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密封墊片對“溫度”的影響到底有大呢?
工作環(huán)境(場合)中的“溫度”(包括高溫、低溫)對密封墊片所性能會有很明顯的影響,因為當溫度的時候,密封告訴您一方面會降低密封材質(zhì)的物理強度,而另一方面會使密封墊片產(chǎn)生變形、龜裂等影響,以致使螺栓載荷發(fā)生變化。
這類數(shù)據(jù)也得到一些特性曲線。就令人滿意的密封墊片密封材質(zhì)而言,相對來說,隨著溫度的,變形的增加很小,這說明螺栓載荷的變化也很少。應該指出,在引起螺栓載荷減小的壓縮載荷下,變形意味著厚度減小,從而也就減少了殘余應力。例如,隨溫度而有較大變形的劣質(zhì)密封墊片密封材質(zhì)會表出較大的松弛,實際上在中等的內(nèi)壓和高溫下,就會發(fā)生壓壞或擠出現(xiàn)象。石棉布具有良好的耐火隔熱性能,常用作汽車、飛機、火車的防火、隔熱材料,在制冷設備、焊接工保護服、劇場銀幕、消防、煉鋼等方面都得到應用。
溫度變形曲線還表明密封材質(zhì)可能變軟件或可塑的臨界溫度,在出現(xiàn)這種變化時,曲線會有一個明確的拐點。在達到拐點之前,性能可能一直是相當令人滿意的,但這個拐點規(guī)定了作為密封墊片密封材質(zhì)的g使用溫度。在其他一些情況下,當接近密封材料的g使用溫度的時候,變形量的降低可能是遞減的,沒有明顯的急劇變化。這就是密封墊片的溫度影響的所有資料了。除游離氟和堿金屬外,對化學物品、溶劑、氫氧化物和酸具有優(yōu)異的耐蝕性能。
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?密封墊片與螺栓同法蘭的連接
墊片:
密封墊片是夾持在一對法蘭密封面之間的單個密封零件。安裝時,通過擰緊螺栓對法蘭施加一外力,該外力傳遞給墊片,使墊片發(fā)生壓縮變形。從能量的概念出發(fā),外力作用墊片所做的功,若不考慮任何能量損失,將全部轉(zhuǎn)變?yōu)樽冃文?,貯存于墊片內(nèi)。工作時,密封流體壓力迫使法蘭密封面分離,壓縮墊片的載荷被部分卸除,貯存于墊片中的變形能以做功的方式來恢復變形,即墊片釋放其能量。若貯存的變形能尚有剩余,墊片與法蘭密封面仍保持接觸,法蘭不會發(fā)生泄漏。廣泛應用于石油、化工、冶金、機械、食品、電力等腐蝕介質(zhì)的管道、泵、閥各類設備的法蘭密封。所以,墊片也被描述為“密封在兩個表面之間,并貯存有能量的一個裝置”。
一、螺栓法蘭連接系統(tǒng)
如技術上和經(jīng)濟上可行,能夠制造出十分光滑和精細的兩被連接件的接合面,并用螺栓連接起來,使兩接合面始終保持接觸,則接合面之間就不需要放置墊片,此種螺栓連接稱為無墊螺栓接頭(non-gasketed bolt joints),常用于汽車、飛機、鋼結(jié)構(gòu)、重型設備等領域。但是由于設備結(jié)構(gòu)和尺寸的限制,加工和安裝很難得到理想的光滑接合面;其次,接合面也會隨時間產(chǎn)生腐蝕或磨蝕變得不光滑。因此,需要在這些接合面中間安裝墊片作為過渡元件,以此與結(jié)合面形成緊密的接觸,提供連接必需的密封,并與無墊螺栓接頭相比,可以在較低螺栓載荷下經(jīng)濟地實現(xiàn)密封,該種螺栓連接稱為墊片螺栓接頭(gasketed bolt joints),是壓力管道,壓力容器和承壓設備應用廣泛,使用頻繁的可拆式連接。由于被連接件通常采用一對法蘭,法蘭一端與殼體或管道相連,并用一組螺栓將兩法蘭緊固在一起。通常把此類螺栓連接稱為螺栓法蘭連接(bolted flanged connection,BFC)或螺栓法蘭接頭(bolted flanged joint,BFJ),如圖3.18所示。2.氯丁橡膠CR氯丁橡膠是一種合成橡膠,適應于耐中等腐蝕的酸,堿和鹽溶液的腐蝕。
四氟包覆石棉墊片
由此可見,BFC是一個由法蘭、螺栓和墊片等元件組成的組合件。兩個法蘭可以是同樣型式和材料的法蘭,也可以是不同型式和(或)材料的法蘭,或者其中一個是用螺栓連接的平蓋。而墊片總是比法蘭密封軟的材料制成。
二、兩種螺栓法蘭連接型式
