垫片种类有哪些，垫片有哪些

垫片

1、垫片的种类

垫片的种类很多，根据材质和结构的不同，大致分为三类。

1.非金属垫片

有橡胶、石棉橡胶板、软石墨、四氟乙烯等，均具有矩形截面形状。

2.金属复合垫片

有多种金属包焊盘和金属包焊盘。

3.金属垫片

这些包括金属平垫、波纹垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、三角形垫、双锥环、C形环和空心O形环。

根据密封分类原理，上述垫片中，第一类、第二类、第三类金属平垫片、波纹垫片、环形垫片、齿形垫片、透镜垫片为强制密封，其余为半自动或半自动密封。自紧。 - 拧紧密封。

2、垫片性能及结构

下面介绍各种垫片的性能和结构。

1.非金属垫片

(1)橡胶板用于密封件的橡胶种类很多，一般有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁二烯橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。

用于垫片的橡胶板有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶三种。近年来，氟橡胶等特种橡胶的使用逐渐取得进展。

橡胶板数据参见工业橡胶板标准GB5574-85。

(2)石棉橡胶板石棉橡胶板由石棉、橡胶、填料组成。根据配方、工艺、性能和用途的不同，主要有高压石棉橡胶板、中压和低压石棉橡胶板、耐油石棉橡胶板等。

用于生产石棉橡胶板的石棉材料有两种：温石棉和蓝石棉（crocidosbestos）。温石棉属于蛇纹石型石棉，其主要成分是硅酸镁，含结晶水约13%，用途广泛。蓝石棉属于角闪石型石棉，其主要成分是含2.53.5%结晶水的硅酸盐，极少的氧化镁，约含1824%的氧化铁。蓝石棉不仅耐热性优良，而且耐酸性也优良，因此常用于耐酸石棉橡胶板。

石棉橡胶板的性能受石棉纤维的质量影响很大，因此要求石棉纤维具有抗拉强度高、耐热性好、有一定的长度、易于弯曲、有弹性等性能。一般高压石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板400号采用2级、3级石棉纤维。

由于石棉是游离物质，即使被压制成板状后，内部仍存在许多孔隙，而制造石棉橡胶板需要添加一定量的橡胶（粘结剂）和各种填料。添加粘合剂和填料可以帮助填充间隙并防止泄漏。一般石棉纤维占60-85%。

例如，高压石棉橡胶板XB450的成分如下。

其余为硫化剂和填料。

400号耐油石棉橡胶板的成分如下。

石棉纤维68%，丁腈橡胶（含丙烯腈36-40%）17%，碳酸钙8.2%，酚醛树脂1.5-2%，其余为硫化剂及各种填料。

石棉橡胶板具有良好的弹性、柔韧性、耐热性和中等强度等性能，适宜制作垫片，且价格便宜，因此在化工企业特别是中小型化工厂中得到广泛应用。相关标准见表2-1。

随着石油化工行业的快速发展，石棉橡胶板新产品不断出现。例如，增强石棉橡胶板是在石棉橡胶板上层叠一层或多层镀锌钢丝或不锈钢丝制成的，耐酸、耐油石棉橡胶板是在石棉中添加氟橡胶制成的。

（3）柔性石墨板带材柔性石墨是一种具有优异的弹性、柔软性、耐介质性、耐热性的新型密封材料，在化工企业中迅速普及和应用。其板材和带材的特性在第14 章中给出。

(4)聚四氟乙烯聚四氟乙烯是代表性的合成树脂材料。由于其优异的耐腐蚀性能，可用作最具腐蚀性介质的密封垫片，使其特别适用于药品和食品等不喜欢物料污染的行业，并且具有所有塑料中最高的工作温度。但PTFE材料加压后容易产生冷流，加热后容易产生蠕变，影响密封性能。通常添加一些玻璃纤维、石墨和二硫化钼来提高抗蠕变性和导热性。

