金属缠绕垫片的密封原理?金属缠绕垫片的密封原理:对密封面施加压紧载荷,以产生压紧应力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道。使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下
金属垫片 密封(阀门的垫片起什么作用?垫片材料如何选择?)由不锈钢货源网小编编辑如下:
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金属缠绕垫片的密封原理:对密封面施加压紧载荷,以产生压紧应力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道。使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产生塑性变形的特性,使之填平法兰密封面的微小凹凸不平,从而实现密封。
泄漏就是介质从有限空间内部流道外部,或从外部进入有限空间内部,这是人们并不希望发生的现象。介质流动通过内外空间的交界面即密封面发生泄漏。造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙,而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄露的推动力。由于密封面的形式及加工精度等因素的影响,密封面上存在间隙在所难免,这就会造成密封面不完全吻合,从而发生泄漏。
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要减少泄漏,就必须使接触面最大程度的嵌合,即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推动力。在螺栓-法兰-垫片连接中,压紧垫片的力使垫片材料产生变形从而填满法兰密封面间的微间隙。其预紧应力的大小取决于螺栓的数量,拧紧螺栓的转矩,螺栓系统的润滑状态和垫片的压缩面积。
密封垫片,是一种用于机械、设备、管道只要是有流体的地方就是用的密封备件,使用内外部,起密封作用的材料。密封垫片是以金属或非金属板状材质,经切割,冲压或裁剪等工艺制成,用于管道之间的密封连接,机器设备的机件与机件之间的密封连接。
垫片的种类多种多样,按其构造的主题材料分为非金属、半金属和金属垫片三大类。
⑴非金属垫片。非金属垫片质地柔软、耐腐蚀、价格便宜,但耐温和耐压性能差。多用于常温和中温的中、低压容器或管道的法兰密封。
①橡胶板。制作橡胶板垫片的主要材料有天然橡胶,丁腈橡胶、氯丁橡胶等,另外,氟橡胶等特种橡胶也开始应用。橡胶因具有组织致密,质地柔软,回弹性好,容易剪切成各种形状,且便宜、易购等特点而被广泛使用于容器和管道的密封中,但它不耐高压,容易在矿物油中溶解和膨胀且不乃腐蚀,在高温下容易老化,失去回弹性。
②石棉。石棉材料有湿石棉和蓝石棉两种。湿石棉耐热、耐碱性好,抗拉强度高,耐酸性能较差,大多数石棉橡胶板由它制造;蓝石棉不仅耐热性能好,而且耐酸性能也很好,故多被用于制造耐酸石棉橡胶板。石棉板正常使用温度在550度以下。直径较大的低压容器可以使用石棉带或石棉绳。在使用石棉绳时,通常浸渍水玻璃。酸,碱溶剂等介质也可使用此类垫片。
③石棉橡胶板。石棉橡胶板是由石棉、橡胶和填料竟压制而成的。一般石棉纤维占60%-85%。根据其配工艺、性能及用途不同,主要有高压石棉橡胶板、中、低压石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板。
石棉橡胶板有适宜的强度、弹性、柔软性等性能,用它制作垫片,既方便又便宜,因此在化工企业中得到迅速的推广和应用。
④柔性石墨。柔性石墨是一种新颖的密封材料,良好的回弹性、柔软性、耐温性,在化工企业得到迅速的推广和应用。
⑤聚四氟乙烯(简称PTFE)。聚四氟乙烯以其耐化学性、耐热性、耐寒性、耐油性优越于现在任何塑料而有“塑料之王”之称,它不易老化,不燃烧,吸水新近乎为零。其组织致密,分子结构无极性,用作垫片,接触面可以做到平整光滑,对金属法兰不粘着。除受熔融碱金属以及含氟元素气体侵蚀外,它能耐多种酸、碱、盐、油脂类溶液介质的腐蚀。
⑵半金属垫片(又称金属复合垫片)。非金属材料虽具有很好的柔软性、压缩性和螺栓载荷能力低等优点。但它的主要确定是强度不高,回弹性差,不适合高压高温场合。所以结合金属材料强度高、回弹性好。经受得起高温的特点。形成将两者组合结构的垫片。即为半金属垫片。
半金属垫片主要有金属包覆垫片、金属缠绕垫片、金属波纹符合垫片、金属齿形符合垫片等。
①金属包垫(金属复合垫片)。该垫片以非金属为材芯、外包厚度为0。25-0。5mm的金属薄板。按包覆状态可分为全包覆、半包覆、波形包覆和双层包覆等。
金属薄板根据材料的弹塑性、耐热性、耐蚀性选取。主要有铜、镀锌铁皮、不锈钢、钛、蒙乃尔合金等。使用较多的是铜、镀锌铁皮、不锈钢。
作为金属包垫的芯材,耐热性是主要考核指标。一般采用石棉板或低橡胶石棉板、耐高温性能好的碳纤维或瓷制纤维及柔性石墨板材。
金属包覆垫的另一特点是能制成各式型垫片。可以满足各种热交换器管箱和非圆形压力容器密封的需要,而其他复合垫片却不能。
②金属缠绕垫片。金属缠绕垫片是由薄金属波形带与石棉或柔性石墨等非金属地交替绕成螺旋状,将金属带的始末端点焊接制成。国外也称作螺旋垫片。
⑶金属垫片。在高温高压以及载荷循环频繁等苛刻操作条件下,各种金属材料仍是密封垫片的首选材料,常用的材料有铜、铝、低碳钢、不锈钢、铬镍合金钢、钛蒙乃尔合金等。为了减少螺栓载荷和保证结构紧凑,除了金属平垫尽量采用窄宽度外,各种具有线接触特征的环垫结构则其优选的形式。
①平形金属垫片。平形使用时分宽垫片和窄垫片两种。宽垫片因预紧力要求大,易引起螺栓法兰变形,压力超过1。96MPa时在光滑面的法兰上很少使用。窄垫片容易预紧,可在压力6。27-9。8MPa的管道上使用。
②波形金属垫片。波形金属垫片的金属板厚度一般为0。25-0。8mm。垫片厚度一般为波长的40%-50%。适宜于光滑密封面,压力3。34MPa的管道上使用。
③齿形金属垫。齿形金属垫片多用于6。77-9。8MPa的管道上。齿顶距约1。5mm,齿顶、齿根角均为90度。其密封性能比平形密封垫好,压紧力也比平形垫小。
阀门的垫片(gasket)通常用以防止两个物体之间受到压力、腐蚀、和管路自然地热胀冷缩泄漏。由于机械加工表面不可能完美,使用垫片即可填补不规则性。垫片通常由片状材料制成,如垫纸,橡胶,硅橡胶,金属,软木,毛毡,氯丁橡胶,丁腈橡胶,玻璃纤维或塑料聚合物(如聚四氟乙烯 )。特定应用的垫片可能含有石棉。
阀门的密封部位有三处:启闭件与阀座两密封面间的接触处;填料与阀杆和填料函的配合处;阀体与阀盖的连接处。其中前一处的泄漏叫做内漏,也就是通常所说的关不严,它将影响阀门截断介质的能力。对于截断阀类来说,内漏是不允许的。
后两处的泄漏叫做外漏,即介质从阀内泄漏到阀外。外漏会造成物料损失,污染环境,严重时还会造成事故。对于易燃易爆、有毒或有放射的介质,外漏更是不能允许的,因而阀门必须具有可靠的密封性能。
②阀门在关闭状况下,两侧分别承受11倍阀门工压值,无渗漏;但金属密封的蝶阀,渗漏值亦不大于相关要求。
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