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垫圈

命中:32日期:2015-3-25

垫圈是一种机械密封,其填充两个或更多个配合表面之间的空间,通常以防止在压缩下泄漏或进入连接的物体中。

垫圈允许在机器部件上“不太完美”的配合表面,在那里可以填充不规则性。垫圈通常通过从片材切割而产生。

用于特定应用的垫圈,如高压蒸汽系统,可能含有石棉。然而,由于与石棉暴露有关的健康危害,在实用时使用非石棉垫片材料。

通常希望将垫圈由达到某种程度的材料制成,使得它能够变形并且紧密地填充其设计的空间,包括任何轻微的不规则性。一些垫圈需要直接向垫圈表面施加密封剂以正常工作。

一些(管道)垫圈完全由金属制成,依靠座椅表面来完成密封;使用金属自身的弹簧特性(达到但未通过σy,材料的屈服强度)。这是一些“环形关节”(RJ)或一些其他金属垫片系统,例如由Grayloc(海洋国际公司)制造的一些其他金属垫片系统。这些关节称为R-CON和E-CON压缩型接头。


垫圈通常由扁平材料制成,纸张,橡胶,硅树脂,金属,软木,毡,氯丁橡胶,丁腈橡胶,玻璃纤维,聚四氟乙烯(否则称为PTFE或Teflon)或塑料聚合物(如聚氯二氟乙烯)。。

用于压缩纤维垫材料的工业应用中有效垫圈的有效垫圈的更常见性能之一是承受高压缩载荷的能力。大多数工业垫片应用涉及将压缩井施加到14MPa(2000 psi)范围或更高的螺栓。一般来说,有几种真正的真实性,可以获得最好的垫片性能。其中一个越来越多的试验和测试的是:“垫圈上施加的压缩载荷越多,它将持续时间越长。

有几种方法可以测量垫片材料承受压缩负荷的能力。“热压缩测试”可能是这些测试最受欢迎的。大多数垫片材料制造商将提供或发布这些测试的结果。

垫圈设计

垫圈基于工业用途,预算,化学接触和物理参数有许多不同的设计:

垫片垫圈

前提是简单的,在一块材料上有垫圈形状“冲出”。这导致了一个非常原油,快速,柔软的垫圈。在前次,材料被压缩石棉,但在现代时,使用纤维材料如高温石墨。这些垫圈可以基于所用材料的惰性来填充许多化学要求,并适合许多预算限制。常见的做法可防止这些垫圈在许多基于温度和压力问题的工业过程中使用。

固体材料垫圈

固体材料背后的想法是使用不能用纸张冲出的金属,但仍然是便宜的生产。这些垫圈通常具有比薄片垫圈更高的质量控制水平,并且通常可以承受更高的温度和压力。关键缺点是必须大量压缩固体金属,以便与法兰头齐平并防止泄漏。材料选择更困难;因为金属主要使用,所以过程污染和氧化是风险的。额外的缺点是所使用的金属必须比法兰更柔软 - 以确保法兰不会经过翘曲,从而防止与未来的垫圈密封。即便如此,这些垫圈也在工业中找到了一个利基。

螺旋缠绕垫圈

螺旋缠绕的垫圈包括金属和填料的混合物。通常,垫圈在圆形螺旋(其他形状是可能的)上缠绕的金属(通常是碳富含或不锈钢),其中填充材料(通常是柔性石墨)以相同的方式缠绕但从相对的侧开始。这导致交替的填料和金属层。这些垫圈中的填充材料用作密封元件,金属提供结构支撑。

这些垫圈在大多数应用中已经证明是可靠的,并且允许比固体垫圈更低的夹紧力,尽管成本更高。[2]

恒定座位应力垫圈

恒定的座位应力垫圈由两个部件组成;固体载体的合适材料,例如不锈钢,以及安装在两个相对通道内的一些可压缩材料的两个密封元件,在载体环的两侧上的一个通道。密封元件通常由适合于工艺流体和应用的材料(膨胀石墨,膨胀的聚氟脲(PTFE),蛭石等)制成。恒定座位应力垫圈从载体环形轮廓采取法兰旋转(螺栓预载下的偏转)的事实中得出了他们的名称。通过所有其他传统垫圈,随着法兰紧固件被拧紧,凸缘在负载下径向偏转,导致外垫圈处的最大垫圈压缩和最高垫圈应力。

由于在恒定座位应力垫圈中使用的载体环,以考虑到给定凸缘尺寸,压力等级和材料的载体环,因此可以调节载体环形轮廓以使垫圈座椅应力径向均匀整个密封区。此外,因为密封元件由载体环上的相对通道中的凸缘面完全限制,所以作用在垫圈上的任何在载体上的任何在施用的压缩力都通过载体环传递,并避免任何进一步的密封元件压缩,从而保持一个'恒定'垫圈座椅应力,同时在役。因此,垫圈对常见的垫片失效模式免疫,包括蠕变松弛,高系统振动或系统热循环。基本概念潜在的恒定座位应力垫圈的可密封性是这样的
(i)如果法兰密封表面能够达到密封件,
(ii)密封元件与工艺流体和应用相容,以及
(iii)实现足够的垫圈座位应力在影响密封件所需的安装上实现,然后垫圈在液中泄漏的可能性大大减少或完全消除。


双夹套垫圈

双夹套垫圈是填充材料和金属材料的另一种组合。在本申请中,具有类似于“C”的端部的管由金属制成,其具有额外的件,该件被制成适合在“C”内部的内部,使得在会议点上最厚的管。填料在壳体和件之间泵送。当在使用时,压缩垫圈在两个尖端处具有较大量的金属,其中使得触点(由于壳/件相互作用),这两个地方承担了密封该过程的负担。由于所需要的只是壳体和件,因此这些垫圈可以由几乎任何可以制成片材的材料制成,然后可以插入填充物。这是大多数应用程序的有效选择。

KammProfile垫圈

KammProfile垫圈用于许多较旧的密封件,因为它们具有灵活的性质和可靠的性能。KammProfiles通过具有柔性覆盖层的固体波纹芯的工作。这种布置允许沿垫圈的脊的非常高的压缩和极其紧密的密封。由于通常石墨将失效而不是金属芯,因此可以在以后不活动期间修复KammProfile。KammProfile对大多数应用具有高的资本成本,但这是由长寿命和增加的可靠性抵消。

法兰垫圈



用于超高压真空系统的铜法兰垫圈
法兰垫圈是一种垫圈,该垫圈适合于漂流的两个部分之间,以提供更高的表面积。

法兰垫圈有多种尺寸,并由其内径和外径分类。

垫圈有许多标准用于管道的法兰。法兰的垫圈可以分为主要的4个不同类别:
1.表格垫圈
2.凝固的金属垫圈
3.垫圈
4.严重伤口垫圈

薄片垫圈很简单,它们用螺栓孔或没有孔的孔切割成标准尺寸,具有适用于管道的介质和温度压力的各种厚度和材料。

环垫圈也称为RTJ。它们主要用于海上石油和天然气管道,设计用于在极高的压力下工作。它们是椭圆形,圆形,八角形等的不同横截面中的金属固体环。有时它们在压力中心附带孔。

螺旋缠绕垫圈也用于高压管道,并采用不锈钢外圈和内环,填充有螺旋缠绕的不锈钢带,与石墨和PTFE一起缠绕,形成为V形。内部压力作用在V的面上,迫使垫圈密封在凸缘面上。

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