PTFE 垫片通常由金属板材切割而成。我们还可以使用石棉橡胶板或四氟乙烯板制造垫板。其结构如图2-3所示。

图2-3(a)所示为Y形截面的焊盘，由圆柱体制成厚度为0.81mm的圆形片材，从外层厚度的中心切割，并放置芯材在里面。切。在距内孔约1.5 至2 毫米的地方切一个切口。图(b)是横截面垫式，其内径与法兰内径相匹配，防止法兰处发生流体涡流。与Y型相比，插入芯材后的间隙较小，因此内部空气膨胀较小，密封性能好。照片(c)是将厚度为0.40.8mm的带状聚四氟乙烯薄膜两端热封并缠绕在环状芯材外侧而形成的U型形状，易于制造.适用于较大直径的设备。

20世纪70年代以来，国外出现了Gore-Tex聚四氟乙烯界面密封胶带和将聚四氟乙烯发泡成坚固的多孔材料制成的Gore-Tex发泡聚四氟乙烯。这种材料保持了聚四氟乙烯原有的性能，截面平坦，比聚四氟乙烯树脂更柔软，压缩性能更好。比普通密封胶更适合一些法兰表面质量较差的设备和搪玻璃设备。密封胶带还有各种宽度的圆盘包装可供选择，可根据设备的具体要求现场切割成所需的长度。安装时，接口必须横放，并留有一定长度，以便压紧。据介绍，GORE-TEX接口密封胶带的使用范围为压力~20MPa、温度-260~315。

有关聚四氟乙烯的物理、化学和机械性能的信息，请参阅第14 章。

(5)其他为了解决化工生产中的密封问题，中国正在研制石棉垫片的原型。这里有些例子：

石棉树脂板垫片是由蓝石棉和氯乙烯树脂制成的软板状材料切割而成的耐酸垫片。它强度高，耐压性能优良，而且价格相对便宜。样品在65%硝酸中煮沸1 h，失重7.28%。

浸石棉垫片：采用耐酸蓝石棉板浸渍耐酸涂料制成的模压耐酸密封垫片。

上述两种垫片在硝酸和硫酸中浸泡煮沸后，其失重和增重率均远低于耐酸石棉橡胶板。

石棉布垫片是将石棉绳编织成扁平状，两端用石棉绳缝制而成的垫片。石棉的材质根据使用温度的不同而不同。目前，国内生产的石棉垫片为60-70%蓝石棉与一级温石棉的混合物，最高使用温度可达800。

2.金属复合垫片

非金属垫片（软石墨除外）在耐高温、耐压方面不如金属材料。因此，金属复合垫片被设计用来解决高温高压设备的密封问题。

(1)金属包覆垫片：以非金属材料为芯材，包裹厚度为0.250.5毫米的金属板的垫片。根据涂层情况可分为全涂层、半涂层、波纹涂层、双层涂层等。参见图2-4。

选择金属板时要考虑材料的弹塑性、耐热性和耐腐蚀性。主要有铜镀锌铁板、不锈钢、钛、蒙乃尔合金等。最常用的是铜、镀锌铁和不锈钢。

(3) 不污染过程介质。

(4)必须具有足够的韧性，能够承受压力和紧固力而不造成损坏。

(5)即使在低温下也不硬化，收缩率小。

(6)加工性能好，安装、压制方便。

(7)密封面无胶合，拆卸方便。

(8)价格低、寿命长。

垫片在使用过程中，压力和温度是相互限制的，设备运行一定时间后，当温度升高时，垫片材料会软化，发生蠕变，应力松弛，机械强度下降也会减少。密封压力降低。反之亦然。例如，说明书上写着高压石棉橡胶板（维护）。 （440至450，12MPa，30分钟）但在长期实际使用中，一旦温度达到450，密封压力仅限于0.3至0.4MPa。对于高渗透性气体介质，仅为0.1-0.2MPa。

