機械（xiè）設計必備知識（shí）點之密封（fēng）墊片如何選型

在石（shí）油、石（shí）化、化工等行業的（de）生產、加工（gōng）、儲存、運輸乃至銷售過程中，往（wǎng）往（wǎng）存在易燃（rán）、易爆、高溫、高壓、有毒、腐蝕等危險因素。使用中的機器設備工質“跑、冒、滴、漏”，給生產帶來（lái）極大危害。設備內工質的泄漏會造成浪費，汙染環境。

墊片是可拆（chāi）卸接頭最重要的靜密封類型，如壓（yā）力容器、過程設（shè）備、動力機械和過程工業裝（zhuāng）置中（zhōng）的連接管道。它們包含各種流體介質，因此防止液體或（huò）氣體通過這些接頭泄漏是工廠麵臨的最重要和最困難的任務。

隨著生產設備（bèi）的大型化，生產過程向高溫、高壓、高速（sù）發展，泄漏的機會越來越多，事故越來越多，經濟損失也（yě）越來越大。往往一個法蘭的泄漏就可能導致一套設備甚至全廠停工，還可能引發火災、爆炸、人員傷亡等重大事（shì）故。泄（xiè）漏可能（néng）造（zào）成環（huán）境汙染、產品損失甚至事（shì）故，因此墊片密封的重要性不言而喻。因此，墊片的選擇、設計（jì）和製造中的問題逐漸引起了人們（men）的重（chóng）視。

那麽，我們應該如何選擇合適的墊片呢？

墊片與墊片密封

墊片是夾在兩個（gè）獨（dú）立連接件(主要是法蘭（lán）)之間的一種材料或材料組合，其作（zuò）用是在預定的使用壽命內保（bǎo）持兩個連接件之間的密封。

墊圈必（bì）須（xū）能夠密（mì）封接合麵，確保密封介質不滲（shèn）透、無腐蝕，並能承（chéng）受溫度和壓力的影響（xiǎng）。墊片（piàn）一般由連接件(如法蘭)、墊片和緊固件(如螺栓和螺母)組成(見圖1)。因（yīn）此，在確定某一法蘭的緊密性時（shí），必須將整個（gè）法蘭連接結構作為一個係統來考慮。墊片工作正常與否，不僅取決於墊片本身的性能，還取決於係統的剛度和變形、結（jié）合麵的粗糙（cāo）度和平行（háng）度、緊固載荷的大小和均（jun1）勻性。

墊片選擇的五個要素

了解（jiě）了墊片密封的結構，我們（men）可以從溫度、應（yīng）用、介質、壓力、尺（chǐ）寸(TAMPS)五個方麵來選擇合適的墊片（piàn）。

溫度

選用的墊（diàn）片應在最高或最低工作溫度下具有合理的使用壽命，不同墊片材料的最高工作溫度相（xiàng）差很（hěn）大。

除了短時間內（nèi）可（kě）以承受的最高和最低（dī）工作溫度外，還應考慮允許（xǔ）的連續工作溫度。墊片應能抗（kàng）蠕變以減少墊片的應力鬆弛，從而保證墊片在工作條件下的密封。大（dà）部分墊片材料會隨著溫度的升高而更加嚴重。因此，墊片質量的一個重要指標是其在一定溫度（dù）下的蠕變鬆弛性能（néng）。

應（yīng）用

主要指墊（diàn）片所在的連接係統的（de）信（xìn）息。需要根據法蘭材料（liào）、法蘭密封麵類型、法蘭粗糙（cāo）度（dù）和螺栓信息選擇合適的墊（diàn）片材料和類型。

對於非金屬法蘭，必須選擇預緊力要求相對較小的墊（diàn）片；否則，很可能是墊片（piàn）沒有壓緊，在法蘭擰緊（jǐn）過程（chéng）中法蘭被壓壞（huài）了(如圖4)。

對於不同的法蘭（lán）密封（fēng）麵類型，對應的墊片（piàn）類型也不（bú）同。例（lì）如，凸起法蘭(RF)對應的纏繞（rào）墊片類型是有內外圈（quān）的纏繞（rào）墊片，開槽法蘭(TG)對應的纏繞墊片類型是基本纏繞墊片，凹凸（tū）法蘭(MFM)對應的纏繞墊（diàn）片類型是隻有內圈的（de）纏繞墊片(如圖5)。

媒介

墊片應在整個工作條件下不受密封介質的（de）影響，包括抗高溫氧化、抗化學腐蝕、耐溶劑、抗滲透等。顯然，墊片材料對介質的化學腐蝕性是（shì）選擇墊（diàn）片的首要（yào）條件。對於非金屬墊片或複合墊片中的非金屬材料，材料的（de）耐化學性（xìng）可參（cān）考墊片製造商提供的非金屬材料耐化學性表。對（duì）於（yú）墊片中與介質直接接（jiē）觸的金屬材料，它們應（yīng）具有與法蘭（lán）材料相同或更高的耐腐蝕性。

壓力

墊片（piàn）必須能承受最大壓力，這個壓力可以是（shì）試驗壓力（lì），可能是（shì）正（zhèng）常工作壓（yā）力的（de）1.25-1.5倍。對於非（fēi）金屬（shǔ）材料（liào）製成的墊片，最大（dà）壓力也與（yǔ）最（zuì）高工作溫度有關。通常最高溫（wēn）度（dù）乘以最高壓力的值(即PxT值)有一個（gè）極（jí）限值，所以在選擇其最（zuì）大工作壓力時，還應考慮墊片所能承受的最大PxT值。下圖是GARLOCK中（zhōng）常見壓製墊片（piàn）的（de）PxT值，不同類型的墊（diàn）片所（suǒ）能承受的壓力（lì）也是不同的。

尺寸

在滿（mǎn）足法蘭粗糙度和粗糙度的條件下，盡可能選擇薄墊片。墊片的厚度與其（qí）類型、材料、直徑、密（mì）封麵的加工條件和密封（fēng）介質有關。對（duì）於大多數非金屬板狀墊片，薄墊片具有很強的抗應力（lì）鬆弛（chí）能力（lì）。由（yóu）於（yú）薄墊片內側與介質（zhì）的接觸麵積也較小（xiǎo），所以沿墊片本體的泄漏也會減少，這種（zhǒng）情況下墊片承受的吹出力也較小，墊片不會（huì）輕易被（bèi）吹出。圖9生動地顯示了薄墊（diàn）片的防吹出能力比厚墊片強。當然，墊片厚度和其他尺寸也可以參考墊片標（biāo）準進行選擇。

另外，墊片通常采用螺栓法蘭連接結構，裝配時需要預緊螺栓以滿足密封要求。另外，這種結構中的墊片是受多種因（yīn）素影響的密封元件，如何控製預緊力是一個非常困難的問題。各種墊片所需的壓緊（jǐn）載（zǎi）荷也不同（tóng）。對於有特殊（shū）要求的（de）墊片密封，沒有標準的連接尺寸，如法（fǎ）蘭厚度、螺栓尺寸、螺栓間距等。，這需要特殊的設計。