法兰密封垫片选型参考
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钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定2008-01-15发布2008-02-01实施胜利工程设计咨询公司总图规划所发布前言根据胜利油田胜利工程设计咨询有限责任公司 2007 年技术基础工作计划的要求,由总图规划设计所编制完成了《钢制管法兰、垫片及紧固件选用规定》。
本规定共分9章和5个附录。
主要内容有:总则、术语、基本规定、法兰的选用、密封面的选用、垫片的选用、紧固件的选用、法兰、垫片与紧固件的选配、法兰、垫片及紧固件参数的描述等。
本规定由总图规划设计所专业技术委员会提出。
本规定由总图规划设计所专业技术委员会起草。
本规定起草人:刘庆砚本规定由总图规划设计所专业技术委员会负责解释。
本规定首次发布时间:2008年01月。
目次1 总则 (1)2 术语 (2)3 基本规定 (4)4 法兰的选用 (5)4.1 一般规定 (5)4.2 法兰类型的选用 (6)4.3 法兰公称通径的选用 (7)4.4 法兰公称压力的选用 (7)4.5 法兰材料的选用 (8)4.6 法兰最高无冲击工作压力的选用 (8)4.7 法兰盖允许开孔直径的选用 (11)5 密封面的选用 (12)5.1 一般规定 (12)5.2 密封面的选用 (12)6 垫片的选用 (16)6.1 一般规定 (16)6.2 垫片的选用 (16)6.3 垫片适用条件的选配 (21)7 紧固件的选用 (22)7.1 一般规定 (22)7.2 紧固件的选用 (23)8 法兰、垫片、紧固件的选配 (25)8.1 一般规定 (25)8.2 法兰、垫片、紧固件的选配 (27)9 法兰、垫片及紧固件参数的描述 (30)9.1 一般规定 (30)9.2 法兰的描述 (30)9.3 垫片及紧固件参数的描述 (31)附录A 可与欧洲体系法兰配合使用的国内管法兰标准 (32)附录B 国内部分标准中的密封面名称对照 (33)附录C 设备表中法兰、垫片及紧固件参数的描述举例 (34)附录D 材料表中法兰、垫片及紧固件参数的描述举例 (35)附录E 施工图说明书中法兰、垫片及紧固件参数的描述举例 (36)本规定用词说明 (39)1 总则1.0.1 为了规范油气集输及输油管道工程设计中法兰及紧固件的选用标准,保证设计质量,提高设计水平,统一法兰及紧固件的描述方法,制定本规定。
法兰垫片个头小,作用大,垫片选型及安装知识get起来!【本期内容,由上海神农冠名播出】垫片垫片是两个物体之间的机械密封,如果选用得当,通常可以有效的防止两个物体之间的物料泄漏;选用不当,则会造成不必要损失。
小七给你带来了法兰垫片的选型方法和安装注意事项,一起学起来!一、法兰垫片密封机理介质流动通过内外空间的交界面时发生的泄漏即是密封面发生泄漏。
造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙,而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。
要减少泄漏,就必须使接触面最大程度地嵌合,即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推动力。
对密封面施加压紧载荷,以产生压紧拉力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道。
法兰垫片静密封的密封机理可分为以下2种情况:1初始密封在装配法兰垫片时就可完成初始密封,紧固螺栓压紧垫片, 产生初始密封的基本条件是应使密封面间产生足够的压力,即垫片预紧应力使垫片材料受压缩后发生弹性压缩变形或弹塑性压缩变形,能够填塞法兰密封面的粗糙不平,堵塞界面泄漏通道以达初始密封要求。
垫片的预紧应力取决于垫片材料压紧性能,所有的密封压紧力均来自螺栓的初始紧固力,同时法兰应具有足够的强度和防偏转或翘曲变形的足够刚度。
2工作密封预紧后的法兰垫片螺栓三构件系统,当受到工作介质压力作用之后,一对法兰的2个密封面将被迫发生相对分离,此时垫片应有足够的回弹变形以补偿这一分离。
不仅如此,垫片还要求有这样的能力,即保持密封界面上仍有足够以维持密封的残留垫片应力(压应力),以保证将流体介质密封住。
二、法兰垫片性能影响法兰密封的因素主要有:螺栓预紧力密封面形式垫片性能法兰刚度操作条件垫片的压缩和回弹能力是法兰密封的必要条件。
垫片的变形包括弹性变形和塑性变形两部分,只有弹性变形才具有回弹能力,回弹能力大的垫片,可以更好地补偿法兰端面的分离,适应操作压力和操作温度的波动,因而密封性能好。
表 4.3.6石油化工管法兰常用垫片选用表软垫片 5 尺寸允许偏差(mm)介质法兰公称压力 MPa1.6 油品、油气、工作温度 /℃≤200201~250≤200210~350法兰形式形式平焊 (光 )耐油垫缠绕垫、柔性石墨复对焊 (光)合垫平焊 (光 )耐油垫缠绕垫、金属包垫、对焊 (光)柔性石墨复合垫垫片备注材料耐油橡胶石棉板0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、0Cr19Ni9 等)耐油橡胶石棉板0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带+特制石棉(石墨)、铁皮(铝皮等)+特制石棉、石墨+ 金属骨架( 0Cr13、0Cr19Ni9 等)0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石①溶剂、石油化工原料及产品、一2.54.0 351~450451~530≤4041~350351~450缠绕垫、金属包垫、对焊 (光)柔性石墨复合垫缠绕垫、柔性石墨复对焊 (光)合垫对焊 (凹凸 ) 耐油垫缠绕垫、柔性石墨合对焊 (凹凸 ) 垫、金属包垫缠绕垫、柔性石墨合对焊 (凹凸 ) 垫、金属包垫墨)、铁皮(0Cr13 等) + 特制石棉、石墨+金属骨架( 0Cr13、0Cr19Ni9 等)0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、0Cr19Ni9 等)耐油橡胶石棉板0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带+特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、0Cr19Ni9等)、0Cr13(0Cr19Ni9 、10)特制石棉0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、0Cr19Ni9 等)聚苯乙燃烯、ABS 树脂、0.6 一般化工介质(指对碳钢管无腐蚀者)、碳酸1.0 钙、硫化钠、氯化内溶液等。
