墊片密封基礎(chǔ)知識

墊密封廣泛應(yīng)用于管道，壓力容器以及各種殼體的結(jié)合面的靜密封中。墊密封有非金屬密封墊，非金屬與金屬組合密封墊和金屬密封墊三大類。其常用材料有橡膠，皮革，石棉，軟木，聚四氟乙烯，鋼，鐵，銅和不銹鋼等。

常用的墊片形式有金屬纏繞墊片、齒形墊片、八角墊、透鏡墊、金屬環(huán)墊、波齒復(fù)合墊片、金屬包覆墊片、聚四氟乙烯墊片、改性四氟墊片、石棉墊片、非金屬墊片、無石棉墊片、石墨增強復(fù)合墊片等。
一、墊片的種類5 l+ V4 |9 y" o; I) L0 N  v5 Y
墊片的種類繁多，按其材料和結(jié)構(gòu)大致可分為三大類。* Y+ ]! h1 }* ~. J) y8 {; {
1.非金屬墊片: m: U/ e2 A* {% h0 S
有橡膠、石棉橡膠板、柔性石墨、聚四氟乙烯等，截面形狀皆為矩形；
' y0 y# _3 }# |5 w! a5 S2.金屬復(fù)合型墊片2 O% T$ c: E, c& J1 X9 y
有各種金屬包墊、金屬纏繞墊；: z2 E! N: Y0 }* n
3.金屬墊片6 _5 ~+ |8 z+ Q5 s, }
有金屬平墊、波形墊、環(huán)形墊、齒形墊、透鏡墊、三角墊、雙錐環(huán)、C形環(huán)、中空Ｏ形環(huán)等。
7 J7 N+ [$ A! B2 O' j& E- x3T按照密封分類的原則，上述墊片中的*、第二和第三類的金屬平墊、波形墊、環(huán)形墊、齒形墊、透鏡墊屬于強制型密封，而其余則為半自緊或自緊式密封。5l0 r7 [) l4 f2 M9 f3 g
二、墊片的性能和構(gòu)造
, i1 k( ?  N) \! I! ^; ]7 k各種墊片的性能和構(gòu)造分別介紹如下：
; D  r% L" H/ V: s$ [1 J* R1.非金屬墊片
* N% v+ n9 E$ o$ E% E: E（1）橡膠板+ g  w1 P' U4 a% j& J
用于密封的橡膠品種較多，一般有天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、異丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠。/ ^, M: F/ i3q  S& v
制作墊片的橡膠板材用量較大的有天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠三種。近幾年，氟橡膠等特種橡膠也逐步推廣使用。$ I5 p2 S9 c0H6 y
有關(guān)橡膠板材的數(shù)據(jù)，詳見工業(yè)橡膠板標(biāo)準(zhǔn)GB5574-85。4 R. \% y9 m2 W) g7 E
（2）石棉橡膠板
2 D1 ?, j* y- v, m7 P石棉- f2 [: ^4 G3 s3 A" h0 R
橡膠板是由石棉、橡膠和填料經(jīng)壓制而成的。根據(jù)其配方、工藝、性能及用途不同，主要有高壓石棉橡膠板、中、低壓石棉橡膠板和耐油石棉橡膠板。3C& C: G  g+ O" X# O; l. N
制造石棉橡膠板的石棉材料有溫石棉、藍(lán)石棉（青石棉）兩種。溫石棉屬于蛇紋石類石棉，其主要成分是含有約13%結(jié)晶水的鎂硅酸鹽，它耐熱、耐堿性好，抗拉強度高，耐酸性能較差，大多數(shù)石棉橡膠板都由它制作。藍(lán)石棉屬于角閃石類石棉，主要成分是含有2.5～3.5%結(jié)晶水的硅酸鹽，氧化鎂成分極微，氧化鐵約占18～24%。藍(lán)石棉不僅耐熱性能好，而且耐酸性能也好，故多被用于制造耐酸石棉橡膠板。'k4 m4 f$ P* U0 u
石棉纖維的質(zhì)量對石棉橡膠板的性能影響較大，故要求石棉纖維抗拉強度高，耐熱性能好，有一定的長度，纖維易撓曲，有彈性。一般高壓石棉橡膠板和400號耐油石棉橡膠板都采用2、3級石棉纖維。
; U+ t6 Y0 D7 S8 Y( T-?因為石棉屬疏松性材料，壓制成板材后內(nèi)部尚有大量孔隙，須加入一定量的橡膠（作為粘結(jié)劑）和各種填充劑制成石棉橡膠板。加入的粘結(jié)劑和填充劑可以填塞空隙，防止?jié)B漏。一般，石棉纖維占60~85%。5q1 ~! N4 }( V9 b
