機（jī）械設計必備知（zhī）識（shí）點之密封墊片如何選型（xíng）

在石油、石化、化工等行業（yè）的生產、加工、儲存、運輸乃至銷售過（guò）程中，往往存在易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、腐蝕等危險（xiǎn）因素。使用中（zhōng）的機器（qì）設備工（gōng）質“跑、冒、滴、漏”，給生產帶來極大危害。設備內（nèi）工（gōng）質的泄漏會造成浪費，汙染環境。

墊片是可拆卸接頭（tóu）最（zuì）重要的靜密封類型，如壓力容器、過程設備、動力（lì）機械和（hé）過程工業（yè）裝置中的連接管道。它們（men）包含各種流體介質，因此防止液體或氣體通（tōng）過這些接（jiē）頭泄漏是工廠麵（miàn）臨的最重要和最困難的任務。

隨著生產設備的大型化（huà），生產過程向高溫、高壓、高速發展，泄漏的機會越來越多，事故越來越多，經濟損失也越來越大。往往（wǎng）一（yī）個法蘭的泄漏就可能導致一套設備（bèi）甚至全廠停工，還可（kě）能引發火災、爆炸、人員傷亡等重大事故。泄漏可能造成環（huán）境汙染、產品損失甚至事故，因（yīn）此墊（diàn）片密封（fēng）的重要性不言而喻。因此，墊片（piàn）的選擇、設計和製造中的問題逐漸引起了人們的重視。

那（nà）麽，我們應該如何選擇合（hé）適的墊片呢？

墊片與墊片密（mì）封

墊片是（shì）夾在兩個獨立連接件(主要是法蘭)之間的一種材（cái）料或材料組合（hé），其作用（yòng）是在預定的使用壽命內保持兩個連接件之間的密封。

墊圈必須能夠密封接合麵，確（què）保密封（fēng）介質不滲透、無腐（fǔ）蝕，並能承受溫度和壓力的影響。墊片一般由連接件(如法蘭)、墊片和緊固件(如螺栓和螺母)組成(見圖1)。因此，在確（què）定某一法蘭的緊密性時，必須將整（zhěng）個法蘭連接結構作為一個係統來考慮（lǜ）。墊片工（gōng）作正常與否，不僅取決（jué）於墊片本身的（de）性能，還（hái）取決於係統的剛度和（hé）變形、結合麵的粗糙度和平行（háng）度、緊固載荷的大（dà）小和均勻性。

墊（diàn）片選擇（zé）的五個（gè）要素

了解了墊片密封的結構，我（wǒ）們可以從溫度（dù）、應（yīng）用、介質（zhì）、壓力、尺寸(TAMPS)五個方麵來選擇合適的墊片。

溫度

選用的墊片應在最高或最低工作溫（wēn）度下具有合理的使用壽命，不（bú）同墊片材料的最高工作溫度相差很大。

除了短時間內可以承受（shòu）的最高和最低工作溫度外，還（hái）應考慮允許的連續工作溫度。墊片應能抗蠕（rú）變（biàn）以減少墊片的應力鬆弛，從而保證墊片在工作條件下的（de）密封。大部分（fèn）墊片材料會隨（suí）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（shì）其在一定溫（wēn）度下的蠕（rú）變鬆弛性能。

應用

主要指墊片所在（zài）的連接係統的信息。需要根據法蘭材料、法蘭密封麵類型（xíng）、法蘭粗糙（cāo）度和螺栓信息選（xuǎn）擇合（hé）適的墊片材料和（hé）類型（xíng）。

對於非金屬法（fǎ）蘭（lán），必須選擇（zé）預緊力要求相對較小的墊片；否則，很可能是墊片沒有壓緊，在法（fǎ）蘭擰緊過（guò）程中法蘭（lán）被壓壞（huài）了(如圖4)。

對於不同的法蘭密封麵類型，對應的墊片類（lèi）型也不同。例如，凸起法蘭(RF)對應的纏繞墊片類（lèi）型（xíng）是有內外圈的纏繞墊（diàn）片，開槽法蘭(TG)對應的纏繞墊片類型是基本纏繞墊片，凹凸法蘭（lán）(MFM)對應的纏繞墊片類（lèi）型（xíng）是隻有內圈的纏繞墊片(如圖5)。

媒介

墊片應在整（zhěng）個工作條件（jiàn）下不受密（mì）封（fēng）介質的影響，包括抗高溫氧化、抗化學腐蝕、耐溶劑、抗滲（shèn）透等。顯然（rán），墊片材（cái）料對介質的化學腐蝕性是選擇墊（diàn）片的首要條（tiáo）件。對於非金屬墊片（piàn）或複合墊片中的非金屬材料，材料的耐化學性可（kě）參考墊片製造商提供的非金屬材料耐化學性（xìng）表。對於墊片中（zhōng）與介質（zhì）直接接（jiē）觸的金（jīn）屬材料，它們應具有與法（fǎ）蘭材料相同或更高的耐腐蝕性。

壓力

墊片必須能承受最大壓力，這個壓力可以是試驗壓力，可能是正常工作壓力的（de）1.25-1.5倍。對於非金屬（shǔ）材料製（zhì）成的墊片（piàn），最大壓力也與最高工作溫度有關。通常最高溫度乘以最高壓力的值(即PxT值（zhí）)有一個極限值，所以在選擇其最大工作壓力時，還應考（kǎo）慮墊片所能承受的最大PxT值。下圖是GARLOCK中常（cháng）見壓製墊片的PxT值，不同類型的墊片（piàn）所能承（chéng）受的壓力也是不同的。

尺寸

在滿足法蘭粗糙度和粗糙度的條件下，盡可能選擇薄墊片（piàn）。墊片的厚度與其類型、材料、直徑、密封（fēng）麵的加工條件和密封介質有關。對於大多數非金屬板狀（zhuàng）墊片，薄墊片具有很強的抗應力鬆弛能（néng）力。由於薄墊片內側與介質的接觸麵積也較小，所以沿墊片本體的泄漏也會減少，這種情況下墊片承受的吹出力也較小（xiǎo），墊片不會輕易被吹出。圖9生動地顯示了薄墊片的防吹出能（néng）力比厚墊片強。當然，墊片厚度和（hé）其他尺寸也可（kě）以參考（kǎo）墊（diàn）片標準進（jìn）行選擇。

另外，墊片（piàn）通（tōng）常采用螺栓法蘭（lán）連接結構，裝配時（shí）需要（yào）預緊螺栓（shuān）以（yǐ）滿足密封要求。另外，這種結（jié）構中的墊片是受多種因素（sù）影響（xiǎng）的密封元件，如（rú）何控（kòng）製預緊力是一個非常困難的問題。各種墊片所需的壓緊載荷（hé）也不同。對於有特殊要求的墊片密封，沒有標準的連接尺寸，如法蘭厚度、螺栓尺寸、螺栓間距等。，這需要特殊的設計。