半水煤气、天然气、二段转化气、焦炉气、中温变换气、 1.6 净化系统、二氧化碳气、甲醇、裂解气、尾气、饱和氯水、干氯气、液2.5 氯、尿素、一、二段分馏塔出口尿液、二段甲胺液、浓氨 4.0 水、聚乙烯原料、熔融尿素≤200210~300310~350210~300310~350≤200210~300210~350平焊 (光 )橡胶垫、塑料垫平焊 (光 )橡胶垫、塑料垫缠绕垫、柔性石墨复对焊 (光)合垫平焊 (光 )橡胶垫缠绕垫、柔性石墨复对焊 (光)合垫平焊 (光 )橡胶垫缠绕垫、柔性石墨复对焊 (光)合垫缠绕垫、柔性石墨复对焊 (凹凸 ) 合垫中压橡胶石棉板、软聚氯乙烯板中压橡胶石棉、软聚氯乙烯板、耐酸碱橡胶板0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、0Cr19Ni9 等)中压橡胶石棉板0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、0Cr19Ni9 等)中压橡胶石棉板0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、 0Cr19Ni9)0Cr13(0Cr19Ni9 )钢带 +特制石棉(石墨)、石墨+金属骨架(0Cr13、 0Cr19Ni9)· 1·金属包垫、柔性石墨铝皮 +特制石棉、石墨+金属骨架-70~-40对焊(凹凸)复合垫(0Cr13、 0Cr19Ni9)应用场合在线设备的切断(包括仪表)如:备用设备,设备可以被旁通;装置边界;贮罐和容器;调节阀站(不包括旁通阀)产品分隔防止混合如:产品管线间的连接线、设备的旁通,如:反应器流体最高流体设计温度阀的数目闸阀的阀板和温压等级(任何形式)非危险性介质T≤+573℃和温压等级≤600#单阀#危险性介质单阀150 采用刚性或弹性阀板任何T>+573℃或压力等级> 600#双阀300#及以上选用弹性阀板或双阀板①T≤240℃和温压等级≤# 单阀②#任何300 150 采用刚性或弹性阀板##T>240℃或温压等级>双阀300 及以上选用弹性阀板300 或双阀板①表 3.3.1阀门门类型选用表介质状态介质性质无腐蚀性介质(空气、蒸汽等)气体腐蚀性介质(酸性气体,氯气等)真空腐蚀性粉料(硅石粉等)固体粉料润滑性的粉料(石墨、滑石粉等)催化剂阀功能阀门形式说明闸阀截止阀需选用合适的阀芯开/ 关球阀旋塞(不适合蒸汽)蝶阀截止阀调节针形阀(只用于小流量)蝶阀蝶阀抗腐蚀①开/ 关球阀抗腐蚀①隔膜阀抗腐蚀①旋塞抗腐蚀①蝶阀抗腐蚀①调节截止阀抗腐蚀①,(OS&Y )针形阀抗腐蚀①,(只用于小流量)隔膜阀抗腐蚀①闸阀波纹管密封开/ 关截止阀隔膜或波纹管密封球阀蝶阀弹性阀座开 /关、调节夹管阀开 /关、调节夹管阀单阀座闸阀开 /关、调节球阀金属硬密封、耐磨闸阀耐磨注:①由于介质的性质有很大的变化,故阀门材料必须随着介质的变化而选用合适的材料。
垫片原材料选择选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质一. 金属垫片材料1. 碳钢:推荐最大工作温度不超过538℃,特别当介质具有氧化性时。
优质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%),推荐最大工作温度不超过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%。
推荐最大工作温度不超过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。
推荐最大工作温度不超过760℃。
布氏硬度约160。
5.316L不锈钢推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。
碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优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。
推荐最大工作温度不超过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%)。
铝具有优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。
推荐最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。
推荐最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、盐和乙炔。
推荐最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)。
管线法兰垫片选择
1.石棉橡胶垫片
适用于光滑式法兰密封面、凹凸式法兰密封面和榫槽式法兰密封面。
优点是耐腐蚀和热稳定性较好,塑性好面,用较小压紧力科保证密封。
缺点是强度较低,易粘在法兰密封面上。
石棉橡胶垫片有石棉板、防蚀石棉板,一般用石棉板、耐酸石棉板、耐油石棉板、夹金属丝石棉板等多种材料。
使用于较高温的中压阀门。
2.聚四氟乙烯垫片
一般用于榫槽式密封面,主要有聚四氟乙烯和夹玻璃纤维聚四氟乙烯两种材料。
适用于较低温度各种压力的强腐蚀性介质。
3.缠绕式垫片
由波形金属带和密封材料带混合缠绕而成。
有钢带-石棉、钢带-聚四氟乙烯、钢带-柔性石墨等多种。
一般用于凹凸式法兰密封面。
适用于较高温度的中压阀门。
4.金属包石墨垫片
由薄金属包覆环形石棉垫片而成。
一般用在凹凸式法兰密封面。
适用于较高温度和压力的阀门。
5.石墨垫片
由柔软石墨制成的平垫片,适用于高温、强腐蚀性介质。
6.金属垫片
主要有三种型式:八角形和椭圆形垫,适用于梯形槽式法兰密封面;齿形式是在金属平垫片密封面上加工出锥齿形波纹,适用于凹凸
式法兰密封面;透镜垫,适用于透镜式法兰密封面。
金属垫片有纯铁、极软钢、不锈钢、铝等多种材料。
金属垫片密封面的加工精度和表面粗糙度要求很高,螺栓压紧力很大,使用于高温高压阀门。
法兰稀启垫片选型参照之阳早格格创做一、垫片稀启机理揭收——即介量从有限空间里里流到中部,或者从中部加进有限空间里里的人们没有期视爆收的局里.介量震动通过内中空间的接界里即稀启里爆收揭收.制成揭收的根根源基本果是由于交战里上存留间隙,而交战里二侧的压力好、浓度好则是揭收的推能源.由于稀启里的形式及加工细度等果素的效率,稀启里上存留间隙正在所易免,那便制成稀启里没有真足符合,进而爆收揭收.要缩小揭收,便必须使交战里最大程度天嵌合,即减小揭收通讲的截里积、减少揭收阻力,并使之大于揭收推能源.对付稀启里施加压紧载荷,以爆收压紧推力,可普及稀启里的交战程度,当应力删大到脚以引起表面爆收明隐的塑性变形时,便可挖补稀启里的间隙,阻碍揭收通讲.使用垫片的手段便是利用垫片资料正在压紧载荷的效率下较简单爆收塑性变形的个性,使之挖仄法兰稀启里的微弱坎坷没有服,进而真行稀启.二、垫片稀启的揭收形式1、界里揭收2、渗透揭收“界里揭收”与“渗透揭收”三、效率垫片稀启对接,引导揭收的主要果素1、气体的揭收率大于液体的揭收率,黏度小,揭收率大.2、工况的效率:介量的压力、温度等①介量二侧的压力好越大,介量便越易克服揭收通讲的阻力,揭收便越简单;②垫片的弹、塑性变形量均随温度降下而删大,而回弹本能随温度降下而低沉,蠕变量则随温度的降下而删大.且随着温度的降下,垫片的老化、得沉、蠕变、紧张局里便会越去越宽沉.别的,随着温度的降下,液体的黏度降矮,而气体的黏度减少.温度越下,揭收越简单爆收.3、法兰表面细糙度的效率常常表面细糙度越小,揭收量越小.那主假如由于细糙度小的稀启表面,其坎坷没有服易被挖仄,进而使得界里揭收大为缩小.4、垫片压紧应力的效率垫片上的压紧力越大,其变形量便越大.