墊片密封基礎知識

墊密封廣泛應用于管道，壓力容器以及各種殼體的結合面的靜密封中。墊密封有非金屬密封墊，非金屬與金屬組合密封墊和金屬密封墊三大類。其常用材料有橡膠，皮革，石棉，軟木，聚四氟乙烯，鋼，鐵，銅和不銹鋼等。

常用的墊片形式有金屬纏繞墊片、齒形墊片、八角墊、透鏡墊、金屬環墊、波齒復合墊片、金屬包覆墊片、聚四氟乙烯墊片、改性四氟墊片、石棉墊片、非金屬墊片、無石棉墊片、石墨增強復合墊片等。
一、墊片的種類5 l+ V4 |9 y" o; I) L0 N  v5 Y
墊片的種類繁多，按其材料和結構大致可分為三大類。* Y+ ]! h1 }* ~. J) y8 {; {
1.非金屬墊片: m: U/ e2 A* {% h0 S
有橡膠、石棉橡膠板、柔性石墨、聚四氟乙烯等，截面形狀皆為矩形；
' y0 y# _3 }# |5 w! a5 S2.金屬復合型墊片2 O% T$ c: E, c& J1 X9 y
有各種金屬包墊、金屬纏繞墊；: z2 E! N: Y0 }* n
3.金屬墊片6 _5 ~+ |8 z+ Q5 s, }
有金屬平墊、波形墊、環形墊、齒形墊、透鏡墊、三角墊、雙錐環、C形環、中空Ｏ形環等。
7 J7 N+ [$ A! B2 O' j& E- x3T按照密封分類的原則，上述墊片中的*、第二和第三類的金屬平墊、波形墊、環形墊、齒形墊、透鏡墊屬于強制型密封，而其余則為半自緊或自緊式密封。5l0 r7 [) l4 f2 M9 f3 g
二、墊片的性能和構造
, i1 k( ?  N) \! I! ^; ]7 k各種墊片的性能和構造分別介紹如下：
; D  r% L" H/ V: s$ [1 J* R1.非金屬墊片
* N% v+ n9 E$ o$ E% E: E（1）橡膠板+ g  w1 P' U4 a% j& J
用于密封的橡膠品種較多，一般有天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠、異丁橡膠、丁苯橡膠、乙丙橡膠、硅橡膠、氟橡膠。/ ^, M: F/ i3q  S& v
制作墊片的橡膠板材用量較大的有天然橡膠、丁腈橡膠、氯丁橡膠三種。近幾年，氟橡膠等特種橡膠也逐步推廣使用。$ I5 p2 S9 c0H6 y
有關橡膠板材的數據，詳見工業橡膠板標準GB5574-85。4 R. \% y9 m2 W) g7 E
（2）石棉橡膠板
2 D1 ?, j* y- v, m7 P石棉- f2 [: ^4 G3 s3 A" h0 R
橡膠板是由石棉、橡膠和填料經壓制而成的。根據其配方、工藝、性能及用途不同，主要有高壓石棉橡膠板、中、低壓石棉橡膠板和耐油石棉橡膠板。3C& C: G  g+ O" X# O; l. N
制造石棉橡膠板的石棉材料有溫石棉、藍石棉（青石棉）兩種。溫石棉屬于蛇紋石類石棉，其主要成分是含有約13%結晶水的鎂硅酸鹽，它耐熱、耐堿性好，抗拉強度高，耐酸性能較差，大多數石棉橡膠板都由它制作。藍石棉屬于角閃石類石棉，主要成分是含有2.5～3.5%結晶水的硅酸鹽，氧化鎂成分極微，氧化鐵約占18～24%。藍石棉不僅耐熱性能好，而且耐酸性能也好，故多被用于制造耐酸石棉橡膠板。'k4 m4 f$ P* U0 u
石棉纖維的質量對石棉橡膠板的性能影響較大，故要求石棉纖維抗拉強度高，耐熱性能好，有一定的長度，纖維易撓曲，有彈性。一般高壓石棉橡膠板和400號耐油石棉橡膠板都采用2、3級石棉纖維。
; U+ t6 Y0 D7 S8 Y( T-?因為石棉屬疏松性材料，壓制成板材后內部尚有大量孔隙，須加入一定量的橡膠（作為粘結劑）和各種填充劑制成石棉橡膠板。加入的粘結劑和填充劑可以填塞空隙，防止滲漏。一般，石棉纖維占60~85%。5q1 ~! N4 }( V9 b
