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常用静密封垫片手册
第一章非金属平垫片
1.非金属软垫片8
1.1型式结构9
1.1.1FF型—适用于FF型全平面法兰9
1.1.2RF型-适用于RF型突面法兰9
1.1.3MF型—MF型凹凸面法兰10
1.1.4TG型—适用于T型榫面法兰和G型槽面法兰10
1.1.5CM型—适用于平密封面、凹凸密封面中、衬环平密封面和衬环凹凸密封面法兰10
1.2常用标准10
1.3材料及性能11
1.3.1石棉橡胶板11
1.3.2非石棉纤维橡胶板12
2.聚四氟乙烯包覆垫片14
2.1型式结构14
2.1.1S型—剖切型14
2.1.2M型—机加工型15
2.1.3F型—折包型15
2.2常用标准16
2.3材料及性能16
第二章金属复合垫片
1.金属缠绕式垫片24
1.1型式结构24
1.1.1A型—基本型,适用于TG型榫槽面法兰24
1.1.2B型—带加强环(内环)型,适用于MF凹凸面法兰25
1.1.3C型—带定位环(外环)型,适用于FF平面、RF突面法兰25
1.1.4D型—带加强环和定位环型,适用于FF平面、RF突面法兰25
1.2常用标准33
1.3材料及性能33
1.3.1材料33
1.3.2性能34
1.4使用方法36
1.4.1使用注意事项36
1.4.2使用方法37
2.金属包覆垫片38
2.1型式结构38
2.1.1F型—平面型金属包覆垫片。
型式结构见图2-5。
39
2.1.2C型-波纹型金属包覆垫片。
型式结构见图2-6。
39
2.2常用标准39
2.3材料及性能40
2.3.1材料40
2.3.2性能40
3.石墨复合垫片41
3.1型式结构42
3.1.1RF型—适用于突面法兰。
适用于突面法兰的RF型石墨复合垫片,型式结构见图2-7。
••…42
3.1.2RF-E型—适用于突面法兰,带内包边。
42
3.1.3MFM型—适用于凹凸面法兰。
43
3.1.4TG型—适用于榫槽面法兰。
43
3.2常用标准43
3.3材料及性能43
3.3.1材料43
3.3.2性能44
4.金属齿形组合垫片44
4.1型式结构45
4.1.2MFM型—适用于凹凸面法兰。
型式结构同图2-1145
4.2常用标准:
46
4.3材料及性能46
5.金属波齿复合垫片46
5.1型式结构47
5.1.1A型-基本型,适用于榫槽面法兰、凹凸面法兰。
型式结构见图2-13。
47
5.1.2B型—带定位环型,适用于平面法兰、突面法兰。
型式结构见图2-14。
47
5.1.3C型—带隔条型,A型、B型的增强型。
型式结构见图2-15。
48
5.2常用标准48
5.3材料及性能48
5.3.1材料48
5.3.2性能49
第三章金属垫片
1.金属环形垫50
1.1型式结构50
1.1.1RB型—椭圆形金属环垫。
型式结构见图3-1。
50
1.1.2RH型—八角形金属环垫51
1.1.3RX型—RX型压力自紧金属环垫。
51
1.1.4BX型—BX型压力自紧金属环垫52
1.2常用标准53
1.3材料及性能53
2.金属齿形垫53
2.1结构形式54
2.1.1A型-基本型,适用于TG型榫槽面法兰、MF凹凸面法兰。
型式结构见图6-5。
54
2.1.2B型一带加强环(内环)型,适用于MF凹凸面法兰;54
2.1.3C型—带定位环(外环)型,适用于FF平面、RF突面法兰;54
2.1.3D型—带加强环和定位环型,适用于FF平面、RF突面法兰。
54
2.2常用标准54
2.3材料及性能55
3.金属透镜垫55
3.1型式结构55
3.2常用标准56
3.3材料和性能56
第四章垫片的安装方法
57-
第五章影响垫片密封连接,导致泄漏的主要因素
5.1被密封介质物理性能的影响58
5.2工况的影响58
5.3法兰表面粗糙度的影晌58
5.4垫片压紧应力的影响59
5.5垫片几何尺寸的影响59
5.5.1垫片厚度的影响59
5.5.2垫片宽度的影响59
第六章垫片的选用
6.1选用垫片的基本原则60
6.1.1选用或订购垫片时应了解以下数据:
60
6.1.2选用垫片时还应考虑以下因素:
60
6.1.3垫片产品选择的指导和建议(STAMP原则)61