垫片的变性一圆里灵验天挖补了法兰表面的没有服度,使得界里揭收大为缩小;另一圆里使得垫片自己里里毛细孔被压缩,揭收通讲的截里减小,揭收阻力减少,进而揭收率大大减小.但是如果垫片的压紧应力过大,则易将垫片压溃,进而得去回弹本领,无法补偿由于温度、压力引起的法兰里的分散,引导揭收率慢遽删大.果此要保护良佳的稀启,必须使垫片的压紧应力脆持正在一定的范畴内.5、垫片几许尺寸的效率①垫片薄度的效率正在共样的压紧载荷、共样的介量压力效率下,揭收率随垫片薄度的减少而减小.那是由于正在共样的轴背载荷效率下,薄垫片具备较大的压缩回弹量,正在初初稀启条件已经达到的情况下,弹性储备较大的薄垫片比薄垫片更能补偿由于介量压力引起的稀启里间的相对付分散,并使垫片表面死存较大的残存压紧应力,进而使揭收率缩小.②垫片宽度的效率正在一定的范畴内,随着垫片宽度的减少,揭收率呈线性递减.那是果为,正在垫片灵验宽度内介量揭收阻力与揭收通讲的少度(正比于垫片宽度)成正比.但是没有克没有及道垫片越宽越佳,果为垫片越宽,垫片的表面积便越大,那样要正在垫片上爆收共样的压紧应力,宽垫片的螺栓力便要比窄垫片大得多.垫片的本能战参数一、垫片的常温本能1、垫片的压缩性——指压缩后垫片薄度的变更量,它表征垫片刚刚性的大小.垫片的回弹性——指压缩载荷卸除后垫片薄度的恢复量.无论哪种结构形式的垫片皆有一定的塑性,即正在压缩历程中,当垫片的载荷超出一定极限,垫片除爆收弹性变形中,还会爆收部分塑性变形或者永暂变形.纵然是弹性最佳的橡胶垫片也会爆收大于5%~10%的塑性变形.螺栓—法兰—垫片对接的稀启,真量上是通过垫片变形,减小法兰与垫片之间及垫片原体的毛细孔截里积,减少流体揭收阻力去真行稀启的.2、应力紧张本能①应力紧张——对付螺栓—法兰—垫片稀启对接施加螺栓载荷时,效率正在垫片上的压紧应力会使垫片变薄,经运行一段时间后,垫片薄度将继承减小,垫片上的应力也会渐渐减小,那种应力减小的局里称为应力紧张.②蠕变紧张——对付螺栓—法兰—垫片对接那样的预应力静没有定系统,垫片应力是由螺栓伸少变换成垫片应力的,果而垫片蠕变没有爆收正在恒应力下,垫片薄度的所有改变皆市引起螺栓伸少的变更,共时也改变了垫片应力,那种垫片与螺栓的相互效率被称为垫片的蠕变紧张.3、稀启本能垫片稀启本能是指正在某一特定的支配条件下,垫片稀启所能达到的揭收率矮于某一确定的指标揭收率.而揭收率指正在尺度真验条件下,介量流体每秒钟通过垫片的揭收量.揭收率战介量压力基原呈线性闭系(即介量压力越下,揭收率越大);揭收率战残存预紧应力成背指数闭系(即残存预紧应力越大,揭收率越小).二、垫片的下温本能下温工况下,稀启元件资料的物理本能战力教本能皆将爆收变更,如下温会降矮垫片的回弹本领;下温下垫片爆收蠕变紧张引导垫片应力低沉;下温下垫片材量爆收老化.果而,与常温稀启相比,下温稀启要困罕见多.1、下温压缩及回弹本能下温下资料的伸服限降矮、塑性变形量删大、蠕变加剧,回弹本能低沉.本量工况下,如果垫片回弹量小到缺累以补偿介量压力、温度战法兰附加载荷引起的稀启里的分散时,大概引导揭收率的删大,以至没有克没有及包管对接系统的稀切性央供.2、下温稀启本能考查标明,揭收率战介量压力基原成线性闭系,具备黏性流体层流的普遍个性;揭收率战垫片压紧应力成背指数闭系,残存压紧应力越大,揭收率越小;揭收率随温度的降下而删大,二者成指数闭系.垫片稀启里结构形式一、垫片稀启里结构形式代号FF——齐仄里稀启里RF——突里稀启里MF——坎坷稀启里TG——榫槽稀启里A. 基原型垫片适用于榫槽里法兰B. 内环型垫片适用于坎坷里法兰C. 定位环型垫片适用于仄里战突里法兰二、金属环绕胶葛式垫片1、定义金属环绕胶葛式垫片是由金属戴战非金属戴螺旋复合绕制而成的一种半金属仄垫片.2、本能:①压缩、回弹本能佳,具备多讲稀启战一定的自紧功能;②对付于法兰压紧里的表面缺陷没有太敏感,没有粘结法兰稀启表面,简单对付中,果而拆拆便利;③可部分与消压力、温度变更战板滞振荡的效率;④能正在下温、矮温、下真空、冲打振荡等循环接变的百般苛刻条件下,脆持其劣良的稀启本能.3、使用注意事项:①环绕胶葛式垫片的稀启元件(即垫片原体或者基原型垫片)宽度应比非金属硬垫片的宽度小.正在制效率于坎坷里、仄里战突里法兰的环绕胶葛垫片时,没有克没有及随便用非金属硬垫片的宽度尺寸去代替环绕胶葛式垫片稀启元件的宽度尺寸.果为环绕胶葛式垫片是半金属垫片,尺度规格垫片的压紧应力正在70MPa安排时才达到合理的压缩变形,进而爆收良佳的稀启效验;如果随意加大垫片原体稀启里宽度,必然制成压紧力降矮,垫片肯定没有克没有及达到尺度的压缩变形量,果而没有克没有及爆收良佳的稀启;如果超范畴天加大压紧力,又必定会爆收法兰战螺栓的洪量变形,截止会引导揭收.②基原型垫片最佳没有要用于坎坷里法兰上.那是果为基原型垫片正在法兰轴背压紧力效率下,垫片内圈焊面简单启焊,那样没有单会引起揭收,而且垫片硬挖料集降会传染物料战阻碍管讲.③正在下温、深热或者热热一再接变、振荡较大、强腐蚀介量等恶劣工况条件下,用于仄里战突里法兰的垫片最佳加拆合理资料的内环.④决没有克没有及用矮材量垫片与代下材量垫片.4、使用要领:①拧紧螺栓时,要使垫片匀称受力,对付称把紧.②采用合理的垫片压缩量,普遍为0.6~1.2mm为宜.过大压缩量,会降矮垫片的回弹率,果而得去垫片像弹簧似的简单吸支振荡的个性.采用垫片的基根源基本则一、采用或者订买垫片时应相识的数据1、相配法兰的稀启里型式战尺寸.2、法兰及垫片公称通径.3、法兰及垫片公称压力.4、流体介量的温度.5、流体介量的本量.二、采用垫片时还应试虑以下果素1、有良佳的压缩及回弹本能,能符合温度战压力的动摇.2、有良佳的可塑性,能与法兰稀启里很佳的揭合.3、对付有应力腐蚀启裂倾背的某些金属(如奥氏体没有锈耐酸钢)法兰,应包管垫片资料没有含会引起百般腐蚀的超量纯量,如统制垫片氯离子含量以防对付法兰腐蚀.4、没有传染介量(指稀启介量是饮用火、血浆、药品、食品、啤酒等).5、对付稀启下度毒性的化教品,央供垫片应具备更大的仄安性;对付于输支易焚液体的管讲系统,央供垫片用于法兰上的最下使用压力战最下使用温度正在节制范畴内.6、矮温时没有简单硬化,中断量小,下温时没有简单硬化,抗蠕变本能佳.7、加工本能佳,拆置及压紧便当.8、没有粘结法兰稀启里,拆置简单.。
150LB/300LB美标低压法兰,法兰密封垫片(美标ANSI B16.5)SOF插入平焊法兰(slip-on平插)SOB法兰堵板.