在石油化工裝置中,，法蘭是管道,、管件,、閥門(mén)、儀表和設(shè)備等進(jìn)行連接的最重要,、最常見(jiàn)的形式之一,。這種連接雖具有拆卸方便且不用動(dòng)火等優(yōu)點(diǎn)，但因由法蘭,、螺栓,、墊片三者協(xié)同實(shí)現(xiàn)密封，其中任一元件出現(xiàn)問(wèn)題就會(huì)造成泄漏,，不僅造成浪費(fèi),，而且還會(huì)污染環(huán)境，甚至造成人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失,。而墊片是其中最主要的密封元件,，正因如此，今天為大家詳細(xì)講解墊片密封的相關(guān)知識(shí)~首先我們要了解目前生產(chǎn)中主要存在兩大類密封裝置：一類為靜密封,，一類為動(dòng)密封。√ 動(dòng)密封主要有軟填料密封,、油封密封,、迷宮密封、螺旋密封,、動(dòng)力密封和機(jī)械密封等,。√ 靜密封通常有墊片密封、O型圈密封,、螺紋密封等型式,。流程君將以靜密封中的墊片密封為例，帶大家一同探求化工行業(yè)的密封世界~墊片密封是由螺栓、法蘭和墊片組成的一種密封結(jié)構(gòu),，它是石油化工設(shè)備和管道中最常用的連接形式,，其中墊片是最主要的密封元件，它的性能直接影響連接系統(tǒng)密封的可靠性,。
通過(guò)螺栓的預(yù)緊力,，使墊片和法蘭密封面之間產(chǎn)生足夠的壓力，以使墊片表面產(chǎn)生的變形足以填補(bǔ)法蘭密封面的微觀不平度,，達(dá)到密封的目的,。
墊片承受力
為達(dá)到上述目的所作用到墊片上的最小單位壓緊力，稱為比壓力,。當(dāng)與法蘭連接的管道達(dá)到操作壓力時(shí),，因內(nèi)壓的軸向力的作用導(dǎo)致兩片法蘭有分開(kāi)的趨勢(shì)，而螺栓則有伸長(zhǎng)的趨勢(shì),，作用在墊片上的壓緊力將減少,。當(dāng)作用在墊片有效截面上的壓緊力降至某一臨界值時(shí)，仍能保持密封,，這時(shí)墊片上的剩余壓緊力即為墊片的有效緊固力,。當(dāng)墊片上壓緊力小于有效緊固力時(shí)法蘭就會(huì)發(fā)生泄漏，甚至將墊片吹跑,，因此墊片的有效緊固力必須大于管道的操作壓力,。兩片法蘭密封面之間的距離，在操作狀態(tài)要比初始狀態(tài)大,，這時(shí)墊片與法蘭密封面的緊密性是靠墊片的回彈力來(lái)保證的,。
可以這么說(shuō)，在初始密封階段,，墊片的表面塑性變形填補(bǔ)法蘭密封面的微觀不平度起決定性作用,；而操作狀態(tài)下法蘭的密封，墊片內(nèi)部的彈性回復(fù)起主導(dǎo)作用,。對(duì)于化工行業(yè)來(lái)說(shuō),， 防火防爆是管控安全的一個(gè)大方向。為安全考慮可以選擇柔性石墨作為填充材料,。如果墊片的有效壓縮載荷是有限制的,，可以對(duì)墊片的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行修改以達(dá)到有效的密封。
隨著石油化工等工業(yè)市場(chǎng)的發(fā)展,，系統(tǒng)的溫度壓力越來(lái)越高,，且生產(chǎn)工藝往往伴隨著強(qiáng)腐蝕性，強(qiáng)氧化性的介質(zhì)再加上國(guó)家關(guān)于節(jié)能減排,，VOC低泄露環(huán)保法規(guī)的強(qiáng)制制定和出臺(tái),，如今用戶對(duì)墊片的各項(xiàng)性能，（如：密封性，耐溫性,，耐腐蝕性,，使用壽命以及性價(jià)比等）的要求越來(lái)越高。