6.2垫片使用失败的原因63
6.3标准垫片选用63
第一章非金属平垫片
非金属材料制成的平垫片,在垫片品种中占有很大地位。
按照构成非金属垫片材质的基本组份(基质)
可分为一下七类:
a)植物质:
如纸、棉、软木等;
b)动物质:
如皮革、羊毛毡等;
c)矿物质:
如石棉、玻璃、陶瓷等纤维;
d)橡胶质:
如天然橡胶及各种合成橡胶,诸如丁腈橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、氟橡胶、硅胶等;
e)合成树脂质:
如纯聚四氟乙烯(PTFE)、膨胀聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯、尼龙等;
f)石墨质:
如柔性石墨、碳纤维和石墨纤维等;
g)短纤维增强弹性体(橡胶):
如石棉、矿棉等无机纤维、有机纤维、碳或石墨纤维增强弹性体等。
按照目前工业上常用的垫片(板材)品种,我公司在产品目录中把非金属平垫分为以下七类:
a)柔性石墨垫片:
b)采用纯柔性石墨板材制成,通常用于高温介质的条件下;
c)聚四氟乙烯垫片:
d)包括纯聚四氟乙烯、膨胀聚四氟乙烯、填充聚四氟乙烯垫片等,一般用于腐蚀性介质条件下;
e)聚四氟乙烯包覆垫片:
f)包括聚四氟乙烯包覆的橡胶或石棉橡胶或非石棉纤维橡胶垫片;
a)石棉橡胶垫片;
b)非石棉纤维橡胶垫片;
c)尼龙垫片;
d)橡胶垫片(弹性体板)
按照垫片适用于法兰的基本型式,我们又将非金属垫片分为:
a)非金属软垫片:
通常,柔性石墨垫片、聚四氟乙烯垫片、石棉橡胶垫片、非石棉纤维橡胶垫片、尼龙垫片、橡胶垫片适用于相同的非金属平垫片尺寸标准,我们将它们归为一类;
b)聚四氟乙烯包覆垫片:
该类垫片具有独立的产品型式和尺寸,我们另归一类。
本章,我们就按照此分类对我公司的非金属垫片进行介绍。
1.非金属软垫片
非金属软垫片是指用非金属密封材料加工制作的垫片。
非金属材料中有石棉橡胶密封板、聚四氟乙烯、橡胶等。
近几年来又出现了非石棉纤维橡胶密封板作为垫片的材料。
就管法兰用非金属软垫片而言,石棉橡胶板垫片的用量占太多数。
石棉橡胶密封板,简称LAF(Compressedasbestosfibre),由于其主要成
分石棉纤维对人体有危害,并且在生产使用过程中的石棉粉尘也会对环境造成污染导致对人体的毒害,因此国外发达国家从20世纪80年代就已禁止石棉制品的生产和使用。
随着我国经济建设的发展与进步,对环境保护以及人民生命安全的重视,石棉制品生产和使用被严加控制。
聚四氟乙烯垫片一般用在腐蚀性介质条件下;而橡胶做的管法兰垫片则适用于法兰螺栓预紧力较小的场合,例如:
玻璃管道法兰或其他低强度管道法兰,使其在较小螺栓预紧力下,垫片仍可产生较大的压缩变形以紧贴法兰。
橡胶垫片只能在较低的介质压力和温度不太高的条件下使用。
石棉橡胶密封板以石棉纤维为骨架材料.以橡胶为粘结剂,辅以无机硅酸盐填充物制成。
如果不用石棉纤维而用其他纤维代替石棉生产的密封材料即构成非石棉橡胶密封板。
代替石棉的纤维有有机纤维和无
Kevlar)纤维,其他还有碳纤维、聚丙烯
机纤维两大类,有机纤维中应用最多、且性能最好的首推芳纶(
腈纤维、酚醛纤维等。
无机纤维则有硅酸铝纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、岩棉等。
非石棉橡胶密封垫片的开发和应用为时不长,因此国内外现今没有统一的国家标准和行业标准。
非石
棉橡胶密封板在我国少数密封材料生产企业已经批量生产,可用于裁制管法兰用垫片。
另外除了LAF生产
工艺的材料外,我国还有一种用造纸法生产的非石棉胶乳抄取板,也部分地用于管法兰垫片。
1.1型式结构
1.1.1FF型—适用于FF型全平面法兰
PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6和PN2.0MPa的全平面密封面(代号为FF)管法兰用非金属平垫
片的型式结构见图1-1。
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图1-1FF型全平面密封面法兰用垫片
1.1.2RF型—适用于RF型突面法兰