*插入法兰的钢管外径D由客户任意定型号法兰规格钢管外径D最大允许值*D1 D2D3D D4H1 H2 d 螺栓数150LB 300LB 150LB 300LB 150LB 300LB 150LB 300LB 150LB 300LB 150LB 300LBSOF/SOB 1/2" 3/4" 1"11/4" 11/2" 22.027.234.042.749.088.998.4107.9117.5127.095.2117.5123.8133.3155.660.369.879.488.998.466.782.588.998.4114.334.942.950.863.573.0=D+1D:为钢管外径15.915.917.520.622.222.225.427.027.030.211.112.714.315.917.514.315.917.519.020.616.016.016.016.016.016.019.019.019.022.044444444442" 21/2" 3" 31/2" 4" 60.5 76.3 90.0102.0 114.3 152.4177.8190.5215.9228.6165.1190.5209.5228.6254.0120.6139.7152.4177.8190.5127.0149.2168.3184.1200.092.1104.8127.0139.7157.2=D+1.625.428.630.231.733.333.338.142.944.447.619.122.223.823.823.822.225.428.630.231.719.019.019.019.019.019.022.022.022.022.044488888885" 6" 8" 10" 12" 141.3168.3219.1273.0325.0254.0279.4342.9406.4482.6279.4317.5381.0444.5520.7215.9241.3298.4361.9431.8234.9269.9330.2323.8381.0185.7215.9269.9323.8381.0=D+2.236.539.744.449.255.650.852.461.966.773.023.825.428.630.231.734.936.541.347.650.822.022.022.026.026.022.022.026.029.032.08881212812121616增强石墨密封垫片(可用于150LB和300LB法兰)特点:耐腐蚀,工作温度-200℃~+800℃,渗透率极低.型号规格 d D e 型号规格 d D eFG-1/2" FG-3/4" FG-1" FG-11/4" 1/2"3/4"1"11/4"23283544344250632222FG-31/2"FG-4"FG-5"FG-6"31/2"4"5"6"1041171441711391571852152222FG-11/2" FG-2" FG-21/2" FG-3" 11/2"2"21/2"3"5063759173921041272222FG-8"FG-10"FG-12"8"10"12"2223233812693233812221 lb= 0.4356kg = 4.45N1 in= 0.0254m1 in^2= 6.45x10^(-4)m^21 LB= 4.45/6.45x10^(-4)= 6899 N/m^2= 6899 Pa150LB = 150(6899)= 1.035x10^6 Pa= 1.035 MPa所以,150LB=1Mpa应该是镑的意思一般这种标法是美制法兰的标法美标法兰的Lb类似于公斤,我们说公斤实际说是kgf/cm2,那美标的说磅(Lb)就是说磅力,即Lb/in2,那后者就是压强Psi单位,如果是这样的话,1Psi=0.07kgf/cm2,也就是150Lb=10kgf/cm21 lb= 0.4356kg = 4.45N1 in= 0.0254m1 in^2= 6.45x10^(-4)m^21 LB= 4.45/6.45x10^(-4)= 6899 N/m^2= 6899 Pa150LB = 150(6899)= 1.035x10^6 Pa= 1.035 MPa所以,150LB=1Mpa法兰(flange)又叫法兰盘或突缘。
讲磅的肯定是美标的ANSI150LB 中心距DN15=60.5 DN25=79.2 DN50=120.7 DN80=152.4300LB 中心距DN15=66.5 DN25=88.9 DN50=127 DN80=168.1垫片原材料选择/ (2004-9-13 12:24:46) --密封技术选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质一. 金属垫片材料1. 碳钢:推荐最大工作温度不超过538℃,特别当介质具有氧化性时。
优质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%),推荐最大工作温度不超过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%。
推荐最大工作温度不超过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。
推荐最大工作温度不超过760℃。
布氏硬度约160。
5. 316L不锈钢推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。
碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优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。
推荐最大工作温度不超过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%)。
铝具有优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。
推荐最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。
目前管道工程常用的连接方式有螺纹连接、焊接连接、法兰连接、承插连接、沟槽连接等形式。
低压管道PN≤2.5MPa中压管道PN=4—6.4MPa高压管道PN=10—100MPa超高压管道PN>100MPa是按照公称压力分。
公称压力:管子、管件等在基准温度下的耐压强度成为公称压力。
xx连接法兰连接是将垫片放入一对固定在两个管口上的法兰的中间,用螺栓拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。
法兰种类:按法兰与管子的固定方式分为螺纹法兰、焊接法兰、松套法兰;按密封面形法兰种类式可分为光滑式、凹凸式、榫槽式、透镜式和梯形槽式。
螺纹xx:主要用于镀锌水、煤气钢管的连接,其密封面为光滑式。
其公称压力常用的有0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa三种。
焊接xx:是管道连接中最常用的法兰,分为平焊法兰和对焊法兰两种。
1、平焊xx:又叫搭焊法兰与管子焊接时将管子插入法兰孔内,在法兰内外部与管子进行搭接角焊。
其公称压力常用的有0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa和2.5MPa四种。
平焊法兰的密封面有光滑式和凹凸式。
2、对焊xx:又叫高颈法兰,与平焊法兰的区别是带有一段锥形短管。
法兰与管子的结合实质上是短管与管子的对口焊接。
故称对焊xx。
一般用于公称压力≥4.0 MPa或温度大于300℃的管道上。
对焊法兰有光滑式、凹凸式、榫槽式和梯形槽式四种密封面形式。
其中光滑式和凹凸式最为普遍。
松套法兰:松套xx:也叫活套xx或活动xx。
分为平焊松套法兰、对焊松套法兰、卷边松套法兰。
这种法兰接口,就是利用钢环或管口卷边把法兰套在管端上,因此法兰可以在管端上活动,故称松套xx。
1、平焊松套xx:密封面一般有光滑式和榫槽式。
其公称压力常用的有0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa和2.5MPa四种。