根據(jù)密封原理,將螺栓法蘭連接分為浮動型(floating type,FL)或金屬與金屬非接觸型(nonmetal-to-metal contact)螺栓法蘭連接和金屬與金屬接觸型(metal to metal contact,MMC)螺栓法蘭連接兩大類。如圖3.19(a)所示,浮動型的螺栓法蘭連接指墊片夾持在一對法蘭的兩個接合面之間,自從預緊螺栓的安裝開始,知道法蘭連接的整個服役期內(nèi),法蘭接合面不發(fā)生任何接觸,因此螺栓預緊載荷完全作用在墊片上,而進入運行后,墊片初始載荷將隨外部載荷作用增加或減少,且墊片上的載荷分布也是不均勻的。而金屬與金屬接觸型(下稱“MMC”)的螺栓法蘭連接可使用與浮動型螺栓法蘭連接同樣的法蘭,只是將某些型式的壓縮限制裝置放在螺栓中心圓內(nèi)的法蘭接合面上,次壓縮限制裝置也可以是墊片一部分貨獨立的一個部件,起限位器的作用,如圖3.19(b)所以。因此,當螺栓預緊后,法蘭的兩接合面金屬或法蘭接合面金屬與壓縮限制器金屬之間發(fā)生機械接觸。相比浮動型,MMC型螺栓法蘭連接的主要特點是螺栓必須被施加到足夠高的載荷,除了達到金屬接除外,且保證在其后任何外部載荷作用下,在整個法蘭連接的全生命周期內(nèi)始終保持金屬接觸而不脫離,這樣墊片上載荷也總是保持固定,并周向均勻分布。壓縮限制裝置起了承攬外部載荷的作用,提供了法蘭接頭j的密封性能。因此,浮動型和MMC型法蘭螺栓連接的主要區(qū)別在于墊片環(huán)境的任何改變不會導致干擾墊片載荷大小和分布的風險,因這些干擾,包括自重、流體壓力、外彎矩和溫度變化等載荷及其波動都被轉(zhuǎn)移到螺栓和機械接觸部件上去。其次,MMC法蘭螺栓連接也減少了螺栓因承受循環(huán)載荷,發(fā)生疲勞或松脫的危險。鏟刮法利用鏟刀斜刃緊貼密封面,鏟除墊片及其殘渣此法特別適于膠墊片和橡膠石棉墊片。此外,它還提高了法蘭的剛性,減少了法蘭的轉(zhuǎn)角。
?法蘭密封墊片在燃氣系統(tǒng)的選用
隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展,各工業(yè)部門,尤其是大型石油化工企業(yè),火力發(fā)電廠,站和其它工業(yè)企業(yè)對密封墊片的性能提出愈來愈高的要求。燃氣系統(tǒng)也不例外,由于燃氣、和有毒等特性使得燃氣系統(tǒng)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(tǒng)中常用石棉橡膠墊、聚四氟乙烯墊、纏繞墊、高強石墨墊、波齒復合墊等墊片,介紹其性能特點并結(jié)合燃氣系統(tǒng)的情況提出選用時值得注意的問題。5、對于安裝八角型金屬環(huán)墊片,當金屬環(huán)墊和法蘭密封槽加工不太理想時,可通過配研來達到緊密貼合。
石棉橡膠板墊片
這是應用早的傳統(tǒng)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。石棉橡膠板系由石棉纖維、膠料及其它填充材料經(jīng)混煉加熱和輥壓而成,其中耐油板還要加熱硫化處理。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℃以內(nèi),高于此溫度時石棉纖維內(nèi)的結(jié)晶水會分解而失去強度),材料來源廣泛,制造上便于工業(yè)化生產(chǎn),能根據(jù)需要在現(xiàn)場做成各種形狀和規(guī)格的墊片,使用較為方便,價格便宜,因此,一直以來是應用較廣的傳統(tǒng)密封材料。10.聚四氟乙烯集中了大多數(shù)塑料墊片材料的優(yōu)點,包括耐溫從-95℃~232℃。
這種墊片的橡膠等組份容易受溫度和介質(zhì)(如溶劑)的作用而損壞,而且在使用時很容易發(fā)生應力松弛現(xiàn)象,影響它的密封性能和壽命,此外由于石棉系人們公認的致a物,從七十年代起,世界上不少國家已陸續(xù)制訂法律將其列入禁用范圍,隨著人們對設備密封要求的提高以及密封技術的發(fā)展,石棉橡膠材料已逐步為其他新材料所代替,使用量正逐漸減少。一般只應用于溫度、壓力不高的非重要設備場合。相比浮動型,MMC型螺栓法蘭連接的主要特點是螺栓必須被施加到足夠高的載荷,除了達到金屬接除外,且保證在其后任何外部載荷作用下,在整個法蘭連接的全生命周期內(nèi)始終保持金屬接觸而不脫離,這樣墊片上載荷也總是保持固定,并周向均勻分布。