢乙烯板Q

7、B/T 3625PTFEW16一 50 + 100聚四叙乙烯板或带b. cePTFEW40一 200+ 200d填充改性衆四亂乙烯板RPTFE柔性石荃增強柔性石墨板JB/T 6628JB/T 775& 2RSB1063一240+650（用 于氧化性介质时： 240+450）1200高温云母离温云母复合板1063一960+900注：1增强柔性石墨板就是由不锈钢冲齿或冲孔芯板与膨胀石墨粒子复合而成，不锈钢冲齿或冲孔芯 板是增强作用。2高温云母复合板就是由316不锈钢双向冲齿板与云母复合而成，不锈钢冲齿板是增强作用。a除本表得规定以外，选用时还应符合HG/T 20614得相应规定。b非石棉纤维橡胶板

8、、膨胀聚四氣乙烯板或带、填充改性聚四鼠乙烯板选用时应注明公认得厂商牌 号（详见HG/T 20614附录A）,按具体使用工况，确定具体产品得使用压力、使用温度范国及说 大（pXT）值。膨胀聚四氟乙烯带一般用于管法兰得维护与保养，尤其就是应急场合，也用于异形管法兰。d超过此温度范围或饱与蒸汽压大于J OMPa（表压）使用时，应确认具体产品得适用条件。2、缠绕式垫片首先应该明确缠绕式垫片按其构造得主体材料来瞧，就是属于半金属 垫片，所以其材料代号应明确四个部分得材料:对中环材料代号+金属 带材料代号+填料代号+内环材料代号。注意：当无内环或无对中环时, 标记代号为“0” OA.内环 ，填充材料 、2

9、金属带1.对中环图2 D型缠绕式垫片各部分名称表4 缠绕式垫片标记代号与标志缩写材料标记代号标志堀写材料标记代号标志塚写金爲材料金属材料碳钢1CRSNi-Mo合金Hasloy B29HAST B0Cr18Ni92304Ni-Mo-Cr 合金Hasloy C-276HAST C00Cr19Ni103304LN i -Mo-Fe 合金Incoloy 600INC 6000Cr17Ni12Mo24316Ni-Mo-Cr 合金Incoloy 800IN 80000Cr17Ni14Mo25316LZIRC0Cr18Ni10Ti6321填充材料0Cr18Ni11Nb7347温石揣带1ASB0Cr25Ni2

10、08310柔性石墨帯2G、F、Ik9Tl聚四觀乙烯带3PTFENi-Cu合金Mone1 400MON非石棉纤维带4NA表4 常用得缠绕式垫片材料代号序号材料代号垫片型式解析10220A金厲带材料为0Cr18Ni9,填料为柔性石墨带得基本型缠绕垫片。20221B金厲带材料为0Cr18Ni9.填料为柔性石墨带，内环材料为碳钢得带内环型缠绕垫片。31220C对中环材料为碳钢，金厲带材料为0Cr18Ni9.填料为柔性石墨带得带对中环型 缠绕垫片。41221D对中环材料为碳钢金厲带材料为0C门8Ni9填料为柔性石墨带，内环材料为碳钢得带内环与对中环型缠绕垫片O51222D对中环材料为碳钢金厲带材料为0C

11、门8Ni9填料为柔性石墨带，内环材料为 0Cr18Ni9得带内环与对中环型缠绕垫片。标记示例(非金属平垫片)示例1:公称尺寸DN100.公称压力PN25得突面法兰，选用厚度为1.5mm 得0Cr18Ni9(304)不锈钢包边得XB450石棉橡胶垫片，其标记为:HG/T 20606 垫片 RF-E 100-25 XB450/304示例2:公称尺寸DN200、公称压力PN10得突面法兰，选用厚度为1.5mm 得填充改性聚四氟乙烯垫片，其标记为：HG/T 20606 垫片 RF 200-10 RPTFE (AAA/BBB)注：当用户选定具体厂商(AAA)与牌号(BBB)时，应予以附加标记(AAA/B

12、BB)示例3:公称尺寸DN500、公称压力PN6得全平面法兰，选用厚度为 5mm (非标)得三元乙丙橡胶垫片，其标记为：HG/T 20606 垫片 FF 500-6-T5 EPDM示例4：公称尺寸DN400、公称压力PN16,钢外径为B系列得凹面/凸面 法兰选用厚度为3mm得无机纤维橡胶板垫片，其标记为：HG/T 20606 垫片 MFM 400-16(B) NAS (AAA/BBB)注：当用户选定具体厂商(AAA)与牌号(BBB)时，应予以附加标记(AAA/BBB)示例5:公称尺寸DN350、公称压力PN63,芯板材料与包边材料为316L得突面法兰，选用厚度为3mm增强柔性石墨板垫片，其标记

13、为：HG/T 20606 垫片 RF-E 350-63 RSB/316L标记示例（缠绕式垫片）示例1:公称尺寸DN100.公称压力为PN40得钢制管法兰用带内环与对 中环型得缠绕式垫片（D型），对中环材料为碳钢，金属带材料为0C门8Ni9,填 料为柔性石墨带，内环材料为0C门8Ni9,其标记为：HG/T 20610 缠绕垫 D100-40 1222三、垫片得种类垫片得种类多种多样，按其构造得主体材料分为非金属垫片、半金属垫 片与金属垫片三大类。仁非金属垫片非金属垫片质地柔软、耐腐蚀、价格便宜，但耐温与耐压性能差。多用 于常温与中温得中、低压容器或管道得法兰密封。非金属垫片包括橡胶垫、 石棉垫、