主要用于不锈钢管道、铜及铜合金管道、铝及铝合金管道以及塑料管道等。
2、对焊松套xx:其密封面一般为凹凸式,用于公称压力较高的场合。
法兰密封垫片选型参考一、垫片密封机理泄漏——即介质从有限空间内部流到外部,或从外部进入有限空间内部的人们不希望发生的现象.介质流动通过内外空间的交界面即密封面发生泄漏.造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙,而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力.由于密封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,这就造成密封面不完全吻合,从而发生泄漏.要减少泄漏,就必须使接触面最大程度地嵌合,即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推动力.对密封面施加压紧载荷,以产生压紧拉力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道.使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产生塑性变形的特性,使之填平法兰密封面的微小凹凸不平,从而实现密封.二、垫片密封的泄漏形式1、界面泄漏2、渗透泄漏“界面泄漏”与“渗透泄漏”三、影响垫片密封连接,导致泄漏的主要因素1、气体的泄漏率大于液体的泄漏率,黏度小,泄漏率大.2、工况的影响:介质的压力、温度等①介质两侧的压力差越大,介质就越易克服泄漏通道的阻力,泄漏就越容易;②垫片的弹、塑性变形量均随温度升高而增大,而回弹性能随温度升高而下降,蠕变量则随温度的升高而增大.且随着温度的升高,垫片的老化、失重、蠕变、松弛现象就会越来越严重.此外,随着温度的升高,液体的黏度降低,而气体的黏度增加.温度越高,泄漏越容易发生.3、法兰表面粗糙度的影响通常表面粗糙度越小,泄漏量越小.这主要是由于粗糙度小的密封表面,其凹凸不平易被填平,从而使得界面泄漏大为减少.4、垫片压紧应力的影响垫片上的压紧力越大,其变形量就越大.垫片的变性一方面有效地填补了法兰表面的不平度,使得界面泄漏大为减少;另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩,泄漏通道的截面减小,泄漏阻力增加,从而泄漏率大大减小.但如果垫片的压紧应力过大,则易将垫片压溃,从而失去回弹能力,无法补偿由于温度、压力引起的法兰面的分离,导致泄漏率急剧增大.因此要维持良好的密封,必须使垫片的压紧应力保持在一定的范围内.5、垫片几何尺寸的影响①垫片厚度的影响在同样的压紧载荷、同样的介质压力作用下,泄漏率随垫片厚度的增加而减小.这是由于在同样的轴向载荷作用下,厚垫片具有较大的压缩回弹量,在初始密封条件已经达到的情况下,弹性储备较大的厚垫片比薄垫片更能补偿由于介质压力引起的密封面间的相对分离,并使垫片表面保留较大的残余压紧应力,从而使泄漏率减少.②垫片宽度的影响在一定的范围内,随着垫片宽度的增加,泄漏率呈线性递减.这是因为,在垫片有效宽度内介质泄漏阻力与泄漏通道的长度正比于垫片宽度成正比.但不能说垫片越宽越好,因为垫片越宽,垫片的表面积就越大,这样要在垫片上产生同样的压紧应力,宽垫片的螺栓力就要比窄垫片大得多.垫片的性能和参数一、垫片的常温性能1、垫片的压缩性——指压缩后垫片厚度的变化量,它表征垫片刚性的大小.垫片的回弹性——指压缩载荷卸除后垫片厚度的回复量.无论哪种结构形式的垫片都有一定的塑性,即在压缩过程中,当垫片的载荷超过一定限度,垫片除产生弹性变形外,还会产生部分塑性变形或永久变形.即使是弹性最好的橡胶垫片也会产生大于5%~10%的塑性变形.螺栓—法兰—垫片连接的密封,本质上是通过垫片变形,减小法兰与垫片之间及垫片本体的毛细孔截面积,增加流体泄漏阻力来实现密封的.2、应力松弛性能①应力松弛——对螺栓—法兰—垫片密封连接施加螺栓载荷时,作用在垫片上的压紧应力会使垫片变薄,经运转一段时间后,垫片厚度将继续减小,垫片上的应力也会逐渐减小,这种应力减小的现象称为应力松弛.②蠕变松弛——对螺栓—法兰—垫片连接这样的预应力静不定系统,垫片应力是由螺栓伸长转换成垫片应力的,因而垫片蠕变不发生在恒应力下,垫片厚度的任何改变都会引起螺栓伸长的变化,同时也改变了垫片应力,这种垫片与螺栓的相互作用被称为垫片的蠕变松弛.3、密封性能垫片密封性能是指在某一特定的操作条件下,垫片密封所能达到的泄漏率低于某一规定的指标泄漏率.而泄漏率指在标准实验条件下,介质流体每秒钟通过垫片的泄漏量.泄漏率和介质压力基本呈线性关系即介质压力越高,泄漏率越大;泄漏率和残余预紧应力成负指数关系即残余预紧应力越大,泄漏率越小.二、垫片的高温性能高温工况下,密封元件材料的物理性能和力学性能都将发生变化,如高温会降低垫片的回弹能力;高温下垫片发生蠕变松弛导致垫片应力下降;高温下垫片材质发生老化.因而,与常温密封相比,高温密封要困难得多.1、高温压缩及回弹性能高温下材料的屈服限降低、塑性变形量增大、蠕变加剧,回弹性能下降.实际工况下,如果垫片回弹量小到不足以补偿介质压力、温度和法兰附加载荷引起的密封面的分离时,可能导致泄漏率的增大,甚至不能保证连接系统的紧密性要求.2、高温密封性能试验表明,泄漏率和介质压力基本成线性关系,具有黏性流体层流的一般特性;泄漏率和垫片压紧应力成负指数关系,残余压紧应力越大,泄漏率越小;泄漏率随温度的升高而增大,两者成指数关系.垫片密封面结构形式一、垫片密封面结构形式代号FF——全平面密封面RF——突面密封面MF——凹凸密封面TG——榫槽密封面A.基本型垫片适用于榫槽面法兰B.内环型垫片适用于凹凸面法兰C.定位环型垫片适用于平面和突面法兰二、金属缠绕式垫片1、定义金属缠绕式垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属平垫片.2、性能:①压缩、回弹性能好,具有多道密封和一定的自紧功能;②对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感,不粘结法兰密封表面,容易对中,因而拆装便捷;③可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响;④能在高温、低温、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下,保持其优良的密封性能.3、使用注意事项:①缠绕式垫片的密封元件即垫片本体或基本型垫片宽度应比非金属软垫片的宽度小.在制作用于凹凸面、平面和突面法兰的缠绕垫片时,不能随便用非金属软垫片的宽度尺寸来代替缠绕式垫片密封元件的宽度尺寸.因为缠绕式垫片是半金属垫片,标准规格垫片的压紧应力在70MPa左右时才达到合理的压缩变形,从而产生良好的密封效果;如果随意加大垫片本体密封面宽度,势必造成压紧力降低,垫片肯定不能达到标准的压缩变形量,因而不能产生良好的密封;如果超范围地加大压紧力,又必然会产生法兰和螺栓的大量变形,结果会导致泄漏.②基本型垫片最好不要用于凹凸面法兰上.这是因为基本型垫片在法兰轴向压紧力作用下,垫片内圈焊点容易开焊,这样不但会引起泄漏,而且垫片软填料散落会污染物料和堵塞管道.