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密封垫片应该怎么选,不同材料的作用有哪些

文章出处:www.813.com 人气:-发表时间:2020-06-04

  垫片材料是目前每个领域不可缺少的一种辅助配件之一,在电子电子,航天工业以及工业建筑等等行业都有很广泛的运用,而选材是垫片产品的关键,目前在整个垫片行业当中五金与橡胶材质的使用范围要广泛一些,而对于垫片材质,很多朋友除了五金与橡胶之外还对其他材质完全不知情,比如硅胶垫片,聚四氟乙烯片材,五金包胶等等等,那么对于垫片的材质您了解过它的种类有哪些吗?

 

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  一、工业橡胶垫片

  橡胶用作于垫片材质在上几十年前就已经开始运用在军工建筑当中, 如今在生活当中同样被广泛作用,它的主要优势在于以下:

  1、天然橡胶适用于水、海水、空气、惰性气体、碱类、盐类水溶液等介质,但不耐矿物油和非极性溶剂,长期使用温度不超过90℃,低温性能优异,可在-60℃以上使用。

  2、丁腈橡胶适用于石油类产品,如石油、润滑油、燃料油等,长期使用温度为120℃,如在热油中可耐150℃,低温为-10~-20℃。

  3、氯丁橡胶适用于海水、弱酸、弱碱、盐溶液,耐氧和臭氧老化性能优异,耐油性次于丁腈橡胶而优于其他通用橡胶,长期使用温度低于90℃,最高使用温度不超过130℃,低温为-30~-50℃。

  4、氟橡胶有多个品种,它们分别具有良好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐溶剂性能。可以在几乎所有的酸类介质以及一些油和溶剂中使用,长期使用温度低于200℃。

  5、橡胶板材作为法兰垫片,多用于管道或经常拆卸的人孔、手孔,压力不超过1.568MPa。因在各类垫片中,橡胶垫片最软,贴合性能好,在较小的预紧力下就能发挥密封效果。正因如此,在承受内压时,因垫片偏厚或硬度偏低而容易被挤出。

  6、橡胶板材在苯、酮、醚等有机溶剂中使用,易出现溶胀、增重、变软、发粘现象,导致密封失效。一般溶胀度超过30%就不能使用。

  7、在低压(尤其是0.6MPa以下)、真空情况下,采用橡胶垫较为适宜。橡胶材料致密性好,透气率低。例如氟橡胶,最适宜作真空容器的密封垫片,真空度最高可达1.3×10-7Pa。橡胶垫在10-1~10-7Pa真空度范围使用时,需经烘焙和抽气处理。

 

 

  硅橡胶垫片

  硅胶材质从来理论上来说也是属于橡胶工业化之中的一种,而它属于合成橡胶材质,在添加不同的组合成分达到良好的性能与特效,列如材料的延伸力度以及耐温效果,环境适应性强,并且硅橡胶垫片的主要优势在于环保安全,在任何环境情况下不与任何物质发生冲突,它的主要优势性能如下:

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  有很好的电绝缘性能。抗拉力强度较一般橡胶差且不具耐油性,硅胶的耐温范围温:- 43~210℃,最突出的优点是拥有优良的耐高温、抗静电性能,而且通过特殊配方工艺,可以生产成食品级材质

 

  1、调制配方后抗张强度可达到500PSI及抗斯性可达88LBS。

  2、良好及具良好的压缩变形。

  3、对中性溶剂具有良好的抵抗性。

  4、具极佳的抗热性,具极佳的抗寒性。

  6、对于臭氧及氧化物的侵蚀具极佳的抵抗力。

  7、硅胶胶垫为可长期压缩性材料,具有高弹性和黏弹性

  8、与钢铁材质相比,橡胶的弹性变形很大,弹性模量很小

  9、橡胶的冲击刚度大于动刚度,动刚度又大于静刚度,有利于减少冲击变形和动态变形

  10、应力-应变曲线为椭圆形滞后线,其面积等于各个震动周期转变为热量的振能(阻尼),可通过配方设计调整之

  11、橡胶形状可以自由选择,硬度可以通过配方设计加以调整,可以满足不同方向的刚度和强度的要求

 

  二、聚四氟乙烯

  聚四氟乙烯在受压及高温下易冷流及蠕变,故一般用于低压、中温、强腐蚀以及不允许污染的介质,如强酸、强碱、卤素、药品等。安全使用温度在150℃,压力 1.0MPa以下。填充聚四氟乙烯虽然强度高些,但使用温度也不超过200℃,且耐腐蚀能力下降。聚四氟乙烯包垫最高使用压力一般不超过2.0MPa。

