?垫片原材料选择

一. 金属垫片材料

1. 碳钢:

推荐d工作温度不超过538℃，特别当介质具有氧化性时。薄碳钢板地不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备，如果碳钢受到在的应力，用于热水工况条件下的设备事故率非常高。碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。布氏硬度约120。

2. 304不锈钢

18-8（铬18-20%、镍8-10%），推荐d工作温度不超过760℃。在温度 -196~538℃区间内，易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。布氏硬度160。

3． 304L 不锈钢

含碳量不超过0。03%。推荐d工作温度不超过760℃。耐腐蚀性能类似304不锈钢。低的含碳量减少了碳从晶格的析出，耐晶界腐蚀性能高于304不锈钢。布氏硬度约140。

4． 316不锈钢

18-12（铬18%、镍12%），在304不锈钢中增加约2%钼，当温度提高其强度和耐腐蚀性能提高。当温度提高时比其它普通不锈钢具有更高抗蠕变性能。推荐d工作温度不超过760℃。布氏硬度约160。

5． 316L不锈钢

推荐d连续工作温度不超过760℃~815℃。碳含量不超过相对于316不锈钢具有更y秀的耐应力和晶界腐蚀。布氏硬度约140。

6． 20合金

45%铁、24%镍、20%铬和少量钼和铜。推荐z大工作温度不超过760℃~815℃。特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备，布氏硬度约160。

7． 铝

铝（含量不低于99%）。铝具有y秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。布氏硬度约35。推荐z大连续工作温度不超过426℃。

8． 紫铜

紫铜的成份接近于纯铜，其含有微量的银以增加其连续工作温度。推荐z大连续工作温度不超过260℃。布氏硬度约80。

9． 黄铜

（铜66%、锌34%），在大多数工况条件下，具有良好耐腐蚀性能，但不适应醋酸、氨、盐和y炔。推荐z大连续工作温度不超过260℃。布氏硬度约58。

10．哈氏B-2

（26-30%钼、62%镍和4-6%铁）。推荐z大工作温度不超过1093℃。具有优异的耐热浓度盐酸腐蚀性能。也具有优异的耐湿氯化q气体腐蚀、硫酸、磷酸和还原性盐溶液腐蚀的性能。在高温条件下具有高的强度。布氏硬度约230。

11．哈氏C-276

16-18%钼、13-17.5%铬、3.7-5.3%钨、4.5-7%铁、其余均为镍）。选择石墨密封垫片的材料主要取决于下列三种因素：温度、压力、介质。推荐z大工作温度不超过1093℃。具有优异的耐腐蚀性能。对各种尝试的冷硝s或浓度达到70%的沸腾硝s具有优异的耐腐蚀性能，具有良好的耐盐酸和硫酸腐蚀性能及优异的耐应力腐蚀性能。布氏硬度约210。

12．英科耐尔600

镍基合金（77%镍、15%铬和7%铁）。推荐z大工作温度不超过1093℃。在高温条件下具有高的强度，通常用于需解决应力腐蚀问题的设备。在低温条件下，具有优异的同加工性能。布氏硬度约150。

13．蒙乃尔400

（铜30%、镍推荐z大连续工作温度不超过815℃。除强氧化性酸外，对大多数酸和碱具有优异耐腐蚀性能。在f酸、氯化b、b介质中易产生应力腐蚀裂纹，因而，不适应用于上述介质。被广泛用于制造氢f酸的设备。布氏硬度约120。

14．钛

推荐z大工作温度不超过1093℃。在高温条件下，具有优异的耐腐蚀性能。众所周知耐氯离子的侵蚀，在较宽的温度和浓度区间，具有优异的耐硝s腐蚀。钛材在大多数碱溶液用的很少，适应用于氧化工况条件。布氏硬度约216。

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?关于密封垫片的一点经验分享及注意事项有哪些

01

工业橡胶板

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r剂,长期使用温度不超过90℃,低温性能优异,可在-60℃以上使用。

丁q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℃。

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q橡胶而优于其他通用橡胶,长期使用温度低于90℃,g使用温度不超过130℃,低温为-30~-50℃。

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r剂性能。可以在几乎所有的酸类介质以及一些油和r剂中使用,长期使用温度低于200℃。

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。

橡胶板材在苯、酮、醚等有机r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。

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,适宜作真空容器的密封垫片,真空度g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。