例如，高壓石棉橡膠板XB450其配方如下：
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3 @/ m, v: Z" }2 k  I  @0 J3 X其余為硫化劑和填充劑。5 x1 p8 ]* [8y
400號耐油石棉橡膠板配方如下：
; k4 B7 w7 {. V2 e! X$ A0 Q$ l石棉纖維    68%；丁腈橡膠（內含36~40%丙烯腈）17%；碳酸鈣8.2%；酚醛樹脂1.5~2%；其余為硫化劑及各種填充劑。5 U4 g) {8`/ t
石棉橡膠板有適宜、彈性、柔軟性、耐熱及耐介質性，用它制作墊片，既方便又便宜，因此在化工企業中，尤其是中、小型化工廠得到廣泛應用。有關標準見表2-1.&q7 o* t. p2 O' g/ @! L" s# `& ~
隨著石油化學工業的迅速發展，石棉橡膠板相繼出現了一些新產品。例如，由石棉橡膠板和一層或多層鍍鋅鋼絲或不銹鋼絲網組成的增強石棉橡膠板以及在石棉中加入氟橡膠制成的耐酸耐油石棉橡膠板。
3 f6 r1 }4 F3 e（3）柔性石墨板材及帶材5 m! ?  n' z; g0 ~* @9 O
柔性石墨是一種新穎的密封材料，具有良好的回彈性、柔軟性、耐介質性、耐溫性，在化工企業中迅速得到推廣應用。其板材和帶材的性能見第十四章。
" [5 T" @! |5 \  c/ g4 p0 P（4）聚四氟乙烯" g6 d. I. I, f8 F
聚四氟乙烯是合成樹脂材料中的*。優良的耐腐蝕性能使他在絕大部分強腐蝕介質中可作為密封墊片，對于不允許物料有污染的醫藥、食品等行業尤為合適，是塑料中使用溫度zui高者。但是聚四氟乙烯材料受壓后易冷流，受熱后易蠕變，影響密封性能。通常加入部分玻璃纖維、石墨、二硫化鉬，以提高抗蠕變和導熱性能。9m, h0 f1 p- S6 x# x  |
聚四氟乙烯墊片通常是由板材裁制的。它還可與石棉橡膠板、石棉板制成聚四氟乙烯包墊。其結構見圖2-3。0 i8 v0 U- C: y9T! d5 `
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圖2-3（a）為Y型斷面的包墊，它是用筒料車削成0.8~1mm厚的環狀薄片，從外側厚度的中心切開，在切口中放入芯材。切口開至距內孔處約為1.5~2mm。圖（b）為型斷面包墊，內徑可與法蘭內徑一致，以防止流體在法蘭處產生渦流。由于芯材放入后空隙比Y型小，故內部空氣膨脹量也小，密封性能好。圖（c）為厚0.4~0.8mm的帶狀聚四氟乙烯薄膜，將它兩端熱合后抱在環狀的芯材外面呈U狀，制造簡便，適用于直徑較大的設備。!E4 a9 d% j# x: P$ V, q6 m
從70年代起，國外出現了一種GORE-TEX聚四氟乙烯接口密封帶，它是將聚四氟乙烯擴張成一種強韌、多孔的材料，及GORE-TEX膨體聚四氟乙烯。該材料保持了聚四氟乙烯原有的各種性能，截面為扁平狀，比聚四氟乙烯塑料更為柔軟，壓縮性能好。在一些法蘭表面質量不高或玻搪類設備上使用，比一般的密封材料更為合適。此外，該密封帶以各種寬度的盤形包裝供貨，可根據設備的具體情況，現場截取所需長度。安裝時，接口交叉安放并留出一定長度，便可壓緊。據介紹，GORE-TEX接口密封帶使用范圍如下：壓力至20MPa，溫度-260~315℃。;\4 R) J  ~/ E5 A1 T

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