③在高温、深冷或冷热频繁交变、振动较大、强腐蚀介质等恶劣工况条件下,用于平面和突面法兰的垫片最好加装合理材料的内环.④决不能用低材质垫片取代高材质垫片.4、使用方法:①拧紧螺栓时,要使垫片均匀受力,对称把紧.②选择合理的垫片压缩量,一般为0.6~1.2mm为宜.过大压缩量,会降低垫片的回弹率,因而失去垫片像弹簧似的容易吸收振动的特性.选用垫片的基本原则一、选用或订购垫片时应了解的数据1、相配法兰的密封面型式和尺寸.2、法兰及垫片公称通径.3、法兰及垫片公称压力.4、流体介质的温度.5、流体介质的性质.二、选用垫片时还应考虑以下因素1、有良好的压缩及回弹性能,能适应温度和压力的波动.2、有良好的可塑性,能与法兰密封面很好的贴合.3、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会引起各种腐蚀的超量杂质,如控制垫片氯离子含量以防对法兰腐蚀.4、不污染介质指密封介质是饮用水、血浆、药品、食品、啤酒等.5、对密封高度毒性的化学品,要求垫片应具有更大的安全性;对于输送易燃液体的管道系统,要求垫片用于法兰上的最高使用压力和最高使用温度在限制范围内.6、低温时不易硬化,收缩量小,高温时不易软化,抗蠕变性能好.7、加工性能好,安装及压紧方便.8、不粘结法兰密封面,拆卸容易.。
垫片密封在现代工业中占有很重要的地位,密封失效造成的跑、冒、滴、漏严重地影响生产的连续性,密封的好坏直接关系到生产安全,因此垫片的发展越来越受到人们的重视。
垫片密封技术的发展是随着压力容器的发展而发展的,应用范围越来越广,随着现代化工业特别是石油化工业、原子能工业、大型电站的兴起,压力容器向高温、高压、高真空、深冷和大型化发展,也对垫片密封提出新的要求。
在垫片密封系统中,垫片的发展速度是最快的。
本文介绍几种常用垫片的发展概况,为垫片的密封选型和正确应用提供帮助。
垫片的类型现代工业中使用的垫片按其材料可分为非金属垫片(主要包括石棉橡胶板、聚四氟乙烯垫和柔性石墨垫,垫片形式多为平垫)、组合垫片(由两种非金属材料或一种金属和一种非金属材料组合而成的,主要包括缠绕式垫片、金属包垫以及最近发明的波形活压垫片等)和金属垫片(通常是由一种金属或合金通过机械加工而成的,主要包括平垫、椭圆形、八角形垫圈等)。
1.1非金属垫片1. 1.,石棉橡胶垫片石棉橡胶垫片是过去常使用的垫片之一,价格较其他垫片便宜,使用方便,一般用于压力不超过1. 6MPa、温度不超过200℃的场合。
它存在的不足是:垫片材料虽然加人了橡胶和一些填充剂,但仍然无法将那些串通的微小空隙填满,存在微量渗漏,故对于污染性极强的介质,即使压力、温度不高也不能使用;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,材料变疏松,便在界面和垫片内部产生渗漏,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;石棉橡胶板还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几倍,故在非油性介质中不宜使用。
需要特别指出的是由于健康和环保的原因,石棉制品不符合国际环保公约和国际标准化组织的要求,石棉垫片在国际市场上已被禁用或淘汰,建议少用或不用。
1.1.2柔性石墨垫片柔性石墨垫片是取代石棉垫片的理想选择。
管法兰、垫片及紧固件选用
综上(自己总结):
一、概况说明
1、法兰标准有:GB、HG、SH、SY、JB、DIN多种标准;
GB/T9112-2000《钢制管法兰类型与参数》,GB9113.1-9123.4各种法兰系列;
HG20592-20635;
SH 3059-2001石油化工管道设计器材选用通则
2、压力等级有欧洲管法兰体系,即 PN0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、
4.0、6.3、10.0、16.0MPa;
美洲管法兰体系,即:2.0、5.0、11、15、26、42MPa;
我国用欧洲体系;
3、钢管外径分国际通用系列,即英制系列,国内沿用即米制系列。
GB:国际标准系列,即英制系列为Ⅰ,国内沿用即米制系列为Ⅱ;HG:国际标准系列,即英制系列为A,国内沿用即米制系列为B。
系列制式不同,所接管道系列不同(即内径不同),但法兰对接尺寸是相同的。
二、油库管道法兰选用
1、输油管道法兰可选用:PN1.6、2.5、4.0MPa突面(凸面)带颈
对焊钢制法兰(GB9115-88),材料:Q235A,板材(GB3274)、锻造(GB700)或20号板材GB711,锻件(GB609)均可。
配金属
聚氟乙烯D型(内外环)缠绕式垫片(SH 3407),紧固件8,8
级或35CrMoA或25CrMoVA。
聚氟乙烯耐温200,柔性石墨耐温更高(600)没必要。
金属缠绕垫片不能用于有水线及榫槽面2、一般管道,如水、消防等可采用板式凸面平焊法兰(PL),密
封垫:石棉橡胶板垫、橡胶垫片、聚四氟乙烯垫片等等,紧固件8,8级或35CrMoA(-20度)或25CrMoVA。
3、型号表示:。
垫片原材料选择选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质一. 金属垫片材料1. 碳钢:推荐最大工作温度不超过538℃,特别当介质具有氧化性时。
优质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%),推荐最大工作温度不超过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%。
推荐最大工作温度不超过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。
推荐最大工作温度不超过760℃。
布氏硬度约160。
5.316L不锈钢推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。
碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优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。
推荐最大工作温度不超过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%)。
铝具有优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。
推荐最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。
推荐最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、盐和乙炔。
推荐最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)。
法兰垫片材料的选用及密封填料的选用法兰垫片材料的选用详见表53。
表1 法兰垫片材料的选用垫片材料工作介质应用范围设计压力(MPa)设计温度(℃)不大于软质绝缘纸水 1 40橡胶水、空气0.6 60 石棉XB200XB350XB450水、空气、汽1.646200350450金属Q235A、10、20、1Cr13 水、汽20 550 1Cr18Ni9 汽20 600 铜水10 250汽 6.4 450缠绕垫片或波形垫金属部分。
