在石油、石化、化工等行業(yè)的生產(chǎn)、加工、儲(chǔ)存、運(yùn)輸乃至銷售過程中，往往存在易燃、易爆、高溫、高壓、有毒、腐蝕等危險(xiǎn)因素。使用中的機(jī)器設(shè)備工質(zhì)“跑、冒、滴、漏”，給生產(chǎn)帶來極大危害。設(shè)備內(nèi)工質(zhì)的泄漏會(huì)造成浪費(fèi)，污染環(huán)境。

墊片是可拆卸接頭最重要的靜密封類型，如壓力容器、過程設(shè)備、動(dòng)力機(jī)械和過程工業(yè)裝置中的連接管道。它們包含各種流體介質(zhì)，因此防止液體或氣體通過這些接頭泄漏是工廠面臨的最重要和最困難的任務(wù)。

隨著生產(chǎn)設(shè)備的大型化，生產(chǎn)過程向高溫、高壓、高速發(fā)展，泄漏的機(jī)會(huì)越來越多，事故越來越多，經(jīng)濟(jì)損失也越來越大。往往一個(gè)法蘭的泄漏就可能導(dǎo)致一套設(shè)備甚至全廠停工，還可能引發(fā)火災(zāi)、爆炸、人員傷亡等重大事故。泄漏可能造成環(huán)境污染、產(chǎn)品損失甚至事故，因此墊片密封的重要性不言而喻。因此，墊片的選擇、設(shè)計(jì)和制造中的問題逐漸引起了人們的重視。

那么，我們應(yīng)該如何選擇合適的墊片呢？

墊片與墊片密封

墊片是夾在兩個(gè)獨(dú)立連接件(主要是法蘭)之間的一種材料或材料組合，其作用是在預(yù)定的使用壽命內(nèi)保持兩個(gè)連接件之間的密封。

墊圈必須能夠密封接合面，確保密封介質(zhì)不滲透、無腐蝕，并能承受溫度和壓力的影響。墊片一般由連接件(如法蘭)、墊片和緊固件(如螺栓和螺母)組成(見圖1)。因此，在確定某一法蘭的緊密性時(shí)，必須將整個(gè)法蘭連接結(jié)構(gòu)作為一個(gè)系統(tǒng)來考慮。墊片工作正常與否，不僅取決于墊片本身的性能，還取決于系統(tǒng)的剛度和變形、結(jié)合面的粗糙度和平行度、緊固載荷的大小和均勻性。

墊片選擇的五個(gè)要素

了解了墊片密封的結(jié)構(gòu)，我們可以從溫度、應(yīng)用、介質(zhì)、壓力、尺寸(TAMPS)五個(gè)方面來選擇合適的墊片。

溫度

選用的墊片應(yīng)在最高或最低工作溫度下具有合理的使用壽命，不同墊片材料的最高工作溫度相差很大。

除了短時(shí)間內(nèi)可以承受的最高和最低工作溫度外，還應(yīng)考慮允許的連續(xù)工作溫度。墊片應(yīng)能抗蠕變以減少墊片的應(yīng)力松弛，從而保證墊片在工作條件下的密封。大部分墊片材料會(huì)隨著溫度的升高而更加嚴(yán)重。因此，墊片質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)是其在一定溫度下的蠕變松弛性能。

應(yīng)用

主要指墊片所在的連接系統(tǒng)的信息。需要根據(jù)法蘭材料、法蘭密封面類型、法蘭粗糙度和螺栓信息選擇合適的墊片材料和類型。

對(duì)于非金屬法蘭，必須選擇預(yù)緊力要求相對(duì)較小的墊片；否則，很可能是墊片沒有壓緊，在法蘭擰緊過程中法蘭被壓壞了(如圖4)。

對(duì)于不同的法蘭密封面類型，對(duì)應(yīng)的墊片類型也不同。例如，凸起法蘭(RF)對(duì)應(yīng)的纏繞墊片類型是有內(nèi)外圈的纏繞墊片，開槽法蘭(TG)對(duì)應(yīng)的纏繞墊片類型是基本纏繞墊片，凹凸法蘭(MFM)對(duì)應(yīng)的纏繞墊片類型是只有內(nèi)圈的纏繞墊片(如圖5)。

媒介

墊片應(yīng)在整個(gè)工作條件下不受密封介質(zhì)的影響，包括抗高溫氧化、抗化學(xué)腐蝕、耐溶劑、抗?jié)B透等。顯然，墊片材料對(duì)介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性是選擇墊片的首要條件。對(duì)于非金屬墊片或復(fù)合墊片中的非金屬材料，材料的耐化學(xué)性可參考?jí)|片制造商提供的非金屬材料耐化學(xué)性表。對(duì)于墊片中與介質(zhì)直接接觸的金屬材料，它們應(yīng)具有與法蘭材料相同或更高的耐腐蝕性。

壓力

墊片必須能承受最大壓力，這個(gè)壓力可以是試驗(yàn)壓力，可能是正常工作壓力的1.25-1.5倍。對(duì)于非金屬材料制成的墊片，最大壓力也與最高工作溫度有關(guān)。通常最高溫度乘以最高壓力的值(即PxT值)有一個(gè)極限值，所以在選擇其最大工作壓力時(shí)，還應(yīng)考慮墊片所能承受的最大PxT值。下圖是GARLOCK中常見壓制墊片的PxT值，不同類型的墊片所能承受的壓力也是不同的。

尺寸

在滿足法蘭粗糙度和粗糙度的條件下，盡可能選擇薄墊片。墊片的厚度與其類型、材料、直徑、密封面的加工條件和密封介質(zhì)有關(guān)。對(duì)于大多數(shù)非金屬板狀墊片，薄墊片具有很強(qiáng)的抗應(yīng)力松弛能力。由于薄墊片內(nèi)側(cè)與介質(zhì)的接觸面積也較小，所以沿墊片本體的泄漏也會(huì)減少，這種情況下墊片承受的吹出力也較小，墊片不會(huì)輕易被吹出。圖9生動(dòng)地顯示了薄墊片的防吹出能力比厚墊片強(qiáng)。當(dāng)然，墊片厚度和其他尺寸也可以參考?jí)|片標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行選擇。

另外，墊片通常采用螺栓法蘭連接結(jié)構(gòu)，裝配時(shí)需要預(yù)緊螺栓以滿足密封要求。另外，這種結(jié)構(gòu)中的墊片是受多種因素影響的密封元件，如何控制預(yù)緊力是一個(gè)非常困難的問題。各種墊片所需的壓緊載荷也不同。對(duì)于有特殊要求的墊片密封，沒有標(biāo)準(zhǔn)的連接尺寸，如法蘭厚度、螺栓尺寸、螺栓間距等。，這需要特殊的設(shè)計(jì)。