PN0.25、PN0.6、PN1.0、PN1.6、PN2.0、PN4.0禾口PN5.0MPa的突面密封面(代号为RF)管法兰用非金属平垫片的型式结构见图1-2。
注:
RF型非金属软垫片又可分为I型和II型:
I型垫片用于通用型法兰密封面;
II型垫片用于窄型法兰密封面。
图1-2RF型、MF型、T型、G型密封面法兰用垫片
1.1.3MF型一MF型凹凸面法兰
PN1.6、PN2.5、PN4.0和PN5.0MPa的凹凸密封面(代号为MF)管法兰用非金属平垫片的型式结
构同图1-2。
1.1.4TG型—适用于T型榫面法兰和G型槽面法兰
PN1.6、PN2.5、PN4.0和PN5.0MPa的榫式密封面、槽式密封面(代号为T、G)管法兰用非金属平
垫片的型式结构同图1-2。
1.1.5
1-3。
CM型一适用于平密封面、凹凸密封面中、衬环平密封面和衬环凹凸密封面法兰
平密封面、凹凸密封面、衬环平密封面和衬环凹凸密封面压力容器法兰用非金属软垫片型式见图
图1-3平密封面、凹凸密封面、衬环平密封面和衬环凹凸密封面法兰用垫片
1.2
常用标准
JB/T4704-2000,《非金属软垫片》;
JB/T4720-1992
,《管壳式换热器用非金属垫片》
;
HG20606-1997
,《钢制管法兰用非金属平垫片
-欧洲体系》;
HG20627-1997
,《钢制管法兰用非金属平垫片
-美洲体系》;
SH3401-1996,
《管法兰用石棉橡胶板垫片》。
1.3材料及性能
非金属软垫片材料可为石棉橡胶板、非石棉纤维橡胶板、聚四氟乙烯和橡胶。
但生产和使用石棉材料的板材时,应采取措施,以确保不会对健康造成损害。
1.3.1石棉橡胶板
由石棉橡胶板裁制的垫片,其材料性能及适用范围随石棉橡胶板材而定。
国产石棉橡胶板使用范围和性能见表1-1。
表1-1国产石棉橡胶板适用范围和性能
名称
牌号
表面颜色
横向抗拉
强度/MPa
适用条件
标准
压力/MPa
温度t/C
石棉橡胶板
XB200
灰色
>6.0
<1.5
<200
GB/T
3985-1995
XB350
红色
>12.0
<4.0
<350
XB450
紫色
>19.0
<6.0
<450
耐油石棉橡胶板
NY150
灰白色
>8.0
<1.5
<150
GB/T539-1995
NY250
浅蓝色
>9.0
<2.5
<250
NY400
石墨色
>26.0
<4.0
<400
1.3.2非石棉纤维橡胶板
非石棉密封材料在我国起步较晚,目前尚无国家标准和行业标准,国内生产厂家不多,应用也未普及,
但部分厂家能用辊压法工艺,即生产CAF(Compressedasbestosfibre)材料的生产工艺制作非石棉橡
胶密封板和用抄取法工艺制作非石棉橡胶密封板。
用这两种生产工艺制作的非石棉橡胶密封板,都可以被
用来裁制管法兰用非金属软垫片。
抄取法工艺制作的非石棉橡胶板材作为管法兰垫片使用为数不多,但材
料具有较大的压缩率(一般在12%〜18%之间),同时还能保持较大的回弹率(一般在45%以上)。
由于
其具有较大压缩率的性能特点,所以法兰预紧力较小。
1.321250无石棉密封衬垫板
250无石棉密封衬垫板适用于以优质合成纤维和优质无机纤维为主要材料制成的、以特种橡胶为粘合剂,压力为3.0MPa,温度在250C以下的水、水蒸气、制冷液、弱碱液、化学试剂、热油为介质的法兰、阀门等连接处的密封。
企业标准规定250无石棉密封衬垫板的物理性能见表1-2。
表1-2250无石棉密封衬垫板的物理性能
项目
指标
横向拉伸强度
>13.5MPa
密度
1.6±0.2g/cm3
压缩率
17±5%
回弹率
>50%
柔软性
无裂纹
应力松弛率
<30%
油密封性(温度15C~30C,压力10Mpa,3号喷气燃料介质,时间30秒)
完全密封
腐蚀性(恒温箱60C,蒸馏水,对硬铝板、低碳钢板,24h)
无腐蚀
耐油性
温度150C±2C,介质为20
号航空润滑油,时间为5h
浸油拉伸强度减少率
<30%
吸油率
<20%
浸油增厚率
5%~30%
温度15~30,在3号喷气燃料
中浸泡5h后取出,放置5min
吸油率
<20%
浸油增厚率
<20%
注:
1.厚度大于3.0mm不做拉伸强度试验。
2•厚度大于等于2.5mm不做柔软性试验。
1.322无石棉橡胶板及无石棉耐油橡胶板