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  由于温度升高,材料发生蠕变,致使密封压力明显下降。即使不升温,随着时间的延长,密封面的压紧应力也会下降,产生应力松弛现象。该现象在各种垫片中都会产生,只是聚四氟乙烯垫的应力松弛现象较为严重,应予注意。

 

  聚四氟乙烯的摩擦系数较小(压紧应力大于4MPa,摩擦系数为0.035~0.04),预紧时垫片易向外滑移,所以最好采用凹凸式法兰面。当采用平面法兰时,可将垫片外径接触螺栓,利用螺栓阻止垫片外滑。由于搪玻璃设备是在金属表面喷涂了一层瓷釉后烧结而成的,釉层很脆,加之喷涂不均匀和釉层流动,法兰表面平面度较差。采用金属复合型垫片易损坏釉层,所以推荐使用芯材由石棉板加橡胶的聚四氟乙烯包垫。这种包垫既容易与法兰面贴合又耐腐蚀,使用效果良好。

 

  有许多工厂在温度、压力不高的强腐蚀介质中,采用石棉橡胶板外缠聚四氟乙烯生料带,用于经常拆卸的人孔、管道上。由于制作、使用方便,颇受欢迎。

 

 

  三、金属包垫

  金属包覆垫片优点是强度大、不易碎、牢固结实,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(可改进、外敷石墨板)。根据不同材料可以组合成201、304、316不锈钢包石墨(耐温650度)包覆垫、包石棉包覆垫,包陶瓷纤维(1400度)包覆垫片等多种形式。

 

  包覆垫片材质:A3、不锈钢(201、304、316)、铜、铝等 包覆垫片填充料:柔性石墨(80%)、石棉(10%)、无石棉、陶瓷纤维(10%)等。

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  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、铸铁法兰、汽缸头、锅炉等)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。

 

  不锈钢包覆垫片的焊接:大于1米或非腐蚀用工况可用焊接金属模式;316、316L型一般禁止焊接。

 

  包覆垫片的改进:为提高密封效果外层可以粘贴柔性石墨板材。

 

  包覆垫片据耐温选择包覆物:石墨耐温650 耐腐蚀;陶瓷纤维—耐温HA1200 、HZ—1600。

 

  方形金属包覆垫片应弧度圆角整体锻造,氩弧焊焊接。禁止直角,锡焊!否则使用后受压、受热分裂。

 

 

  四、金属缠绕垫

  金属缠绕垫巧妙地利用金属的耐热性、回弹性和强度以及非金属材料的柔软性,所以密封性能较好,其中又以不锈钢带缠绕柔性石墨垫的性能为最佳。其预紧比压较石棉缠绕垫小,不存在石棉纤维毛细孔渗漏的缺点

 

  在油介质中,金属带材多使用0Cr13,而其它介质则推荐使用1Cr18Ni9Ti。

 

  不锈钢带柔性石墨缠绕垫在气体介质中,使用压力为14.7MPa(国内有高达19.6MPa),在液体中可用至30MPa。温度-190~+600℃(在无氧、低压情况下可用至1000℃)。

 

  聚四氟乙烯的耐低温性能良好,它在低温下的屈服强度大大高于常温时的强度。所以聚四氟乙烯缠绕垫可用于低温介质,如液态烃等。同时,因加入金属带提高了导热性,聚四氟乙烯缠绕垫使用温度可达250℃,在酸性介质中可用至9MPa、200℃。

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  缠绕垫用于压力和温度波动较大的换热器、反应器、管道、阀门、泵进出口法兰较为合适。对于中等以上压力、温度超过300℃者,应考虑使用带内环、外环或内外环。若使用凹凸面法兰,配带内环的缠绕垫效果更好些。

 

  在柔性石墨缠绕垫两面贴覆柔性石墨板也能取得好的密封效果。某大型化肥厂废热锅炉属高温高压关键设备,用带外环的柔性石墨缠绕垫,满负荷时不漏,减负荷时则漏。在垫片两面增加了0.5mm厚的柔性石墨板,剪成圆弧状,接头部分采用斜口搭接,使用情况良好。

 

  五、金属平垫,波形垫和齿形垫

  一 般用于中、高压阀门、管道和直径较小的设备法兰上。使用压力则根据温度的不同,前者为1.568~31.36MPa,后者为1.568~3.92MPa。垫片材质根据介质和温度选取。

 

  六、八角垫和椭圆垫

  用于梯形槽面法兰的八角垫和椭圆垫密封性能均好。在沟槽的锥面上,八角垫为面接触而椭圆垫是线接触。因此,椭圆垫在低紧固力下贴合性好,但需进行二次紧固;而八角垫一般一次紧固后,不易出现泄漏。它们的不足之处为要求较大的螺栓拧紧力,当用于低压高温情况时,法兰等级须在 PG25公斤级以上。

    

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