燃气管道法兰密封垫研究

法蘭密封墊片在燃氣系統的選用

墊片密封件是工業裝置最爲一般的靜密封形式，而洩漏是很多工業生産過程中生産裝置最爲常見的失效形式。據統計，在石油化工企業非計劃維修工作量有60-80％是用來維修密封裝置的。随着現代工業生産的發展，各工業部門，尤其是大型石油化工企業，火力發電廠，核電站和其它工業企業對密封墊片的性能提出愈來愈高的要求。燃氣系統也不例外，由于燃氣易燃、易爆和有毒等特性使得燃氣系統對在其中使用的墊片密封要求也提出更高的要求，本文針對目前在燃氣系統中常用石棉橡膠墊、聚四氟乙烯墊、纏繞墊、高強石墨墊、波齒複合墊等墊片，介紹其性能特點并結合燃氣系統的情況提出選用時值得注意的問題。1燃氣系統中常用墊片及其特性

1．1石棉橡膠闆墊片

這是應用最早的傳統密封材料，包括普通型和耐油型二大類。其中又分高壓、中壓和低壓各種牌號。石棉橡膠闆系由石棉纖維、膠料及其它填充材料經混煉加熱和輥壓而成，其中耐油闆還要加熱硫化處理。由于石棉纖維強度較高，又能耐較高的溫度（石棉耐溫性能通常在480℃以内，高于此溫度時石棉纖維内的結晶水會分解而失去強度），材料來源廣泛，制造上便于工業化生産，能根據需要在現場做成各種形狀和規格的墊片，使用較爲方便，價格便宜，因此，一直以來是應用較廣的傳統密封材料。但這種材料密封性能并不高（其密封性通常在1×10-2～1x10-3Cm3N／S左右），特别是這種墊片的橡膠等組份容易受溫度和介質（如溶劑）的作用而損壞，而且在使用時很容易發生應力松弛現象，影響它的密封性能和壽命，此外由于石棉系人們公認的緻癌物，從七十年代起，世界上不少國家已陸續制訂法律将其列入禁用範圍，随着人們對設備密封要求的提高以及密封技術的發展，石棉橡膠材料已逐步爲其他新材料所代替，使用量正逐漸減少。一般隻應用于溫度、壓力不高的非重要設備場合。

1．2聚四氟乙烯墊片

聚四氟乙烯材料具有非常優秀的化學耐蝕性和寬廣的耐溫特性，它能耐包括酸，堿，溶劑等各種化學介質的腐蝕，其耐溫可以從-250℃～十250℃，而且具有潔淨不污染等特點，因此常用于化工、食品，醫藥等企業作爲密封墊片，但這種材料最大缺點是其冷流性能，即使在常溫下，也會随着時間的推移其接觸應力會減少，即容易産生應力松弛，從而影響墊片的密封壽命。

1．3膨脹石墨纏繞式墊片

纏繞式墊片在30年代國外就已有采用，我國六十年代以後開始大量生産和推廣使用。早期纏繞式墊片系以石棉作爲填充材料，由于石棉填充的纏繞式墊片密封性不如膨脹石墨，而且石棉系緻癌物質，因此現在的纏繞式墊片多以膨脹石墨作爲填充材料。膨脹石墨纏繞式墊片具有良好的密封性能，能适應高溫高壓參數的要求，其回彈性也較好，在溫度和壓力變化的場合仍能保持較好的密封性（其密封性能指标通常可達1x10-4Cm3N／S），系以往石油、化工、電力等系統使用較爲普通的墊片。但是，由于結構和制造上的原因，纏繞式墊片的缺陷也是很明顯的。正如有的行家所指出的“這種墊片目前用得最多，但問題也出得最多”，這就是人們通常所說的“散架”和壓潰（或稱“失穩”）問題。所謂“散架”包括兩種情況：一是在制造、

理論上膨脹石墨纏繞式墊片在材料及性能上均能滿足燃氣系統的使用要求，尤其是在壓力、溫度較高的及參數波動情況下采用膨脹石墨纏繞墊片效果也比較好，但是正如前面所述由于纏繞式墊片存在容易“散架”和“壓潰”的缺陷，在選用時應根據法蘭的型式選擇相應的墊片型式，平面型和凸面型法蘭一定要選用帶内、外環型或外環型纏繞墊，凹凸面型法蘭應選用帶内環型纏繞墊。基本型纏繞墊片隻适用于榫槽法蘭，還要特别注意的是在低壓管道系統中選用纏繞式墊片必須考慮法蘭螺栓應力能否滿足墊片壓縮的要求，因爲纏繞式墊片屬于半金屬型墊片，它要求較高的螺栓力，因此，纏繞式墊片一般隻适用于中壓以上的法蘭，如在低壓法蘭上使用可能因螺栓力不足而無法獲得應有的密封效果。

高強石墨墊具有較好的密封性。因其膨脹石墨層較厚，對法蘭面的加工要求不高，适用于低壓場合使用，特别是可用來取代過去—般參數場合下使用的石棉橡膠闆。

波齒複合墊片具有一系列與衆不同的特性使它具有廣泛的适應性，它既适用于高溫場合，也能适用于低溫甚至超低溫場合，既能在高壓達25．0MPa下使用，也可以在低壓和真空下使用，因爲它的雙重密封機理中含有純石墨的非金屬材料密封層，這些石墨層使它在法蘭表面加工要求不高時也能達到良好的密封，而且它在壓縮應力很低的情況即能保持很高的密封性，因此在燃氣系統中使用時不論其參數如何均能獲得滿意的效果。波齒複合墊片自90年代初進入市場以來，已在石油、化工、電力、輕紡等各工業部門獲得廣泛的應