请您在选择时仔细考虑上述情况。

2、选用国产垫片

(1)工业橡胶板天然橡胶适用于水、海水、空气、惰性气体、碱、盐水等介质，但不耐矿物油或非极性溶剂，不能承受长期使用温度.我不能。具有超过90的优异低温性能，甚至可以在-60以上的温度下使用。

丁腈橡胶适用于石油、润滑油、燃料油等石油产品，可承受120的长期使用温度，如热油中150，低温中-10。 -20。

氯丁橡胶适用于海水、弱酸、弱碱、盐水，具有优良的耐氧老化性和耐臭氧老化性，其耐油性虽不如丁腈橡胶，但优于其他通用橡胶。 -长期使用温度为100。 90以下，最高工作温度不超过130，低温为-30至-50。

有许多氟橡胶产品具有优异的耐酸性、耐氧化性、耐油性、耐溶剂性。几乎可用于所有酸性介质及部分油类和溶剂，长期工作温度低于200。

橡胶板用作法兰垫片，主要用于管道和经常拆卸的人孔、手孔等，压力不超过1.568MPa。这是因为橡胶垫片是所有垫片中最柔软的，具有良好的顺应性，并且可以以较小的预紧力提供密封效果。因此，由于垫片的厚度和硬度较低，当受到内部压力时，垫片往往会突出。

使用于苯、酮、醚等有机溶剂中的橡胶板容易发生溶胀、增重、软化、发粘等现象，从而导致密封失效。一般溶胀度超过30%就不能使用。

适合在低压（特别是0.6MPa以下）或真空条件下使用橡胶垫。橡胶材质致密，透气性低。例如，氟橡胶非常适合用作真空度高达1.310-7Pa的真空容器的密封垫片。在10-110-7Pa真空范围内使用橡胶垫时需进行烘烤、脱气。

石棉橡胶板比其他垫片更便宜，也更容易使用，但最大的问题是，即使在垫片材料中添加了橡胶和填料，也无法完全填充连续的细孔，关键是无法填充空白，并产生间隙。痕迹渗透。因此，它不能用于极度污染的介质，即使压力和温度不高。当与某些高温油介质一起使用时，通常会在使用后期由于橡胶和填料的碳化而导致强度下降，使材料疏松，可能会渗透到接口或垫片内部，造成填缝。还有吸烟。此外，当暴露在高温下时，石棉橡胶板往往会粘附在法兰密封表面上，使得垫圈更换非常耗时。

垫片在加热条件下在各种介质中的工作压力取决于垫片材料的强度保留率。石棉纤维材料中存在结晶水和吸附水。 110时，纤维间吸附水有2/3析出，纤维拉伸强度下降10%左右，但368时，吸附水全部析出，纤维拉伸强度下降。纤维减少20%左右，当温度超过500时，结晶水开始析出，强度下降。介质也极大地影响石棉橡胶板的强度。例如，400号耐油石棉橡胶板的拉伸强度在航空润滑油和航空燃油之间相差80%，但这是因为板材中的橡胶在航空燃油中的膨胀比在航空润滑油中的膨胀更大。考虑到以上因素，请推荐国产石棉橡胶板的安全使用范围。 。

石棉橡胶板含有氯离子和硫化物，吸水后容易与金属法兰产生腐蚀气泡，特别是耐油石棉橡胶板的硫含量比普通石棉橡胶板高出几倍。使用时必须小心。请勿与非油性介质一起使用。垫片在油或溶剂中会膨胀，但在一定范围内，这基本上不影响密封性能。例如400号耐油石棉橡胶板，要求在常温航空燃油中进行24小时浸泡试验，因吸油而增加的重量在15%以下。

