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化工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范部分內(nèi)容截圖化工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范部分內(nèi)容截圖

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金屬纏繞墊片是用成型的金屬帶和軟的填充材料交替纏繞制成的。當(dāng)放在兩個(gè)法蘭之間被壓縮后就形成了非常有效的密封。

金屬帶中間部分的V型凸起作用就像彈簧一樣，在工況改變時(shí)給墊片很好的回彈性。填充材料和金屬帶材料可以選擇不同的材料以適應(yīng)不同的化學(xué)介質(zhì)。

需要防火安全的可以選擇柔性石墨作為填充材料。如果墊片的有效壓縮載荷是有限制的，可以對(duì)墊片的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行修改以達(dá)到有效的密封。

一個(gè)金屬纏繞墊片可以包括一個(gè)外環(huán)，一個(gè)內(nèi)環(huán)或者二者都有。外環(huán)使墊片與法蘭對(duì)中和作為墊片壓縮的限位，內(nèi)環(huán)不但可以提供額外的徑向強(qiáng)度,而且還可以減少法蘭的沖刷磨蝕和保護(hù)密封元件。

很好的回彈性和很高的強(qiáng)度使得金屬纏繞墊片成為各種各樣使用條件和工況下的理想選擇。廣泛地被用于煉油廠和化工廠。

ASME B16.20所規(guī)定的標(biāo)記要求

影響墊片密封性能的因素

密封是通過(guò)壓縮墊片材料并使之填補(bǔ)不平整的密封表面實(shí)現(xiàn)的。這種密封能夠有效防止介質(zhì)的泄漏。為了維持這種工況，連接部位必須施加足夠的載荷來(lái)對(duì)抗因系統(tǒng)的內(nèi)壓產(chǎn)生的端面流體靜壓力。

墊片的使用情況取決于許多的因素，包括：

1. 金屬材料以及填充材料，材料必須能承受以下幾種因素的影響：

a. 溫度：溫度對(duì)墊片的機(jī)械以及化學(xué)性能有不利影響，同樣也能影響墊片的物理特性例如氧化性與回彈性。

b. 壓力：介質(zhì)或管道內(nèi)壓可能將墊片吹出法蘭的表面

c. 介質(zhì)：墊片材料必須能耐介質(zhì)的腐蝕

2. 連接設(shè)計(jì)：兩個(gè)法蘭連接的力必須足夠防止因系統(tǒng)內(nèi)壓產(chǎn)生的端面流體靜壓力導(dǎo)致的法蘭分離。

3. 合適的螺栓載荷：如果螺栓載荷不夠大，墊片的變形達(dá)不到要求，或者載荷過(guò)大而壓碎墊片，泄漏就會(huì)發(fā)生。

4. 表面加工：如果表面加工不符合墊片要求，也不會(huì)起到很好的密封效果。

各種密封面下法蘭、墊片的連接

墊片密封系數(shù) "M" 和 "Y"

"M" 與 "Y" 值應(yīng)用在非標(biāo)法蘭設(shè)計(jì)中。在標(biāo)準(zhǔn)法蘭的實(shí)際應(yīng)用中，它們并不指定作為墊片壓緊應(yīng)力。我們的螺栓扭矩表給出了數(shù)據(jù)，應(yīng)該對(duì)照它使用。

"M" – 墊片系數(shù)

在法蘭連接中，提供所需額外預(yù)緊力的系數(shù)，在連接處施加內(nèi)部壓力后，能夠保持墊片上的壓縮載荷。

M = (W - A2 P) / A1 P

"Y" –墊片最小設(shè)計(jì)壓緊應(yīng)力這是指當(dāng)墊片在內(nèi)部壓力為2psig(0.14bar)的情況下提供密封時(shí)，墊片接觸面上每平方英寸所需的最小壓緊應(yīng)力值(或以bar為單位)

Y = W / A1

式中：W = 總的緊固力(磅或牛頓)

A2 = 墊片以內(nèi)的法蘭孔面積(平方英寸或平方毫米)

P = 試驗(yàn)壓力(psig 或 N/mm2)

A1 = 墊片面積(平方英寸或平方毫米)

各種類(lèi)型墊片的M與Y

換熱器和容器墊片

墊片的安裝

在法蘭連接中，所有零部件必須正確組裝達(dá)到密封的效果。引起連接部分泄漏的最常見(jiàn)原因是安裝程序不正確。

螺栓上緊順序

■ 將墊片放置在法蘭密封表面上。

■ 將組裝的另一個(gè)法蘭與墊片相接觸。

■ 必須用新螺栓或工作性能如同新螺栓的螺栓清潔螺紋并用優(yōu)質(zhì)的潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑它們，例如油類(lèi)和石墨混合物。