14、石棉橡胶垫、柔性石墨垫与聚四氟乙烯垫等。 橡胶板。制作橡胶板垫片得主要材料有夫恣楼胶丁睛橡胶、氯丁 挽簣,，另外，氟橡胶等特种橡胶也开始应用。橡胶因具有组织致密、质地 柔软、回弹性好，容易剪切成各种形状，且便宜、易购等特点而被广泛使用 于容器与管道密封中。但它不耐高压，容易在矿物油中溶解与膨胀，且不耐 腐蚀。在高温下容易老化，失去回弹能力。 石棉。石棉材料有温石棉与蓝石棉两种。温石棉耐热、耐碱性好，抗 拉强度高，耐酸性能较差，大多数石棉橡胶板由它制造；蓝石棉不仅耐热性 能好，而且耐酸性能也好，故多被用于制造耐酸石棉橡胶板。石棉板正常使 用温度在550度以下。直径较大得低压容器可使用石棉带或石棉

15、绳。在使 用石棉绳时，通常浸渍水玻璃。酸、碱、溶剂等介质也可用此类垫片。 石棉橡胶板。石棉橡胶板就是由石棉、橡胶与填料经压制而成得。 一般石棉纤维占60%85%。根据其配比工艺、性能及用途不同，主要有高 压石棉橡胶板、中、低压石棉橡胶板与耐油石棉橡胶板。石棉橡胶板有适 宜得强度、弹性、柔软性、耐热性等性能，用它制作垫片，既方便又便宜，因 此在化工企业中，尤其就是在中小型化工企业中得到广泛应用。 柔性石墨。柔性石墨就是一种新颖得密封材料，良好得回弹性、柔软 性、耐温性，在化工企业中得到迅速推广与应用。 聚四氟乙烯（简称PTFE） o聚四氟乙烯以其耐化学性、耐热性、耐寒 性、耐油性优越于现在任何塑

16、料而有“塑料之王”之称，它不易老化，不燃 烧，吸水性近乎为零。其组织致密，分子结构无极性，用作垫片，接触面可做 到平整光滑，对金属法兰不粘着。除受熔融碱金属及含氟元素气体得侵蚀外, 它能耐多种酸、碱、盐、油脂类溶液介质得腐蚀。聚四氟乙烯垫片包括纯 聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯或膨胀聚四氟乙烯等。2、半金属垫片（又称金属复合垫片）非金属材料虽具有很好得柔软性、压缩性与螺栓载荷低等优点，但它得 主要缺点就是强度不高，回弹性差、不适合高压、高温场合，所以结合金属 材料强度高，回弹性好、经受得起高温得特点，形成将两者组合结构得垫片， 即为半金属垫片。半金属垫片就是用不同材料得金属薄板把非金属材料包 裹起

17、来压制成型得。金属材料在外层，可耐高温；非金属材料在内层，使垫片 具有良好得弹性与回弹性。这样组合后得垫片可满足高温与较高压力得使 用要求。半金属垫片主要有金属包覆垫片、金属缠绕垫片、金属波纹复合 垫片、金属齿形复合垫片等。 金属包垫。该垫片以非金属为芯材、外包厚度为0、250、5mm得 金属薄板。按包覆状态，可分为全包覆、半包覆、波形包覆、双层包覆等。 金属薄板根据材料得弹塑性、耐热性、耐蚀性选取。主要有铜、镀锌铁皮、 不锈钢、钛、蒙乃尔合金等。使用较多得就是铜、镀锌铁皮与不锈钢。作 为金属包垫得芯材，耐热性就是主要考核指标。一般采用石棉板或橡胶石棉 板、耐高温性能好得碳纤维或瓷质纤维及柔性

18、石墨板材等。金属包垫得另 一特点就是能制成各式异型垫片。可以满足各种热交换器管箱与非圆形压 力容器密封得需要，而其她复合垫片却不能。 金属缠绕垫片。金属缠绕垫片就是由萍金属波形带与石棉或柔性石 墨等非金属带交替绕成螺旋状，将金属带得始末端点焊接制成。国外也称作 螺旋垫片。3、金属垫片在高温高压及载荷循环频繁等苛刻操作条件下，各种金属材料仍就是 密封垫片得首选材料，常用得材料有铜、铝、低碳钢、不锈钢、李各操合金钢、 钛、蒙乃尔合金等。为了减少螺栓载荷与保证结构紧凑，除了金属平垫尽量 采用窄宽度外，各种具有线接触特征得环垫结构则就是其优选得形式。金 属垫片得截面形状有平形、波形、齿形、八角形、透镜

19、形等等。 平形金属垫片。平形金属垫片使用时分宽垫片与窄垫片两种。宽垫 片因预紧力要求大，易引起螺栓与法兰变形，压力超过10MPa时在光滑面得 法兰上很少使用。窄垫片容易预紧，可在压力6、310MPa得管道上使用。 波形金属垫片。波形金属垫片得金属板厚度一般为0、250、8mmo 垫片厚度一般为波长得40%50%。适宜于光滑密封面得管道上使用。 齿形金属垫。齿顶距约15mm,齿顶、齿根角均为90。其密封性能 比平形密封垫好，压紧力也比平形垫小。四、关于垫片需注意得几个问题1、理解钢制管法兰用非金属平垫片就是了解其它垫片得前提。特别要 注意不同类别得垫片其使用展力与便用温度。不能乱垫！2、法兰公称直径、公称压力决定垫片得厚度。垫片推荐有二种厚度 规格：分别就是1、5mm与3mm。