国产石棉橡胶板与国外知名品牌产品还存在一定差异。据某商家统计，在350以上油介质中不泄漏的石棉橡胶板大部分是进口的。图2-7为日本石油工业标准JPI-7S-71 《石油工业用石棉橡胶板使用标准》，其使用寿命约为一年。图2-7(a)为A型材料标准，国产垫片中XB350和NY300无论是拉伸强度还是工作温度都与其接近。图2-7(b)为材料标准B型，国产垫片XB450和耐油石棉橡胶板400号的拉伸强度和工作温度均超过或接近。因此，图2-7为国产石棉橡胶板的使用提供了一定的参考值。

(3)聚四氟乙烯聚四氟乙烯在压力和高温下容易产生冷流和蠕变，因此一般用作低压、中温、强腐蚀、强酸、强碱、卤素、卤素等不喜污染的介质。 将会被使用。药物会等待。安全使用温度150，压力1MPa以下。填充PTFE强度较高，但使用温度不超过200，耐腐蚀性降低。聚四氟乙烯垫的最大工作压力通常不超过2MPa。图2-8 显示了特定测试中PTFE 垫片和垫片的使用曲线。

从图2-8(a)可以看出，温度升高导致材料蠕变，密封压力显着下降。即使温度不升高，密封面的压应力也会随着时间的推移而减小，出现“应力松弛现象”（见图2-8（b））。虽然各种垫片都会出现这种现象，但聚四氟乙烯垫片的应力松弛现象更为严重，需要引起注意。

聚四氟乙烯摩擦系数小(压应力4MPa以上，摩擦系数0.0350.04)，临时紧固时垫片容易向外滑移，因此最好使用表面凹凸不平的法兰。使用平法兰可以使垫片的外径与螺栓接触，并防止螺栓从垫片向外滑出。图2-3(a)、图2-3(b)两种四氟垫可用于直径300mm以下的设备，图2-3(c)可用于直径300mm的设备300毫米或以上。超过300毫米的任何东西，特别是搪玻璃设备和管道。搪玻璃设备将搪瓷层喷涂到金属表面上并烧结，使釉层极脆。由于喷涂不均匀，釉层也会流动，导致法兰表面平整度差。使用金属复合垫片很容易损坏釉层，因此我们建议使用带有石棉板和橡胶芯的四氟乙烯垫片。这种垫片易于贴合在法兰表面，且耐腐蚀，因此具有良好的使用效果。

许多工厂使用聚四氟乙烯胶带包裹的石棉橡胶板用于低温高压下在强腐蚀性介质中频繁拆除的检修孔和管道。它很受欢迎，因为它易于制作和使用。

(4)其他石棉树脂板和浸渍石棉板垫片主要用于各种酸性介质的管道、泵、阀门、进出口法兰等。使用温度80，压力0.6MPa以下。

石棉编织垫片适用于压力小于0.1MPa、温度不超过800的低压高温工况。我们还可以根据设备的具体要求编织不同宽度、厚度和直径的垫片。或者，切割石棉带并将其直接粘贴到法兰表面。用于大型硫酸/硝酸氧化炉及一些原料设备的接口处，远比常规石棉绳有效。

(5)金属包覆石棉垫：用金属片覆盖石棉板或石棉橡胶板，避免与介质直接接触，从而避免石棉纤维强度损失，克服泄漏现象。这就扩大了石棉橡胶板的使用范围。一般情况下，金属包覆石棉垫的工作温度为450（常压~0.16MPa排气时可达600~700），工作压力为4MPa，最大6MPa。随着压力进一步增加，垫片容易出现横流，并且芯材被挤出重叠区域。

金属涂层石棉垫需要较大的螺栓拧紧力，因此即使工作压力小于2.45MPa，也不能使用pg小于25kg的法兰。法兰和螺栓可能没有足够的刚性，导致变形或密封失效。有人认为将芯材改为弹性好的合成橡胶会降低紧固力。事实上，情况并非如此；当芯材软化时，紧固力被芯材吸收，从而无法获得将金属板安装到法兰表面上所需的紧固力，并且使垫更容易受到影响损坏。另外，在含有大量氯离子的介质中或在酸性介质中，不锈钢垫与铁垫搭接处容易发生缝隙腐蚀。