■ 將螺栓放置在螺栓孔內(nèi)。

■ 用手指擰緊螺母。

■ 按照上圖的螺栓緊固順序緊固螺栓。

■ 第一次上緊時(shí)，任何螺栓的擰緊力不應(yīng)超過(guò)推薦值的30%， 如果那樣做，會(huì)使法蘭翹起并將墊片壓壞。

■ 當(dāng)達(dá)到推薦螺栓扭矩時(shí)，按照順時(shí)針?lè)较蛑饌€(gè)檢查螺栓扭距以確定螺栓已經(jīng)均勻擰緊。

■ 由于蠕變和應(yīng)力松弛，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有必要預(yù)加應(yīng)力于螺栓以確保螺栓在操作期間有充分的應(yīng)力載荷。

在螺栓上為熱膨脹而施加的預(yù)應(yīng)力

通過(guò)螺栓預(yù)緊來(lái)補(bǔ)償熱膨脹、松弛、蠕變、端部流體靜壓力和墊片的剩余有效應(yīng)力。

因法蘭和螺栓的材料不同，熱膨脹系數(shù)也不同，這可能影響螺栓載荷。在有嚴(yán)重的熱膨脹時(shí)，必須提供螺栓一個(gè)最小的應(yīng)力以及允許管道膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)墊片的緊壓。

墊片的外環(huán)作為墊片壓縮的限位。沒(méi)有外環(huán)的墊片必須采取措施預(yù)防熱膨脹使墊片超過(guò)彈性極限而損壞。

泄漏點(diǎn)的故障處理

最好的找出泄漏的原因的方法就是仔細(xì)檢查發(fā)生泄漏處的墊片。

觀察結(jié)果

有效的糾正措施

墊片嚴(yán)重腐蝕

? 選用更好的耐腐蝕材料替換

? 選用更好的抗冷流特性的材料替換

墊片過(guò)分地被擠出

? 選用能承受更大載荷的材料替換—即較致密的材料

? 選用能承載更大載荷的材料替換

墊片壓碎

? 提供一個(gè)限位環(huán)來(lái)防止壓碎墊片或重新設(shè)計(jì)法蘭

? 檢查墊片尺寸確保墊片是合適的規(guī)格

由于外伸出突面法蘭或向法蘭孔

內(nèi)突出產(chǎn)生的機(jī)械受損

? 確定墊片安裝時(shí)合適地對(duì)中

? 選用較軟的墊片材料

沒(méi)有明顯的壓緊

? 選用較厚的墊片材料

? 減少墊片面積來(lái)提供較高的單位面積上的壓緊載荷

? 改變墊片尺寸，將墊片受力部分移到接近螺栓部位可有效減少

法蘭彎曲

由于法蘭過(guò)分的偏轉(zhuǎn)和彎曲產(chǎn)生

? 依靠輔助環(huán)來(lái)提供法蘭的剛度

墊片在外徑處厚度比內(nèi)徑處薄

? 選用軟材質(zhì)的墊片來(lái)降低要求的密封應(yīng)力

? 減少墊片面積來(lái)減少密封應(yīng)力

? 按照規(guī)定的螺栓緊固步驟依次擰緊

墊片四周沒(méi)有被均勻的壓縮

? 確保準(zhǔn)確地組對(duì)法蘭

? 為法蘭增加一個(gè)加強(qiáng)環(huán)以便將螺栓載荷更好的分布

? 選擇一個(gè)較低應(yīng)力的墊片材料

墊片四周厚度周期性的變化

? 如可能的話增加螺栓數(shù)量以獲得更均勻的螺栓載荷分布

? 若法蘭是翹曲的，可以將法蘭重新加工或者使用較軟材料的墊片

墊片的選用

溫度和抗化學(xué)性的要求

要確定你所訂購(gòu)的墊片能承受操作溫度和耐使用介質(zhì)的作用。檢查金屬和填充物對(duì)密封介質(zhì)的化學(xué)兼容性。按照一般的慣例，制作金屬纏繞墊片和金屬包覆墊片的金屬應(yīng)是和法蘭材料類(lèi)似的。

柔性石墨的可壓縮性使得它成為用于制作金屬墊片很好的填充物。柔性石墨雖然不能用于像硝酸和硫酸這樣的強(qiáng)氧化劑，但是它的使用溫度可達(dá)450°C。PTFE填充材料能夠在260°C以下提供卓越的耐化學(xué)性能。根據(jù)ASME B16.20當(dāng)使用PTFE做填充材料的時(shí)候要使用內(nèi)環(huán)來(lái)防止纏繞部分徑向失穩(wěn)。

工作壓力

工作壓力對(duì)設(shè)計(jì)和選擇金屬墊片有直接影響。更高的壓力有可能使墊片吹出，而低壓應(yīng)用需要墊片設(shè)計(jì)在低螺栓載荷下也能密封。

Garlock 適合高壓下使用的墊片包括：

■ Kammprofile 墊片

■ 帶內(nèi)環(huán)的纏繞墊片

■ 純金屬墊片

適合低壓下使用的墊片包括：

■ GRAPHONIC? 墊片

■ Garlock Kammprofile 墊片

■ Garlock EDGE? 墊片

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