无石棉橡胶板及无石棉耐油橡胶板主要适用于各类内燃机和化工管道法兰、阀门、泵的各类油、水、汽介质密封。
这两种无石棉橡胶板的主要材料是以芳纶纤维为主体掺用其他有机或无机纤维以代替石棉纤维,而合成橡胶、填充料及生产工艺与石棉橡胶板的完全一致。
无石棉橡胶板和无石棉耐油橡胶板的物理性能指标见表1-3及表1-4。
表1-3无石棉橡胶板物理性能指标
项目
指标
WXB200
WXB300
拉伸强度
>6.0MPa
>9.0MPa
老化系数
>0.9
密度
1.6~1.9g/cm3
压缩率
12%±5%
回弹率
40%
45%
应力松弛率
<45%
表1-3无石棉耐油橡胶板物理性能指标
项目
指标
密度
1.6~1.9g/cm3
横向抗拉伸强度
>10MPa
压缩率
13%±3%
回弹率
>50%
浸泡20#油
横向抗拉伸强度
>6.5MPa
吸油率
<15%
增厚率
<10%
浸泡75#油
横向抗拉伸强度
>6.0MPa
吸油率
<15%
增厚率
<10%
2.聚四氟乙烯包覆垫片
聚四氟乙烯包覆垫片是一种非金属复合型软垫片,一般由包覆层及夹嵌层两部分组成。
包覆层主要起
抗腐蚀作用,通常由聚四氟乙烯材料制成;夹嵌层(填料)为带或不带金属加强筋的非金属材料,通常由石棉橡胶板制成。
在石油、化工、制药及食品工业中,为保证物料的清洁而不得不使用不锈钢法兰、阀门及法兰管件时,常常采用聚四氟乙烯包覆垫片进行密封。
聚四氟乙烯包覆垫片主要适用于全平面型及突面型钢制管法兰连接,适用公称压力PN为0.6〜5.0
MPa、工作温度为0〜150C的腐蚀介质或对清洁度有较高要求的介质。
2.1型式结构
2.1.1S型—剖切型
剖切型包覆垫片是采用聚四氟乙烯筒料车削成
0.8〜1mm厚的环状薄片,从外侧厚度的中心切开,在
切口中放入芯材。
切口开至距内孔处约1.5〜2mm。
剖切型包覆垫片的型式结构见图1-4。
图1-4S型-剖切型聚四氟乙烯包覆垫片
2.1.2M型—机加工型
机加工型包覆垫片,其包封层内径可与法兰内径一致,以防止流体在法兰处产生涡流。
由于机加工成矩形断面,芯材放入后的间隙比剖切型断面的小,故内部空气膨胀量也小,密封性能较好。
剖切型包覆垫
图1-5M型-机加工型聚四氟乙烯包覆垫片
2.1.3F型—折包型
折包型包覆垫片,它是由厚度为0.4〜0.8mm的带状聚四氟乙烯薄膜,用热密封方法将两端热合后包
在环状的芯材外面呈U形状,制造简便,适用于尺寸较大的法兰密封。
折包型包覆垫片的型式结构见图1-6。
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r—
-d
图1-6F型-折包型聚四氟乙烯包覆垫片
22常用标准
GB/T13404-1992,《管法兰用聚四氟乙烯包复垫片》;
HG20607-1997,《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片-欧洲体系》;
HG20628-1997,《钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片-美洲体系》;
SH3402-1996,《管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片》。
2.3材料及性能
聚四氟乙烯包覆层材料为PTFESM031,其技术指标应复合HG/T2902-1997《模塑用聚四氟乙烯树
脂》对一等品的规定。
夹嵌材料为石棉橡胶板或其他复合材料。
聚四氟乙烯包覆垫片的各项力学性能及密封性能指标见表1-4。
表1-4聚四氟乙烯包覆垫片性能指标
项目
试验条件
指标
压缩率
实验尺寸(外径X内径X厚度):
73mmX34mmX3mm
预紧压力:
35MPa
试验温度:
25C
>20%
回弹率
>30%
应力松弛率
实验尺寸(外径X内径X厚度)mm:
73X34X3
<45%
预紧压力:
35MPa
试验温度:
150C
试验时间:
16h
允许泄露率
实验尺寸(外径X内径X厚度)mm:
73X34X3
预紧压力:
35MPa
介质压力:
1.1倍的公称压力
试验介质:
99.9%的氮气
试验温度:
25C
1X10-3cm3/s
3、管法兰用非金属平垫片
1范圉
本烯准规定了直法注用非金屈平塑片的型戎和尺寸.
