密封垫片与法兰、紧固件一起组成的密封系统,是机器设备的重要组成部分,承担了安全无泄漏的重要功能。
我们在前面用了4期的篇幅分享了材料选型、型式选型和尺寸设定不当引起的一些故障案例,可以归纳为设计不当方面的原因,现在,我们想继续分享一些有关施工管理不当的故障案例。

华尔卡聚四氟乙烯包覆垫片N7030系列中的S型,在填充层使用了毛毡片,作用是可以抑制PTFE包覆层的蠕变,从而提高垫片的适用温度和压力,但是当毛毡片被弄湿后,其压坏强度就会降低,在紧固作业时容易压坏.另外,如果紧固力不足,气密试验时使用的肥皂水或雨水也会渗透到毛毡层,导致毛毡片软化而被挤出到垫片之外,进一步降低垫片的面压,也会导致泄漏。

作为推荐的对策,对于垫片的储存、运输、安装时机做好管理最重要,在安装前保管好N7030(S)型垫片,不要选择在雨天安装N7030(S)型垫片,避免弄湿,更不能采用泡水后安装的错误做法。
案例15:很窄的无石棉垫片在安装时破裂
◆大尺寸矩形垫片的幅度过窄,还有螺栓孔靠近垫片边缘的情况下,在搬运和安装时容易被拉伸变形而断裂,如果安装时又使用了密封膏,进一步减小了法兰与垫片的摩擦力,很容易在紧固时被挤出而破裂;
◆我们还碰到过换热器垫片的分程筋过窄,有时甚至不到3mm,再结合分程筋板部分没有螺栓压紧,只能依靠法兰本体部分的压紧力传导至垫片上,造成垫片的面压不足,受到流体冲击后,垫片的分程筋部分拉伸变形而断裂,掉入管路中;
◆还有单螺纹紧固方式的垫片,比如中空螺纹管端部密封,由于紧固过程中垫片与密封面有很大的相互摩擦产生的剪切力,很容易导致垫片破裂。

作为推荐的对策,在设计时就应当考虑到窄幅的垫片容易断裂问题,选用拉伸强度更高的材料,同时可以在螺栓孔处增加面积,或直接做成开口状,对于带分程筋的垫片,应该控制换热器筋板密封面的加工精度,同时在安装时提高紧固面压,对于单螺纹紧固的垫片,建议控制好紧固力,如果破损率过高,建议更换垫片型式,例如采用金属和橡胶复合的垫片,以橡胶部分作为密封元件,以金属部分控制压缩量。

谈到无石棉垫片断裂的问题,有时标准尺寸的垫片也会发生,例如:
◆初期紧固力过大,而且不均匀导致的压坏;
◆使用一段时间后的无石棉垫片在配管热胀冷缩作用下开裂;
◆水管发生冻结,体积膨胀造成异常内压,也会导致垫片开裂;
◆操作人员不熟悉无石棉垫片的特点,在高温使用一段时间后又进行追加紧固作业,反而导致垫片压裂。
作为推荐的对策,对于冷热交替频繁,或者可能发生冻结的配管场合,或者可以预测到需要追加紧固的场合,推荐选用高机能垫片或金属缠绕式垫片。
案例16:垫片在安装后被吹出
垫片被吹出是指垫片在内压作用下断裂后飞出的现象,通常是多个条件叠加而造成的结果,常见的原因包括,紧固不均匀或紧固力不足,安装时垫片有偏心的情况导致垫片和法兰接触面局部狭窄,还有法兰面粗糙度过小、涂有密封膏导致垫片容易打滑等原因,还有矩形无石棉垫片,以横向作为矩形垫片的长度方向来加工垫片,也会导致矩形垫片中受压面积大的长度方向容易被吹出。

作为推荐的对策,做好紧固管理最重要,紧固力要足够且均匀,少涂或不涂密封膏,另外,对于矩形的无石棉垫片,在加工时应以板材的纵向作为垫片的长度方向,可以抑制长度方向上的吹出问题。
以上内容部分摘录自:
秋山 聪,华尔卡技术志,No.33,(2017)

