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墊片的選型與設計
那么,究竟應該如何選擇合適的墊片呢?
了解了墊片 密封的結構,我們就可以從溫度、應用、介質、壓力和尺寸(TAMPS)五個方面來考慮選擇一個合適的墊片。
溫度
所選用的墊片應該在最高或最低的工作溫度下有合理的使用壽命,不同的墊片材料的最高工作溫度差異很大。
除了短期能耐受的最高和最低工作溫度外,還應考慮其允許的連續工作溫度。墊片材料應能夠抗蠕變,以降低墊片的應力松弛,這樣才能保證墊片在工作條件下密封,大多數墊片材料隨著溫度的升高,蠕變會變得嚴重,因此,墊片 質量優劣的一個重要指標就是墊片在一定溫度下的蠕變松弛性能。
應用
對于不同的法蘭密封面型式,與之相對應的墊片型式也是不一樣的,例如突面法蘭(RF)對應的纏繞墊片型式就是帶內外環型纏繞墊片,榫槽面(TG)法蘭對應的纏繞墊片型式就是基本型纏繞墊片,凹凸面(MFM)法蘭對應的纏繞墊片型式就是只帶內環的纏繞墊片(如圖5)。
不同的墊片 對于法蘭粗糙度要求也是不一樣的,具體可以參考圖6
介質
墊片應在全程工作條件下不受密封介質的影響,包括抗高溫氧化性、抗化學腐蝕性、抗溶劑性、抗滲透性等,顯然墊片材料對介質的耐化學腐蝕性是選擇墊片的首要條件。對于非金屬墊片或者復合墊片中的非金屬材料來說,材料的耐化學腐蝕性能可以參考墊片廠家提供的非金屬材料抗化學品性能表。對于墊片中跟介質直接接觸的金屬材料,應和法蘭材料一樣或有更高的耐腐蝕性能。
壓力
墊片 必須能夠承受最大壓力,這種最大壓力或許是試驗壓力,它可能是正常工作壓力的1.25-1.5倍。對于非金屬材料的墊片,其最大壓力還會與最高工作溫度有關系,通常最高溫度乘以最高壓力的值(即PxT值)有一極限值,所以在選擇其最大工作壓力時,還要考慮墊片能承受的最大PxT值。下圖為GARLOCK常見壓制墊片的PxT值圖,不同型式的墊片所能夠承受的壓力也是不一樣的。
尺寸
在滿足法蘭粗糙度和不平度條件時,盡可能的選擇薄的墊片。墊片的厚度與其型式、材料、直徑、密封面的加工狀況和密封介質等相關。對于大多數非金屬板材墊片而言,薄的墊片抵抗應力松弛的能力也比較大。因薄的墊片其內側跟介質接觸的面積也小,所以沿墊片本體滲漏也隨之減少,并且此情況下墊片所承受的吹出力也小,墊片也就不容易被吹出,圖9形象的展示了薄墊片的抗吹出能力要比厚墊片強。當然也可以參考墊片標準選擇墊片厚度以及其它尺寸。
此外,由于墊片 通常采用螺栓法蘭連接結構,因此裝配時需要將螺栓預緊到足以達到密封的要求,另外,這一結構中的墊片更是一個受很多因素影響的密封元件,因而如何控制預緊力是一個十分棘手的問題。各種墊片需要的壓緊載荷也各不相同,對于特殊要求的墊片密封,它們沒有標準的連接尺寸,如法蘭厚度、螺栓尺寸、螺栓間距等,這就需要考慮專門設計。
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