本标准适用于公林压力PNO.鮎〜PN5.0MPa的平面“突面、凹凸面和惮榕面管法逬用菲金矚平塑片"
2规范性引用文件
F列文件中的茶款通过卒标准的引用而成为本标准的条款*凡是注日期的引用文件’其随苗所疳的修改单1不他括勘俣的内容】或嫌订版的不适用于本标樵,然iTih战嵋jftl推本标醺达成毎垃的务方研究是否可帙用这些文件的駁新版卒.凡足不注日期的引用文件,其毘新版本遹用于本标嗥.
GB/T9i29管送竺用非金尺平垫片技术条件
3垫片的型式与尺寸
3.TPNO.25.PN0.6J^kOJ'NLG和PX2・0MPa的半面密封面(代号为FF》管法三用非金属平慢片的型式应符合閒1的规定*尺也应捋合衷1的规宦*
3,2PNO.25,PNOt6.PN1.D.FNL6,PN^.0,PN4.0和PN5.0MPa的究血密封面(代号为RF)管虚兰朗卄金屈平垫呻的型式应符金图2的Iffl垫片的尺力应苻合表2的规定*11型垫片的尺■寸-应符合表3的规定.
注:
I型蛰片适用于通用塩社竺岳封ifhl!
型墊片逋用于笔型空孝擁封咖、
3dPNi,G.PN2.5.PN4.OPN仏。
MPa的冋凸密封面(代话为网F》箕法兰用非金属平垫片的型成应符合图2的规立,尺寸应符合我4的规建"
3.4PN1.fi.PN2.5J*N<.O5HTFN5.0MPa的惮椿密対面(代号为TG)管法兰用非金属平垫片的舉武应符合图2的规览,兄廿应符合表S的规定"
UF
图1
4技术要求
垫片的技术耍求应符合GB/T9129的规定•5标记
5.1标记方式
公称通彳仝法坦帘封面代号
注,突面管法兰用D型非金凤平垫片,标记时应注明型S用桩I农片时,不做持殊标记.
5.2标记示例
a)公称通径50nmi,公称压力1.0MPa的平顺管法兰用非金属平垫片•其标记为:
非金属平垫FFDN50PN1OGB/T9126
b)公称通径65nun,公称压力1.0MPa的突面(II型)管法兰用非金展平垫片,其标记为:
非金同平垫RFCn型)DN65-PN10GB/T9126
GB/I9126—2003
公称
DN
片内径d
10
18
15
22
2C
27
25
花
32
43
40
49
50
61
65
77“
80
89
100
115
125
141
150
169
200
220
250
刘3
300
324
350
356
400
407
450
45@
500
508
600
610
700
7J2
800
813
900
9】5
ii>00
1016
120C
1220
1400
1420
1A0O
1620
180°|】820
2000
2020
使用PNC.6MPa的尺寸
0.6(6)
公称压力P7
1.0(10)
MPa(bar)
2.0(20)
垫
-V
片
孔中
檢
外
心圆
礼
径
AS
径
D、
K
L
0.25(2.5)
栓
数
垫片外径
繳栓
孔中
心岡
百径
7550
80I55
90
100
120
130
140
160
190
210
240
265
320
375
440
490
540
595
645
:
】
1)
65II
75
11
90\14
100
no
130
150
170
200
280
335
395
445
14
14
18
18
18
18
18
18
22
22
55022
60022
\2
12
12
16
20
D・
孔中
心国
直径
K
90
95
使用PN1.6MPa
的尺寸
310
295
395
445
505
615
670
780
895
1015
1115
123C
1455
350
400
460
515
£65
620
725
840
950
1050
1160
1380
16751590
22
I?
22
16
26
16
26
20
26
20
30
30
33
36
39
19:
51820;48
21J5202048
23Z5223048
当PN为2.0为65门阿吋•垫片内轻d为73mm.
24
24
28
32
36
40
44
48
孔中
心01
査径
K
60
65
10575
115
14C
150
165
185
200
250
285
340
460
52G
581)
840
910
1025
1255
1685
1930
2BO
2345
85
100
110
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