02

石棉橡胶板

价格较其它垫片低,使用方便;d问题是:垫片材料虽然加入了橡胶和一些填充剂,仍无法将那些的微小孔隙完全填满,存在微量渗透。故在污染性极强的介质中,即使压力、温度不高也不能使用。温度变形曲线还表明密封材质可能变软件或可塑的临界温度，在出现这种变化时，曲线会有一个明确的拐点。当用于一些高温油类介质时,通常在使用后期,由于橡胶和填充剂碳化,强度降低,材质变疏松,便在界面和垫片内部产生渗透,出现结焦和发烟现象。另外,石棉橡胶板在高温下易粘结在法兰密封面上,给更换垫片带来了许多麻烦。

在受热状态下,垫片在各种介质中的使用压力取决于垫片材料的强度保持率。石棉纤维材料中存在着结晶水和吸附水。四氟垫:全称聚四氟乙烯垫片国外又叫PTFE垫片或四氟垫Teflon（铁氟龙）。110℃时,纤维之间的吸附水已有2/3析出,纤维的抗拉强度约降低10%;368℃时,吸附水全部析出,纤维的抗拉强度约降低20%;超过500℃,结晶水开始析出,强度则更低。

介质对石棉橡胶板的强度影响也很大。例如,在航空润滑油和航空燃油中,400号耐油石棉橡胶板横向抗拉强度相差80%,这是由于航空燃油对板材中橡胶的溶胀比航空润滑油严重之故。匀卸法对称、均匀、轮流回松法兰螺栓1/4～1圈，然后正式卸下螺栓。考虑到上述因素,国产石棉橡胶板XB450的推荐安全使用范围:温度250℃~300℃,压力3~3.5MPa;400号耐油石棉橡胶板使用温度不宜超过350℃。

石棉橡胶板含有氯离子和硫化物,吸水后容易与金属法兰形成腐蚀原电池,尤其是耐油石棉橡胶板中硫磺含量高出普通石棉橡胶板好几倍,故在非油性介质中不宜使用。垫片在油品和溶剂类介质中会发生溶胀现象,但在一定范围内,对密封性能基本没有什么影响。由于泄漏面的形式及加工精度等因素的影响，密封面上存在间隙在所难免，这就会造成密封面不完全吻合，从而发生泄漏。例如,400号耐油石棉橡胶板在常温航空燃油中作24小时浸泡试验,要求因吸油重量增加不得超过15%。

国产石棉橡胶板与国外m牌产品相比尚有一定差距。某单位的统计数字表明,在超过350℃的油介质中,凡使用石棉橡胶板不漏的大多为进口产品。日本石油工业标准JPI-7S-71《石油工业用石棉橡胶板使用标准》,使用期限约为一年。

03

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 1MPa以下。每种垫片的材料其耐压能力在不同的温度下是不一样的，必须综合考虑。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g使用压力一般不超过2MPa。

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h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。那么影响垫片密封泄露的主要表现在以下两种情况：一是密封面上有间隙。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。

04  

石棉树脂板和浸渍石棉板垫片

多用于各种酸性介质的管道、泵、阀、进出口法兰,其使用温度在80℃、压力在0.6MPa以下。

石棉编制垫片适用于压力0.1MPa以下,温度不超过800℃的低压、高温工况。并可根据设备的具体要求,编织成不通宽度、厚度、直径的垫片。PTFE材料能充填玻璃，其目的是降低PTFE的冷流性和蠕变性。或将石棉带剪下后直接敷在法兰表面。它用于大型硫酸、x酸氧化炉以及一些未经加工的设备接口处,效果远远超过原来的石棉绳。

05

金属包石棉垫

由金属薄板包覆石棉板或石棉橡胶板,使其不与介质直接接触,避免了石棉纤维强度下降,客服了渗漏现象,从而扩大了石棉橡胶板的使用范围。

一般金属包石棉垫使用温度为450℃(个别也有达600~700℃,如在常压~0.16MPa的烟道气中),使用压力为4MPa,g可达6MPa。如压力再,垫片易产生横流现象,芯材从搭接处挤出。

由于金属包石棉垫需要较大的螺栓拧紧力,即使当使用压力低于2.45MPa,也不能采用pg25公斤级以下的法兰。否则,法兰、螺栓的刚度就显得不够,产生变形而导致密封失效。有人认为,若将芯材改为弹性较好的合成橡胶,其紧固力就会下降。其实不然,因为芯材改软后,紧固力被芯材吸收,不能提供金属板在法兰面上贴合所需的紧固力,包垫反容易被。由于机加工成矩形断面，芯材放入后的间隙比剖切型断面的小，故内部空气膨胀量也小，密封性能较好。另外,在含氯离子较多的介质以及酸性介质中,不锈钢包垫及铁皮包垫的搭接处易产生缝隙腐蚀。

温度高于450℃,芯材可使用陶瓷纤维或碳纤维。某钢铁厂采用金属包陶瓷纤维垫片用于1100℃的高温,使用二年尚未损坏。柔性石墨作芯材是h适的。目前,国内已批量生产金属包柔性石墨垫。其使用效果优于金属包石棉垫。

