1、垫片的种类

垫片,作为法兰连接中的重要部件,其种类繁多,按构成材料可分为非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。

(1)非金属垫片,也被称为软垫片,主要包含石棉橡胶板垫片和聚四氟乙烯包覆垫片等。这类垫片通常为平垫设计,适用于压力较低的场合,一般不超过5.0MPa。其使用温度则受材料限制。

(2)半金属垫片,结合了金属与非金属的优点,如缠绕式垫片和金属包覆垫片等。这类垫片密封性能卓越,且耐压性能极佳,例如,缠绕式垫片可适用于高达25.0MPa的压力和600℃的高温环境。

(3)金属垫片,通常由金属或合金材料经过机械加工而成,包括平垫、椭圆型垫和八角垫等多种型式。其材料选择需根据介质的腐蚀性和温度来确定,如软铁、合金钢、铜、铝等。金属垫片常用于高压场合,使用温度范围则因材料而异。

2、垫片的选用原则

在选用垫片时,需综合考虑垫片的密封性能、操作压力、操作温度、工作介质特性以及密封要求等多个因素。同时,垫片材料应具备优良的物理机械性能,无污染、无腐蚀,且具有良好的压缩和回弹性能,以及较低的应力松弛率和泄漏率。

3、常用垫片选用指南

(1)石棉橡胶垫片,作为最常见的非金属垫片,适用于温度和压力波动较小的水、蒸汽、空气等惰性气体介质。其最高工作温度需根据所选石棉橡胶板牌号来确定,最低使用温度则不应低于-50℃。
》GB 3985的规定,选用时应注明其牌号。耐油石棉橡胶板需遵循《耐油石棉橡胶板》GB 539的标准。当介质为环氧乙烷时,严禁使用含石棉的垫片;真空环境下,石棉橡胶板垫片亦不可用;对于不允许微量纤维混入的介质,如航空汽油或航空煤油,亦应避免选用石棉橡胶板和其他纤维垫片。鉴于石棉的致癌性,欧洲和美国已禁用石棉制品。

垫片需符合石化行业标准《管法兰用石棉橡胶板垫片》SH 3401、化工行业标准《钢制管法兰用非金属平垫片》HG 20606(欧洲体系)、HG 20627(美洲体系)以及机械行业标准《管路法兰用石棉橡胶板垫片》JB/T 87等或相应标准。

此外,还有柔性石墨复合垫片,其最高工作压力为10.0MPa,最高工作温度则取决于金属芯板材料,可在-196℃~650℃之间选择。此类垫片适用于水、油品、溶剂、酸、碱、氢气、油气、高温烟气、蒸汽等多种强腐蚀性和渗透性介质。

聚四氟乙烯包覆垫片则适用于耐腐蚀、防粘结且要求清洁的管道,其最高使用温度为200℃。金属齿形组合垫的最高使用温度则根据金属齿形环材料和覆盖层材料的不同而有所差异,最高可达650℃。但需注意,若用于氧化性介质,其最高使用温度为450℃。

此外,还有金属环垫等其他类型的垫片可供选择,但具体选用时需根据实际情况综合考虑各种因素。
① 金属环垫特别适用于高温、高压的管道系统,其最高使用温度因材料而异,具体见表13。
② 垫片的选择应遵循现行石化行业标准《管法兰用金属环垫》SH 3403、化工行业标准《钢制管法兰用金属环垫》HG 20612(欧洲体系)、HG 20633(美洲体系)以及机械行业标准《管路法兰用金属环垫》JB/T 89等,或与其等效的标准。
③ 金属环垫的硬度值应控制在比法兰材料硬度值低30~40HB的范围内。

(7) 金属包覆垫片
① 金属包覆垫片以其出色的密封性能而闻名,尤其适用于高温介质。其设计灵活,可制成各种复杂形状,其中平形金属包覆垫片最为常见。
② 垫片的最高使用温度详见表14。
③ 金属包覆垫片的标准选择应符合现行化工行业标准《钢制管法兰用金属包覆垫片》HG 20609(欧洲体系)和HG 20630(美洲体系)等,或与其等效的标准。

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