封件，包括金属 O 形环、金属 C 形环和弹 簧增强型金属 C 型环等。因此， 对于金属 与金属接触密封型的法兰接头必须选择相 应的开云 开云体育官网垫片或密封件，确定合适的法兰及其 密封槽或限位 器的尺寸。
（2） （金属）石墨密封垫片的结构特 征 天生讲坛（33） 法兰接头密封—（金属） 石墨密封垫片2 图 2 是基于金属与金属接 触密封原理的（金属）石墨密封垫片最常 用的一种结构型式。图中一对法兰 的两个 密封面都为平面，置于密封平面之间垫片 由柔性石墨环和不锈钢内外环组合而成。 内、外环起包容和支承柔性石墨环的作用， 外环同时起限制柔性石墨环过压缩的作用， 故也称限位环。通过精确的结构设 计及模 压工艺的柔性石墨密封环，除了柔性石墨
封载 荷减小，即外加载荷都被转移到螺栓 和机械接触部件上去，于是石墨环上的压 缩应力基本维持不变，且 石墨环有足够的 弹性回复能力补偿其它可能的密封载荷松 弛，这样就保持法兰接头长期、可靠和稳 定的 密封。此外，此密封机理还使密封垫 片能够在过度拧紧时得到保护。图 4 和图 5 分别为（金属）石墨密封垫片的压缩回 弹和应力松弛泄漏测试曲线。
内或两个凹面形成的槽内，安装时垫片或 密封件被压缩到相当槽的深度，这时两法 兰相互达到金属接触；二是设置专门的压 缩限位器，或作为独立零件放在法兰螺栓 圆内侧的密封面上，或作为垫片或密封件 的一 个零件，法兰密封面可以是平面或凹 凸面，如图 1（a）和（c)所示，预紧螺栓 后导致法兰与限位器接触。金属与金属接 触密封型的垫片或密封件主要有回弹性好 的平垫片，包括缠绕式垫片、齿形金属垫 片和（金 属）石墨密封垫片，以及金属密
（1）金属与金属接触密封的结构特点 金属与金属接触型密封的法兰接头与金属 与金属非接触型密封的法兰接头的结构型 式不同，后者在法 兰之间没有任何限制垫 片或密封件压缩的装置，而基于金属与金 属接触型密封的法兰接头，垫片或密封件 需要有限制压缩装置，一种是利用法兰密 封面自身结构起压缩限制作用，如图 1（d） 和（b）所示，一个 法兰的密封面是平面， 另一个法兰的密封面是凹槽，或者两个法 兰密封面都为凹面。垫片或密封件放在槽
图 4 （金属）石墨密封垫片的压Baidu Nhomakorabea试验曲线 （金属）石墨密封垫片的应力松弛和泄漏试验曲线
对大多数压力管道用（金属）石墨密封 垫片，达到金属与金属接触的应力为 40～ 70MPa（取决于压力等 级和应用），压缩 率为 18～27%。对核安全级压力管道要求 回弹率＞20%，应力松弛率＜10%，泄漏率 ≦ 10-6Pa·m3/（△P=1bar，He）。
阀阀盖和核主泵等设备 法兰接头中替代缠 绕式垫片而获得成功应用。（金属）石墨 密封垫片也可用于炼油、石化等工况严酷 的管 道、阀门、热交换器等法兰接头。
（3）（金属）石墨密封垫片的密封机理 和基本性能 （金属）石墨密封垫片是通过 金属与金属的接触控制压缩前后的柔性石 墨环密度实现要求的密封。如图 3 所示， 预紧前法兰对不发生接触，而预紧后法兰 与垫片外环发生金属与金属的刚性接触， 柔性石 墨环在低预紧压缩力下，石墨环密 度增加并达到设计密封状态。此时，还需 要继续拧紧螺栓，此增加的 螺栓载荷用于 平衡因内压增加趋向分开法兰的端部载荷， 以及对于可能的温度和压力波动引起的密
环本身优良的压缩回弹性、化学相容性、 耐热冲击性、抗 辐射性外，通过金属与金 属接触的控制，比缠绕式垫片有更好的弹 性恢复能力，尤其是低应力松弛性，低 预 紧螺栓载荷和低泄漏率，确保法兰接头在 长时间使用中保持稳定的密封性能。因此， 特别适合存在温度 波动和压力循环的应用 场合，如火力发电厂，特别是核电站主回 路及其辅助系统的管道和设备法兰连接密 封，除了用于管道法兰密封外，在蒸汽发 生器、稳压器的人孔、手孔和眼孔，安全
法兰接头根据密封原理可分为金属与金属 非接触型（浮动）密封和金属与金属接 触 型（MTM 或 MMC）密封两大类，如图 1 所示。通常的大多数密封属于金属与金属 非接触型密封。二十世 纪 70 年代始，出 于核电站、高真空技术、极端温度和压力 工况，以及高要求环境保护，使这一理念 趋向新 的变化，这就是金属与金属接触型 密封的胜出，并解决了金属与金属非接触 型密封的许多限制，尤其是在 核电站管道 和设备的法兰接头中获得广泛的应用。本
Kaiyun App下载 全站
公司在国内核电快速发展的背景下，在 2008 年就与国 内高等院校和设计研究院共 同研发用于金属与金属接触密封型法兰接 头用（金属）石墨密封垫片，拥有自 主知 识产权，并进行批量生产，取代了国外该 产品，广泛应用于国内在役和在建压水堆开云 开云体育官网_blank>开云 开云体育官网 核电站主回路的压 力设备和管道等法兰接 头处，打破和摆脱了国外公司对该一技术 的商业封锁和技术垄断。
