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 带交替绕成螺旋状,将金属带的始末端点 焊接制成。国外也称作螺旋垫片。
在高温高压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、低碳铜、Kaiyun App下载 全站不锈钢、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是 其优选的形式。 金属垫片的截面形状有平形、波形、齿形、八角形、透镜形等。
中低压设备和管道的法兰连接密封,其法兰密封面的形式、大小与垫片的形式、使用 场合及工作条件有关。常用的法兰密封面形式有全平面、突面、凹凸面、榫槽面和环连 接面 (或称梯形槽)几种,如图2-3所示。其中以突面、凹凸面、榫槽面最为常用。
垫片的选择应根据工作系统的温度、压力以及被密封介质的种类、化学性能 (如腐蚀 性、 毒性、易燃易爆性、污染性等)、物理性能 (密度、黏度等)和密封面的形状等考虑。 一般要 求垫片材料不污染工作介质、Kaiyun App下载 全站具有良好的变形能力和回弹力;垫片的耐用温度应大于 操作温 度;要有一定的机械强度和适当的柔软性;在工作温度下不易变质硬化或软化。同 时,应考虑介 质的放射性、热应力以及外力等对法兰变形的附加影响;检修更换垫片是否容 易,垫片现场加 工是否可能;经济性以及材料来源等。
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。聚四 氟乙烯垫片包括纯聚四氟 乙烯、填充聚四氟乙烯或 膨胀聚四氟乙烯等。
当夹紧垫片的总载荷因各种原因减少 到几乎等于作用在连接件端部的流体 静压力，导致了密封面的分离。这时 若增加密封面的压力，则对于机械完 整性很差的垫片，如操作期间材料发 生劣化，则沿垫片径向作用的流体压 力会将其撕裂，引起密封流体的大量 泄漏，此被称为吹出泄漏，它属于一
垫片密封通常是指由容器、管道等的连接件和垫片组成的静密封的一种主要结构形 式。
随着现代工业特别是石油化学工业、原子能工业的发展,对垫片密封提出了新的要求, 垫片密封的发展越来越受到人们的重视。化工企业中,垫片密封随处可见。例如,设备上的 人孔、手孔、视孔、大盖法兰连接处、各种工艺线、仪器仪表接管与设备、机、泵、阀门 法兰等连接处,都有这类结构。在化工设备中,垫片密封占静密封的很大部分。
对非金属材质而言，从材料的微 观结构来看，本身存在微小缝隙 或细微的毛细管，具有一定压力 的流体自然容易通过它们渗漏出 来，此称为渗透泄漏，它占总泄
两连接表面（即密封 面），从机械加工的微 观纹理来看存在粗糙度 和变形，它们与垫片之 间总是存在泄漏通道， 由此产生的流体泄漏称 为界面泄漏，其泄漏量
垫片是一种夹持在两个 独立连接件之间的材料或材 料的组合,其作用是在预定的 使用寿命内,保持两个连接件 间的密封。垫片必须能够密 封结合面,使密封介质不渗透 和不被密封介质腐蚀,并能经 受温度和压力等的作用。
垫片密封是靠外力压 紧密封垫片,使其本身发生 弹性或塑性变形,以填满密 封面上的微观凹凸不平来 实现密封的。也就是利用 密封面上的比压使介质通 过密封面的阻力大于密封 面两侧的介质压力差来实 现密封。垫片密封包括初 始密封和工作密封两个过 程。
产生初始密封的基本要求：使垫片压 缩，在密封面间产生足够的压紧力， 即垫片预紧应力（也称初始密封比 压），以阻止介质通过垫片本身的渗 漏，同时保证垫片对连接件有较大的 适应性，即垫片压缩后产生弹性或塑 性变形，能够填塞密封面的变形及其 表面粗糙度而出现的微观凹凸不平，
垫片的应用范围极其广泛,垫片需要的预紧载荷也各不相同,如低压水泵薄法兰用的垫 片需要的压紧载荷较低,而压力容器和管道法兰垫片需要较大的压紧载荷和刚性较好的连接 结构。对后者通常有标准可查,而相对于特殊要求的垫片密封,则没有标准的连接尺寸,如法 兰厚度、螺栓尺寸、螺栓间距等,这就需要考虑专门的设计。
工作密封：当接头受到流体压力作用时，密封面将被迫发 生分离，此时要求垫片能释放出足够的弹性应变能，以弥 补这一分离量，并且留下足以保持密封所需要的工作（残 留）垫片应力。此外，这一弹性应变能还要补偿装置在长 期运行过程中，任何可能发生的垫片应力的松弛。
总之,任何形式的垫片密封,首先要在连接件的密封面与垫片表面之间产生一种垫片预 紧力,其大小与装配垫片时的 “预紧压缩量”以及垫片弹性模量等有关,而其分布状况与垫 片截面的几何形状有关。从理论上说,垫片预紧应力愈大,垫片中储存的弹性应变能也愈大, 因而可用于补偿分离或松弛的余地也就愈大,当然要以密封材料本身最大弹性变形能力为 极限。就实际使用而言,垫片预紧应力的合理取值取决于密封的材料与结构、密封要求、 环境因素、使用寿命及经济性等。