铜、铝、08钢、1Cr13、1Cr18Ni9Ti非金属部分。
石棉带、聚四氟乙稀汽、氢、空气、水、油6.4 600注:机组每次大修中须拆卸的垫片,可以采用Q235-A、10号或20号钢。
对长期不必拆卸的垫片,则必须采用1Cr13不锈钢。
1.1 密封填料的选用密封填料的选用详见表54。
表2 密封填料的选用填料材料制作特性应用范围麻制品类(1)麻线、麻绳(2)油麻线、油麻绳(3)胶芯麻填料干的或油浸过的大麻、亚麻或黄麻编织成的线、绳(有单股及多股的)用于设计压力≤1.6MPa,且设计温度≤100℃的水、空气及油管道中棉制品类(1)棉绳(2)油棉绳(3)胶蕊棉纱填料干的或油浸过的棉纱编织的或特别置入胶芯的棉纱编织填料用于饮用水管道中,油浸过的棉绳制品可用于设计压力≤2.0MPa,且设计温度≤100℃的水、空气及油管道中石棉制品类(1)石棉线、绳(2)铅芯石棉绳(3)油石棉线、绳(4)油铅芯石棉绳以矿物质石棉纤维编制的成品,有干的、油浸过的以及夹铅芯的。
对油浸制品一般含有不超过20%的棉花纤维干的石棉制品可用于设计压力≤2.5MPa,且设计温度≤400℃的蒸汽管道中。
浸过油的,则设计温度应不超过200℃石棉-石墨类(1)铅粉石棉线、绳(2)铜芯铅粉石棉绳(3)铅粉油浸石棉线、绳(4)铜芯铅粉油浸石棉绳将纯石棉线、绳分股(干的或油浸过的),编织成定型的制品并涂以优质的铅粉(石墨粉),有夹以铜芯的可用于设计压力≤14MPa,且设计温度≤540℃的蒸汽管道,或设计压力≤28MPa的主给水管道中。
阀门法兰接口及密封垫尺寸的选择阀门法兰接口及密封垫尺寸的选择1.1 按照国标生产的阀门法兰接口及密封垫尺寸进行选择,国标生产的阀门法兰接口及密封垫尺寸详见表44。
表1 国标生产的阀门法兰接口及密封垫尺寸平面法兰---型号[Z(J)41Y(H)-16]适用电动1、手动闸阀的这些数据同于电动Z941H闸阀。
适用于同通径的截止阀。
2、也适用于法兰连接的节流阀,只是DN10的法兰孔中心距比闸阀小5mm,其余相同。
3、适用于同等规格的止回阀、蝶阀。
公称直径法兰孔中心距螺孔直径密封面直径垫片外径max 垫片内径10 60 14 40 46 1315 65 14 45 51 1820 75 14 55 61 2325 85 14 65 71 2832 100 18 78 82 3540 110 18 85 92 4350 125 18 100 107 5365 145 18 120 127 6880 160 18 135 142 83100 180 18 155 162 103125 210 18 185 192 128150 240 23 210 217 153200 295 23 265 272 205250 355 25 320 330 255300 410 25 375 385 305350 470 25 435 445 355400 525 30 485 495 405450 585 30 555 455500 656 34 608 622 505600 770 41 729 605700 840 41 799 705800 950 41 909 805900 1050 41 1009 905平面法兰--型号[Z(J)41Y(H)-25]适用电动1、手动闸阀的这些数据同于电动Z941H闸阀。
适用于同通径的截止阀。
2、也适用于法兰连接的节流阀,只是DN10的法兰孔中心距比闸阀小5mm,其余相同。
3、适用于同等规格的止回阀。
法兰垫片的选用垫片密封件是工业装置最为一般的静密封形式,而泄漏是很多工业生产过程中生产装置最为常见的失效形式。
据统计,在石油化工企业非计划维修工作量有60~80%是用来维修密封装置的。
随着现代化工业生产的发展,各工业部门,尤其是大型石油化工企业,火力发电厂,核电站和其它工业企业对密封垫片的性能提出越来越高的要求,燃气系统也不例外,由于燃气易燃、易爆和有毒等特性,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,下面就对目前在燃气系统中常用的石棉橡胶垫片、聚四氟乙烯垫片缠绕垫、高强石墨垫、波齿复合垫等垫片的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。
一、燃气系统中常用垫片及其特性1、石棉橡胶板垫片----这是最早的传统密封材料,包括普通型和耐油型二大类。
其中又分为高压、中压和低压各种牌号。
石棉橡胶板是由石棉纤维、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度以内,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。
但这种材料密封性能并不高(其密封性能通常在1*10-2~1*10-3CM3N/S左右)特别是这种垫片的橡胶等组份容易受到温度和介质(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,影响他的密封性能和寿命,此外由于石棉是人们公认的致癌物,从70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它新材料所代替,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。
2、聚四氟乙烯垫片----具有非常优秀的化学耐蚀性和宽广的耐温特性,它能耐包括酸、碱溶剂等各种化学介质的腐蚀,其耐温可以从-250度~+250度,而且具有洁净不污染等特点,因此常用于化工、食品、医药等企业作为密封垫片,但这种材料最大缺点是其冷流性能,即使在常温下,也会随着时间的推移其接触应力会减少,即容易产生应力松弛,从而影响垫片的密封寿命。
法兰密封垫片选型参考
一、垫片密封机理
泄漏——即介质从有限空间内部流到外部,或从外部进入有限空间内部的人们不希望
发生的现象。
介质流动通过内外空间的交界面即密封面发生泄漏。
造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙,而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。
由于密封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,这就造成密封面不完全吻合,从而发生泄漏。
要减少泄漏,就必须使接触面最大程度地嵌合,即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推动力。
对密封面施加压紧载荷,以产生压紧拉力,可提高密封面的接触程度,当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时,就可填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道。
使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产
生塑性变形的特性,使之填平法兰密封面的微小凹凸不平,从而实现密封。
二、垫片密封的泄漏形式
1、界面泄漏
2、渗透泄漏
“界面泄漏”与“渗透泄漏”