金属包垫能制成各种形状,大量用于各种热交换器、反应器的大盖、装卸孔、人孔法兰等。国内曾制作过直径为2m的铁包垫,使用情况良好。

在金属包垫的表面贴覆一层柔性石墨薄板,这种垫片与表面未包覆的同类金属包垫相比,预紧比压较小,密封性能更佳。图2-9为两者压紧应力与泄漏量的关系曲线。

目前国内尚无此产品,故有的单位将现有的柔性石墨带贴在金属包垫以及金属平垫、齿形垫甚至石棉橡胶垫表面,解决了许多泄漏难题。例如某厂的热交换器,压力为5.88MPa、温度450℃,介质为氢/油气。曾用过金属平垫、齿形垫,均有泄漏。后在平垫上贴了柔性石墨带,解决了这一问题。应该指出,这种垫片形式是一种解决法兰垫片泄漏的简便措施,贴覆柔性石墨带的工作性质量直接影响设备能否正常运转。1、高中低压石棉橡胶板垫片石棉橡胶垫片以石棉纤维、橡胶为主要原料再辅以橡胶配合剂和填充料，经过混合搅拌、热辊成型、硫化等工序制成。若在带材背面涂刷一层胶水,可提高贴覆质量。

?法兰密封垫片在燃气系统的选用

随着现代工业生产的发展，各工业部门，尤其是大型石油化工企业，火力发电厂，站和其它工业企业对密封垫片的性能提出愈来愈高的要求。燃气系统也不例外，由于燃气、和有毒等特性使得燃气系统对在其中使用的垫片密封要求也提出更高的要求，本文针对目前在燃气系统中常用石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫、缠绕垫、高强石墨垫、波齿复合垫等垫片，介绍其性能特点并结合燃气系统的情况提出选用时值得注意的问题。金属垫片1、渗透泄漏非金属垫片通常由植物纤维、动物纤维、矿物纤维或化学纤维与橡胶粘结压制而成，或有柔性石墨等多孔材料制作而成。

石棉橡胶板垫片

这是应用早的传统密封材料，包括普通型和耐油型二大类，其中又分高压、中压和低压各种牌号。石棉橡胶板系由石棉纤维、胶料及其它填充材料经混炼加热和辊压而成，其中耐油板还要加热硫化处理。由于石棉纤维强度较高，又能耐较高的温度(石棉耐温性能通常在480℃以内，高于此温度时石棉纤维内的结晶水会分解而失去强度)，材料来源广泛，制造上便于工业化生产，能根据需要在现场做成各种形状和规格的垫片，使用较为方便，价格便宜，因此，一直以来是应用较广的传统密封材料。0MPa、工作温度为0～150℃的腐蚀介质或对清洁度有较高要求的介质。

这种垫片的橡胶等组份容易受温度和介质(如溶剂)的作用而损坏，而且在使用时很容易发生应力松弛现象，影响它的密封性能和寿命，此外由于石棉系人们公认的致a物，从七十年代起，世界上不少国家已陆续制订法律将其列入禁用范围，随着人们对设备密封要求的提高以及密封技术的发展，石棉橡胶材料已逐步为其他新材料所代替，使用量正逐渐减少。一般只应用于温度、压力不高的非重要设备场合。非石棉垫片(无石棉垫片)既具有较高的强度，又具有较好的回弹性，同时具有超q的抗渗透性能是在高温高压下取代石棉垫片的良好环保材料。

选用密封垫片的基本原则

      1）选用或订购垫片时应了解以下基本数据：

      a、相配法兰的密封面型式和尺寸；

      b、法兰及垫片的公称通径；

      c、法兰及垫片的公称压力；

      d、流体介质的温度；

      e、流体介质的性质。

      2）选用垫片时还应考虑以下因素：

      a、有良好的压缩及回弹性能，能适应温度和压力的波动；

      b、有良好的可塑性，能与法兰密封面很好的贴合；  

      c、对有应力腐蚀开裂倾向的某些金属（如奥氏体不锈耐酸钢）法兰，应保证垫片材料不含引起各种腐蚀的超量杂质，如控制垫片氯离子含量以对法兰腐蚀；

      d、不污染介质；

      e、对密封高度毒性的化学品，要求垫片应具有更大的安全性；对于输送液体的管道系统，要求垫片用于法兰上的g使用压力和g使用温度在限制范围内；

      f、低温时不易硬化，收缩量小，高温时不易软化，抗蠕变性能好；

      g、加工性能好，安装及压紧方便；

      h、不粘接法兰密封面，拆卸容易。