了解下全法兰密封及其垫片知识介绍

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在石油化工装置中，法兰是管道、管件、阀门、仪表和设备等进行连接的最重要、最常见的形式之一。这种连接虽具有拆卸方便且不用动火等优点，但因由法兰、螺栓、垫片三者协同实现密封，其中任一元件出现问题就会造成泄漏，不仅造成浪费，而且还会污染环境，甚至造成人员伤亡及财产损失。因此小七今天为大家详细讲解法兰密封的相关知识。

    法兰连接确切地说应该是螺栓、法兰、垫片连接，其密封是靠三者的协同作用实现的，其中垫片是实现密封的核心部件。

法兰垫片一般分为金属垫片和非金属垫片。

非金属垫片用石棉、橡胶、合成树脂等非金属制成的垫片。 

1，石墨垫片

由纯石墨板或金属（齿板、平板、网）增强石墨板切割或冲压而成，具有众多的密封性能，如：热稳定、自润滑、耐腐蚀、不老化、不发脆等，在苛刻的工况条件能长期稳定的使用，极少需要维护。内衬材料可选不同金属薄板。型式可选无包边，内包边，外包边，内外包边。石墨切割垫片是从纯石墨板打孔或切割而成的，它具有良好的防腐蚀性，耐高/低温，良好的压缩回弹性和高强度性，各种各样的圆型的复杂的几何垫片被广泛用于管道、阀门、泵、压力容器、热交换器、冷凝器、发电机、空气压缩机、排气管、制冷机等。

2，金属缠绕垫片

金属缠绕垫片采用优质SUS304、SUS316（“V"形或“W"形) 金属带及其它合金材料与石墨、石棉、聚四氟乙烯、无石棉等软性材料相互交替重迭螺旋缠绕而成，在开始及末端用点焊方式将金属带固定。金属缠绕垫片为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片，金属缠绕垫片结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作，并利用内外钢环来控制其最大压紧度，缠绕垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。金属缠绕垫片特别适用于负荷不均匀、接合力易松弛，温度与压力周期性变化、有冲击或震动的场合。缠绕垫片是阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处理想的静密封原件
缠绕垫片应用范围：石油、化工、冶金、电力、船舶、机械等行业的管道、阀门、压力容器、冷凝器、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处密封。
缠绕片垫片分四种形式：基本型缠绕垫片、带内环型缠绕垫片、带外环型缠绕垫片、带内外环型缠绕垫片。

3，金属包覆垫片

金属包覆垫片系指内部用非金属材料(柔性石墨聚四氟乙烯、石棉橡胶板、陶瓷纤维）等，外部用特定的冷作工艺包覆金属薄板的复合型垫片，按垫片截面通常分为平面型包覆及波纹型包覆两种，是的一种密合垫片，适用于热交换器、压力容器、泵、阀及法兰面密封。但回弹力有限，需要求法兰表面平坦及紧固力很高才能达到良好效果。根据不同材料可以组合成304不锈钢包石棉包覆垫片，不锈钢包石墨包覆垫片等多种形式。
　包覆垫片材质：马口铁、不锈钢304、316、铜、铝等
　包覆垫片填充料：石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯、无石棉、陶瓷纤维等。
　包覆垫片主要用途：适用于直径较大的压力容器(如换热器、反应器等)法兰的密封。
　各种介质的机泵、管阀、管道及各类设备的法兰等密封。适用于中、低压工况。适用于中、低压工况。

4，齿形组合垫片

齿形垫片是一种金属软垫片，密封效果优于金属平垫，一般用精密的车床在金属不锈钢平垫片的二面加工成同心的90度夹角波形的锯齿状沟槽，根据不同的介质，可选择柔性石墨、PTFE、无石棉板或其它一些软金属，粘贴在垫片的二面，利用软性覆盖层的密封性以及金属的强度、弹性好的优点，还兼有迷宫密封作用，故达到同样的密封效果，垫片压紧力较小。齿形组合垫片也可不带覆盖密封层直接使用，也能达到良好的密封效果，但在高压场合中容易对法兰的表面造成损失。齿形组合垫片主要应用于中、高压力和高温的压力容器和管道法兰的密封。

5,波形复合垫片

波齿复合垫片通过模压、滚压或车削等工艺把金属平环加工成同心的波形圈，表面粘贴膨胀石墨或四氟等非金属，是针对那些对垫片回弹要求较高的地方，波形垫片具有的热传导性，能满足高温、高压及易腐蚀的场合，尺寸任意，金属材质可选。波齿复合垫片基本属于线接触密封垫片，由波纹提供机械支撑，其回弹性能根据采用的形式、金属厚度、波纹间距及波纹高度来决定一般在波齿垫片二面粘贴石墨层，可用于不太平整的密封面。此产品在一般应用场合可再生使用，相当经济有效。可直接代替缠绕垫片及包覆型垫片使用。适用于高温高压场合如压力容器、换热器、阀门、管道等法兰联接的密封件。 

6，四氟垫片

聚四氟乙烯垫片国外又叫PTFE垫片或Teflon（铁氟龙）垫片由聚四氟乙烯棒、管、板经机械车削或裁切而成的平垫片、V形垫片、活塞环、球阀垫圈等具有耐腐蚀、抗老化和不导电等良好特性。 聚四氟乙烯pH值0-14(熔融的碱金属和高温、高压下的氟除外)。其在-100℃～100℃之间能 够具有良好的机械强度。压力10Mpa。
注意：在温度低于-185℃时。聚四氟乙烯垫片会变脆。纯聚四氟乙烯垫片是一种洁净的密封产品，不会对其所接触的任何物质形成污染，可以广泛地用于食品、医药等行业中。

7，石棉橡胶垫片

石棉橡胶垫片以石棉纤维、橡胶为主要原料再辅以橡胶配合剂和填充料，经过混合搅拌、热辊成型、硫化等工序制成。石棉橡胶垫片根据其配方、工艺性能及用途的不同，可分为普通石棉橡胶垫片和耐油石棉橡胶垫片。根据使用的温度和压力不同可以分为低压石棉橡胶垫片，中压石棉橡胶垫片和高压石棉橡胶垫片。适用于水、水蒸气、油类、溶剂、中等酸、碱的密封，石棉垫片主要应用在中、低压法兰连接的密封中。

   8，金属椭圆垫及八角垫

金属椭圆垫片及金属八角垫由锻造及热处理和机械加工制成，是一种应用于油及气体的管法兰，压力容器，高速接合面，高温高压阀盖等的金属密封垫片，尤其压力、温度有波动的场合，仍能保持较好的密封性。 

9，金属平垫片

10，弹簧蓄能密封圈

 垫片的安装

保证系统的密封除了要有好的密封材料外，还要按照以下正确的安装方式：
　　1、垫片必须安放在法兰的正中心，在突面法兰上尤为重要；
　　2、保证密封面的平整度和加工精度；
　　3、必须均匀对称的紧固连接螺栓；
　　4、必须使用弹簧垫圈以保证负荷均匀，紧固螺栓时使用扭力矩扳手；
　　5、在系统运行一天后，检查和重新校正连接螺栓的扭矩；
　　6、为保证垫片使用寿命，请不要使用液体或金属基体的防粘剂或润滑剂。

    垫片选用参考