三、影响垫片密封连接,导致泄漏的主要因素
1、气体的泄漏率大于液体的泄漏率,黏度小,泄漏率大。
2、工况的影响:介质的压力、温度等
①介质两侧的压力差越大,介质就越易克服泄漏通道的阻力,泄漏就越容易;
②垫片的弹、塑性变形量均随温度升高而增大,而回弹性能随温度升高而下降,蠕变量则随温度的升高而增大。
且随着温度的升高,垫片的老化、失重、蠕变、松弛现象就会越来越严重。
此外,随着温度的升高,液体的黏度降低,而气体的黏度增加。
温度越高,泄漏越容易发生。
3、法兰表面粗糙度的影响
通常表面粗糙度越小,泄漏量越小。
这主要是由于粗糙度小的密封表面,其凹凸不平易被填平,从而使得界面泄漏大为减少。
4、垫片压紧应力的影响
垫片上的压紧力越大,其变形量就越大。
垫片的变性一方面有效地填补了法兰表面的不平度,使得界面泄漏大为减少;另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩,泄漏通道的截面减小,泄漏阻力增加,从而泄漏率大大减小。
但如果垫片的压紧应力过大,则易将垫片压溃,从而失去回弹能力,无法补偿由于温度、压力引起的法兰面的分离,导致泄漏率急剧增大。
因此要维持良好的密封,必须使垫片的压紧应力保持在一定的范围内。
5、垫片几何尺寸的影响
①垫片厚度的影响
在同样的压紧载荷、同样的介质压力作用下,泄漏率随垫片厚度的增加而减小。
这是由于在同样的轴向载荷作用下,厚垫片具有较大的压缩回弹量,在初始密封条件已经达到的情况下,弹性储备较大的厚垫片比薄垫片更能补偿由于介质压力引起的密封面间的相对分离,并使垫片表面保留较大的残余压紧应力,从而使泄漏率减少。
②垫片宽度的影响
在一定的范围内,随着垫片宽度的增加,泄漏率呈线性递减。
这是因为,在垫片有效宽度内介质泄漏阻力与泄漏通道的长度(正比于垫片宽度)成正比。
但不能说垫片越宽越好,因为垫片越宽,垫片的表面积就越大,这样要在垫片上产生同样的压紧应力,宽垫片的螺栓力就要比窄垫片大得多。
垫片的性能和参数
一、垫片的常温性能
1、垫片的压缩性——指压缩后垫片厚度的变化量,它表征垫片刚性的大小。
垫片的回弹性——指压缩载荷卸除后垫片厚度的回复量。
无论哪种结构形式的垫片都有一定的塑性,即在压缩过程中,当垫片的载荷超过一定限度,垫片除产生弹性变形外,还会产生部分塑性变形或永久变形。
即使是弹性最好的橡胶垫片也会产生大于5%~10%的塑性变形。
螺栓—法兰—垫片连接的密封,本质上是通过垫片变形,减小法兰与垫片之间及垫片本体的毛细孔截面积,增加流体泄漏阻力来实现密封的。
2、应力松弛性能
①应力松弛——对螺栓—法兰—垫片密封连接施加螺栓载荷时,作用在垫片上的压紧应力会使垫片变薄,经运转一段时间后,垫片厚度将继续减小,垫片上的应力也会逐渐减小,这种应力减小的现象称为应力松弛。
②蠕变松弛——对螺栓—法兰—垫片连接这样的预应力静不定系统,垫片应力是由螺栓伸长转换成垫片应力的,因而垫片蠕变不发生在恒应力下,垫片厚度的任何改变都会引起螺栓伸长的变化,同时也改变了垫片应力,这种垫片与螺栓的相互作用被称为垫片的蠕变松弛。
3、密封性能
垫片密封性能是指在某一特定的操作条件下,垫片密封所能达到的泄漏率低于某一规定的指标泄漏率。
而泄漏率指在标准实验条件下,介质流体每秒钟通过垫片的泄漏量。
泄漏率和介质压力基本呈线性关系(即介质压力越高,泄漏率越大);泄漏率和残余预
紧应力成负指数关系(即残余预紧应力越大,泄漏率越小)。
二、垫片的高温性能
高温工况下,密封元件材料的物理性能和力学性能都将发生变化,如高温会降低垫片的回弹能力;高温下垫片发生蠕变松弛导致垫片应力下降;高温下垫片材质发生老化。
因而,与常温密封相比,高温密封要困难得多。
1、高温压缩及回弹性能
高温下材料的屈服限降低、塑性变形量增大、蠕变加剧,回弹性能下降。
实际工况下,如果垫片回弹量小到不足以补偿介质压力、温度和法兰附加载荷引起的密封面的分离时,可能导致泄漏率的增大,甚至不能保证连接系统的紧密性要求。
2、高温密封性能
试验表明,泄漏率和介质压力基本成线性关系,具有黏性流体层流的一般特性;泄漏率和垫片压紧应力成负指数关系,残余压紧应力越大,泄漏率越小;泄漏率随温度的升高而增大,两者成指数关系。
垫片密封面结构形式
一、垫片密封面结构形式代号
FF——全平面密封面
RF——突面密封面
MF——凹凸密封面
TG——榫槽密封面
A. 基本型垫片适用于榫槽面法兰
B. 内环型垫片适用于凹凸面法兰
C. 定位环型垫片适用于平面和突面法兰
二、金属缠绕式垫片
1、定义
金属缠绕式垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属平垫片。
2、性能:
①压缩、回弹性能好,具有多道密封和一定的自紧功能;
②对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感,不粘结法兰密封表面,容易对中,因而拆装便捷;
③可部分消除压力、温度变化和机械振动的影响;
④能在高温、低温、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下,保持其优良的密封性能。
3、使用注意事项:
①缠绕式垫片的密封元件(即垫片本体或基本型垫片)宽度应比非金属软垫片的宽度小。
在制作用于凹凸面、平面和突面法兰的缠绕垫片时,不能随便用非金属软垫片的宽度尺寸来代替缠绕式垫片密封元件的宽度尺寸。
因为缠绕式垫片是半金属垫片,标准规格垫片的压紧应力在70MPa左右时才达到合理的压缩变形,从而产生良好的密封效果;如果随意加大垫片本体密封面宽度,势必造成压紧力降低,垫片肯定不能达到标准的压缩变形量,因而不能产生良好的密封;如果超范围地加大压紧力,又必然会产生法兰和螺栓的大量变形,结果会导致泄漏。
②基本型垫片最好不要用于凹凸面法兰上。
这是因为基本型垫片在法兰轴向压紧力作用下,垫片内圈焊点容易开焊,这样不但会引起泄漏,而且垫片软填料散落会污染物料和堵塞管道。
③在高温、深冷或冷热频繁交变、振动较大、强腐蚀介质等恶劣工况条件下,用于平面和突面法兰的垫片最好加装合理材料的内环。
④决不能用低材质垫片取代高材质垫片。
4、使用方法:
①拧紧螺栓时,要使垫片均匀受力,对称把紧。
②选择合理的垫片压缩量,一般为~1.2mm为宜。
过大压缩量,会降低垫片的回弹率,因而失去垫片像弹簧似的容易吸收振动的特性。
选用垫片的基本原则
一、选用或订购垫片时应了解的数据
1、相配法兰的密封面型式和尺寸。
2、法兰及垫片公称通径。
3、法兰及垫片公称压力。
4、流体介质的温度。
5、流体介质的性质。
二、选用垫片时还应考虑以下因素
1、有良好的压缩及回弹性能,能适应温度和压力的波动。
2、有良好的可塑性,能与法兰密封面很好的贴合。
3、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会引起各种腐蚀的超量杂质,如控制垫片氯离子含量以防对法兰腐蚀。
4、不污染介质(指密封介质是饮用水、血浆、药品、食品、啤酒等)。
5、对密封高度毒性的化学品,要求垫片应具有更大的安全性;对于输送易燃液体的管道系统,要求垫片用于法兰上的最高使用压力和最高使用温度在限制范围内。
6、低温时不易硬化,收缩量小,高温时不易软化,抗蠕变性能好。
7、加工性能好,安装及压紧方便。
8、不粘结法兰密封面,拆卸容易。
标准垫片的选用。