密封垫片种类及应用全解析
不同材质垫片的性能特点与适用工况
密封垫片的选型直接影响设备运行安全。错误选用可能导致密封失效,甚至引发安全事故。本文系统介绍常用密封垫片材料及其适用条件,帮助用户科学选型。
工业橡胶板
天然橡胶适用于水、海水、空气、碱类和盐溶液,耐低温(可至-60℃),但不耐矿物油和非极性溶剂,长期使用温度不超过90℃。
丁腈橡胶耐油性强,适用于石油、润滑油和燃料油,长期使用温度120℃,短时可达150℃,低温适用范围为-10~-20℃。
氯丁橡胶耐臭氧老化性能优异,适用于海水、弱酸、弱碱和盐溶液,耐油性优于一般橡胶,使用温度低于90℃,最高不超过130℃,低温达-30~-50℃。
氟橡胶具有优良的耐酸、耐氧化、耐油及耐溶剂性能,可在多种强腐蚀介质中使用,长期使用温度低于200℃。
橡胶板材常用于压力≤1.568MPa的管道法兰或人孔手孔,预紧力小、密封性好,适合低压、真空场合(真空度可达1.3×10⁻⁷Pa)。但其在苯、酮、醚等有机溶剂中易溶胀,溶胀度超过30%即不可用。
石棉橡胶板
成本低、使用方便,但存在微孔渗透问题,不适用于污染性强的介质。高温下易碳化、变疏松,导致渗漏、结焦,且易粘连法兰面,更换困难。
受热后强度下降明显:110℃时抗拉强度降低10%,368℃时降20%,500℃以上结晶水析出,强度进一步下降。在航空燃油中,400号耐油石棉橡胶板抗拉强度比在润滑油中低80%。
推荐使用范围:XB450型适用于250~300℃、3~3.5MPa;400号耐油板温度不宜超过350℃。因含氯离子和硫化物,非油性介质中易引发电化学腐蚀。国产产品在350℃以上油介质中的密封性能普遍低于进口产品。
聚四氟乙烯
耐强酸、强碱、卤素及药品等腐蚀性介质,安全使用温度150℃以下,压力1MPa以内。填充改性后使用温度可达200℃,但耐腐蚀性有所下降。包覆式聚四氟乙烯垫片最高使用压力一般不超过2MPa。
该材料易发生冷流和蠕变,密封应力随时间和温度升高而下降(应力松弛现象严重),建议采用凹凸面法兰防止滑移。
适用于搪玻璃设备的聚四氟乙烯包垫芯材多采用石棉橡胶板加橡胶,兼具贴合性与耐腐蚀性。部分企业采用石棉橡胶板外包聚四氟乙烯生料带,便于拆卸,广泛用于人孔和管道连接。
石棉树脂板与浸渍石棉板
适用于温度≤80℃、压力≤0.6MPa的酸性介质管道、泵阀法兰连接。
石棉编制垫适用于压力≤0.1MPa、温度≤800℃的高温低压工况,可定制尺寸,亦可剪裁直接敷于法兰面,广泛用于大型氧化炉及未加工设备接口,密封效果优于石棉绳。
金属包石棉垫
通过金属薄板包覆石棉芯材,避免介质直接接触,提升耐温耐压性能。常规使用温度450℃,压力4MPa,最高可达6MPa。压力过高时易出现芯材挤出。
需较大螺栓预紧力,不适用于pg25公斤级以下法兰。芯材不宜过软,否则影响金属板贴合。不锈钢或铁皮包垫在含氯离子或酸性介质中易发生缝隙腐蚀。
高温(>450℃)环境下可选用陶瓷纤维、碳纤维或柔性石墨作为芯材。金属包柔性石墨垫国内已批量生产,性能优于传统石棉芯材。
表面贴覆柔性石墨薄板可显著改善密封性能,降低预紧要求。部分单位采用柔性石墨皱纹带贴覆金属平垫、齿形垫等,成功解决高压高温氢油气泄漏问题。
金属缠绕垫
结合金属的强度与非金属的柔软性,密封性能优越,尤以不锈钢带+柔性石墨组合为佳。预紧比压小,无毛细渗漏。
不锈钢带材质选择:油介质常用0Cr13,其他介质推荐1Cr18Ni9Ti。气体中最高使用压力14.7MPa(国内可达19.6MPa),液体中可达30MPa;温度范围-190~600℃,无氧低压下可达1000℃。
聚四氟乙烯缠绕垫适用于低温液态烃类,同时导热性增强后使用温度可达250℃,酸性介质中可用至9MPa、200℃。
适用于压力温度波动大的换热器、反应器、管道等设备。中高压或温度超300℃时建议选用带内环、外环或双环结构。配凹凸面法兰时,带内环缠绕垫效果更优。
两面贴覆0.5mm柔性石墨板可大幅提升密封可靠性,某化肥厂废热锅炉通过此方式解决了减负荷泄漏问题。
金属平垫、波形垫与齿形垫
适用于中高压阀门、管道及小型设备法兰。金属平垫使用压力1.568~31.36MPa,波形垫为1.568~3.92MPa,材质根据介质和温度选定。
八角垫与椭圆垫
用于梯形槽面法兰,密封性能良好。八角垫为面接触,一次紧固即可有效密封;椭圆垫为线接触,初始贴合性好,但通常需二次紧固。
两者均需较大螺栓拧紧力,低压高温工况下法兰等级应不低于pg25公斤级。
资料来源:通用机械

