金属垫片的类型和使用性能介绍

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摘要:一般用于中、高压阀门、管道和直径较小的设备法兰上。使用压力则根据温度的不同,前者为1.568~31.36MPa,后者为1.568~3.92MPa。垫片材质根据介质和温度选取。

在管道连接,化工泵使用,设备安装中,金属垫片也是常用的垫片,金属垫片有哪些,使用性能如何呢?

一、金属平垫和金属波形垫
一般用于中、高压阀门、管道和直径较小的设备法兰上。使用压力则根据温度的不同,前者为1.568~31.36MPa,后者为1.568~3.92MPa。垫片材质根据介质和温度选取。

二、金属包石棉垫
由金属薄板包覆石棉板或石棉橡胶板,使其不与介质直接接触,避免了石棉纤维强度下降,客服了渗漏现象,从而扩大了石棉橡胶板的使用范围。一般金属包石棉垫使用温度为450℃(个别也有达600~700℃,如在常压~0.16MPa的烟道气中),使用压力为4MPa,高可达6MPa。如压力再增高,垫片易产生横流现象,芯材从搭接处挤出。

由于金属包石棉垫需要较大的螺栓拧紧力,即使当使用压力低于2.45MPa,也不能采用pg25公斤级以下的法兰。否则,法兰、螺栓的刚度就显得不够,产生变形而导致密封失效。有人认为,若将芯材改为弹性较好的合成橡胶,其紧固力就会下降。其实不然,因为芯材改软后,紧固力被芯材吸收,不能提供金属板在法兰面上贴合所需的紧固力,包垫反容易被极坏。另外,在含氯离子较多的介质以及酸性介质中,不锈钢包垫及铁皮包垫的搭接处易产生缝隙腐蚀。

温度高于450℃,芯材可使用陶瓷纤维或碳纤维。某钢铁厂采用金属包陶瓷纤维垫片用于1100℃的高温,使用二年尚未损坏。柔性石墨作芯材是合适的。目前,国内已批量生产金属包柔性石墨垫。其使用效果优于金属包石棉垫。金属包垫能制
成各种形状,大量用于各种热交换器、反应器的大盖、装卸孔、人孔法兰等。国内曾制作过直径为2m的铁包垫,使用情况良好。
在金属包垫的表面贴覆一层柔性石墨薄板,这种垫片与表面未包覆的同类金属包垫相比,预紧比压较小,密封性能更佳。
目前国内尚无此产品,故有的单位将现有的柔性石墨皱纹带贴在金属包垫以及金属平垫、齿形垫甚至石棉橡胶垫表面,解决了许多泄漏难题。例如某厂的热交换器,压力为5.88MPa、温度450℃,介质为氢/油气。曾用过金属平垫、齿形垫,均有泄漏。后在平垫上贴了柔性石墨皱纹带,解决了这一问题。应该指出,这种垫片形式是一种解决法兰垫片泄漏的简便措施,贴覆柔性石墨带的工作性质量直接影响设备能否正常运转。若在带材背面涂刷一层胶水,可提高贴覆质量。

三、金属缠绕垫
金属缠绕垫巧妙地利用金属的耐热性、回弹性和强度以及非金属材料的柔软性,所以密封性能较好,其中又以不锈钢带缠绕柔性石墨垫的性能佳。其预紧比压较石棉缠绕垫小,不存在石棉纤维毛细孔渗漏的缺点。图2-10为两者预紧比压与泄漏量的关系曲线。在油介质中,金属带材多使用0Cr13,而其它介质则推荐使用1Cr18Ni9Ti。

不锈钢带柔性石墨缠绕垫在气体介质中,使用压力为14.7MPa(国内有高达19.6MPa),在液体中可用至30MPa。温度-190~+600℃(在无氧、低压情况下可用至1000℃)。聚四氟乙烯的耐低温性能良好,它在低温下的屈服强度大大高于常温时的强度。所以聚四氟乙烯缠绕垫可用于低温介质,如液态烃等。同时,因加入金属带提高了导热性,聚四氟乙烯缠绕垫使用温度可达250℃,在酸性介质中可用至9MPa、200℃。

缠绕垫用于压力和温度波动较大的换热器、反应器、管道、阀门、泵进出口法兰较为合适。对于中等以上压力、温度超过300℃者,应考虑使用带内环、外环或内外环。若使用凹凸面法兰,配带内环的缠绕垫效果更好些。

在柔性石墨缠绕垫两面贴覆柔性石墨板也能取得好的密封效果。某大型化肥厂废热锅炉属高温高压关键设备,用带外环的柔性石墨缠绕垫,满负荷时不漏,减负荷时则漏。在垫片两面增加了0.5mm厚的柔性石墨板,剪成圆弧状,接头部分采用斜口搭接,使用情况良好。

标签:金属垫片

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