例如，高壓石棉橡膠板XB450其配方如下：
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3 @/ m, v: Z" }2 k  I  @0 J3 X其余為硫化劑和填充劑。5 x1 p8 ]* [8y
400號耐油石棉橡膠板配方如下：
; k4 B7 w7 {. V2 e! X$ A0 Q$ l石棉纖維    68%；丁腈橡膠（內(nèi)含36~40%丙烯腈）17%；碳酸鈣8.2%；酚醛樹脂1.5~2%；其余為硫化劑及各種填充劑。5 U4 g) {8`/ t
石棉橡膠板有適宜、彈性、柔軟性、耐熱及耐介質(zhì)性，用它制作墊片，既方便又便宜，因此在化工企業(yè)中，尤其是中、小型化工廠得到廣泛應(yīng)用。有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)見表2-1.&q7 o* t. p2 O' g/ @! L" s# `& ~
隨著石油化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，石棉橡膠板相繼出現(xiàn)了一些新產(chǎn)品。例如，由石棉橡膠板和一層或多層鍍鋅鋼絲或不銹鋼絲網(wǎng)組成的增強石棉橡膠板以及在石棉中加入氟橡膠制成的耐酸耐油石棉橡膠板。
3 f6 r1 }4 F3 e（3）柔性石墨板材及帶材5 m! ?  n' z; g0 ~* @9 O
柔性石墨是一種新穎的密封材料，具有良好的回彈性、柔軟性、耐介質(zhì)性、耐溫性，在化工企業(yè)中迅速得到推廣應(yīng)用。其板材和帶材的性能見第十四章。
" [5 T" @! |5 \  c/ g4 p0 P（4）聚四氟乙烯" g6 d. I. I, f8 F
聚四氟乙烯是合成樹脂材料中的*。優(yōu)良的耐腐蝕性能使他在絕大部分強腐蝕介質(zhì)中可作為密封墊片，對于不允許物料有污染的醫(yī)藥、食品等行業(yè)尤為合適，是塑料中使用溫度zui高者。但是聚四氟乙烯材料受壓后易冷流，受熱后易蠕變，影響密封性能。通常加入部分玻璃纖維、石墨、二硫化鉬，以提高抗蠕變和導(dǎo)熱性能。9m, h0 f1 p- S6 x# x  |
聚四氟乙烯墊片通常是由板材裁制的。它還可與石棉橡膠板、石棉板制成聚四氟乙烯包墊。其結(jié)構(gòu)見圖2-3。0 i8 v0 U- C: y9T! d5 `
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圖2-3（a）為Y型斷面的包墊，它是用筒料車削成0.8~1mm厚的環(huán)狀薄片，從外側(cè)厚度的中心切開，在切口中放入芯材。切口開至距內(nèi)孔處約為1.5~2mm。圖（b）為型斷面包墊，內(nèi)徑可與法蘭內(nèi)徑一致，以防止流體在法蘭處產(chǎn)生渦流。由于芯材放入后空隙比Y型小，故內(nèi)部空氣膨脹量也小，密封性能好。圖（c）為厚0.4~0.8mm的帶狀聚四氟乙烯薄膜，將它兩端熱合后抱在環(huán)狀的芯材外面呈U狀，制造簡便，適用于直徑較大的設(shè)備。!E4 a9 d% j# x: P$ V, q6 m
從70年代起，國外出現(xiàn)了一種GORE-TEX聚四氟乙烯接口密封帶，它是將聚四氟乙烯擴張成一種強韌、多孔的材料，及GORE-TEX膨體聚四氟乙烯。該材料保持了聚四氟乙烯原有的各種性能，截面為扁平狀，比聚四氟乙烯塑料更為柔軟，壓縮性能好。在一些法蘭表面質(zhì)量不高或玻搪類設(shè)備上使用，比一般的密封材料更為合適。此外，該密封帶以各種寬度的盤形包裝供貨，可根據(jù)設(shè)備的具體情況，現(xiàn)場截取所需長度。安裝時，接口交叉安放并留出一定長度，便可壓緊。據(jù)介紹，GORE-TEX接口密封帶使用范圍如下：壓力至20MPa，溫度-260~315℃。;\4 R) J  ~/ E5 A1 T

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