对于450以上的温度，可采用陶瓷纤维或碳纤维作为芯材。金属涂层陶瓷纤维垫片在钢厂1100高温下使用，已使用两年无任何损坏。柔性石墨是理想的芯材。目前，金属涂层柔性石墨垫在国内已实现批量生产。其使用效果优于金属包覆石棉垫。

金属垫可加工成各种形状，广泛应用于各种换热器、大型反应釜盖、装卸料口、人孔法兰等。直径2m的铁皮垫是中国生产的，状况良好。

该垫片的金属垫表面涂有柔性石墨片，与没有表面涂层的同类金属垫相比，具有较低的预紧比压和优越的密封性能。图2-9显示了压应力和泄漏之间的关系。

目前国内尚无此类产品，所以有的单位将现有的柔性石墨皱纹胶带粘贴在金属垫、金属平垫、齿形垫、甚至石棉橡胶垫的表面，造成大量渗漏。例如，某工厂换热器压力为5.88MPa，温度为450，介质为氢气、油或气体。我使用了金属平垫圈和齿形垫圈，但两者都泄漏。然后将柔性石墨皱纹胶带贴在平垫上以解决这个问题。该类型垫片是解决法兰垫片泄漏的简单措施，柔性石墨带的可加工性质量直接影响设备能否正常工作。在条带背面涂一层粘合剂将提高粘贴质量。

(6)金属缠绕垫片金属缠绕垫片利用金属的耐热性、弹性、强度和非金属材料的柔软性来提高密封性能，柔性石墨垫片性能更高。这是最好的。预压比压比石棉包垫低，且不存在石棉纤维毛细管渗漏的缺点。图2-10所示为预紧比压与泄漏量的关系。

在石油介质中，金属带材主要采用0Cr13，其他介质推荐采用1Cr18Ni9Ti。

带有柔性石墨包裹垫的不锈钢可用于压力为14.7MPa（国内可达19.6MPa）的气体介质，也可用于压力高达30MPa的液体。温度-190至+600C（在厌氧、低压条件下可达1000C）。

PTFE具有优异的耐低温性能，其低温屈服强度远高于室温屈服强度。因此，PTFE伤口垫可用于液态碳氢化合物等低温介质。同时我们添加了金属条来提高导热系数，因此PTFE螺旋毡的工作温度可以达到250，可以在高达9MPa和200的酸性介质中使用。

缠绕垫片适用于压力和温度波动较大的热交换器、反应器、管道、阀门和泵的进出口法兰上。如果压力为中等以上且温度超过300，请考虑使用内圈、外圈或内外圈。当使用不平整的法兰时，使用带内圈的包覆垫片更为有效。

在柔性石墨缠绕垫片的两侧贴合柔性石墨片也能获得良好的密封效果。大型化肥厂的余热锅炉是高温、高压的关键设备，采用外圈柔性石墨包裹垫，满载时不会泄漏，但满载时会泄漏。在切割成弧形的垫片两侧粘贴厚度为0.5毫米的柔性石墨板，接头对角搭接，连接良好。

(7)金属平垫片、波纹垫片、齿形垫片金属平垫片、金属波纹垫片一般用于中高压阀门、管道、设备法兰等小直径件。工作压力根据温度而变化；前者为1.56831.36MPa，后者为1.5683.92MPa。垫片的材质根据介质和温度来选择。

(8)八角形、椭圆形垫片梯形槽法兰所用的八角形、椭圆形垫片(炼油工业中称为土钢环)具有良好的密封性能。在沟槽的锥面上，八角形垫为面接触，椭圆形垫为线接触。因此，椭圆形垫片的紧固力较低，但需要两次紧固，而八角形垫片通常在一次紧固后不太可能泄漏。缺点是螺栓拧紧力较大，在低压高温条件下使用时，法兰等级必须为PG25kg以上。