為了更好的密封安全保障和使用體驗(yàn),，且順應(yīng)新的墊片標(biāo)準(zhǔn)（ASME B 16.20-2017）對(duì)纏繞墊片壓縮厚度,，密封泄漏率及相關(guān)試驗(yàn)設(shè)備、試驗(yàn)程序,、試驗(yàn)方法的新要求,，福來(lái)西推出了“HPG”高性能密封墊片。本文將以該“HPG”高性能密封墊片為例,，簡(jiǎn)要說(shuō)明墊片密封的生產(chǎn)要求和標(biāo)準(zhǔn),。1. ASME B16.20-2017 標(biāo)準(zhǔn) ASME B16.20-2017 標(biāo)準(zhǔn)是在原標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上進(jìn)行了修訂，具體到纏繞墊片的修訂和改進(jìn)主要體現(xiàn)在如下 2 點(diǎn)：
a. SW-2.2 結(jié)構(gòu)：標(biāo)準(zhǔn)石墨纏繞墊片在均勻,，一定的面壓情況下,，其壓縮厚度不小于 3.43mm。而之前標(biāo)準(zhǔn)要求壓縮厚度為 3.30mm +/- 0.13mm,。注意新標(biāo)準(zhǔn)中不同磅級(jí)的纏繞墊片承受測(cè)試面壓不同,，如：52MPa-CL150; 70MPa-CL300-CL600; 140MPa-CL900 以上。
b. SW-2.6 性能測(cè)試 ：
標(biāo)準(zhǔn)纏繞墊片在承受均勻,，一定的墊片面壓情況下最大允許泄漏率為1.37×10-2mg/s.m,測(cè)試介質(zhì)濃度為 97%以上甲烷,，測(cè)試時(shí)長(zhǎng) 4 小時(shí)，且每 5 分鐘讀取 3 組數(shù)據(jù),，常溫測(cè)試溫度,，測(cè)試壓力20bar-CL150;40bar-CL300 以上，墊片面壓隨磅級(jí)變化,，如：35MPa-CL150;56MPaCL300-CL400;70MPa-CL600 以上,。
“HPG”高性能密封墊片是福來(lái)西公司通過(guò)對(duì)其制造工藝的改進(jìn)，密封材料的升級(jí),，制造的智能化從而使得墊片各項(xiàng)性能得到顯著提升改善的一種新型密封墊片,。其是對(duì)舊標(biāo)準(zhǔn)纏繞墊片性能的升級(jí)，也是對(duì)新標(biāo)準(zhǔn)（ASME B16.20-2017）纏繞墊片相關(guān)要求的響應(yīng),，可用于實(shí)現(xiàn)密封性更好,，使用壽命更長(zhǎng)及提供保障性更好的密封材 料。 制造工藝和結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)使得“HPG”高性能密封墊片完全符合 ASME B 16.20- 2017 新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)墊片壓縮厚度和墊片泄漏率值的要求,。 “HPG”高性能密封墊片是高密繞帶比標(biāo)準(zhǔn)纏繞墊片多，使用了更加緊密的密封纏繞力,，使得墊片承壓時(shí)的蠕變系數(shù)更高,，載荷損失率更小；并且擠出到纏繞密封面上的石墨填料更多,，密封面積更廣,，減少了壓縮率的不穩(wěn)定，還能更好地彌補(bǔ)法蘭表面的缺陷,，實(shí)現(xiàn)更低的泄漏率,。
HPG 高性能墊片 VS 普通纏繞墊片截面圖
注：左圖為福來(lái)西墊片多功能測(cè)試平臺(tái)，采購(gòu)德國(guó) Amtec 公司 ,，按照 EN13555 標(biāo)準(zhǔn)可進(jìn)行墊片壓縮率,，回彈率，蠕變,，彈性模量,，最大墊片應(yīng)力，泄漏率等進(jìn)行常溫,，高溫等多種工況的性能測(cè)試,，測(cè)試介質(zhì)更新為甲烷，添加火焰離子檢測(cè)功能,，復(fù)合 ASME B16.20 的新標(biāo)準(zhǔn),。右圖為福來(lái)西對(duì)“HPG”高性能墊片和全球知名品牌競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手普通墊片的泄漏率性能測(cè)試比較曲線，可以看到同樣的墊片應(yīng)力,，“HPT”高性能墊片的泄漏率值可低到 10-6mg/s.m,遠(yuǎn)超競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的墊片泄漏率以及標(biāo)準(zhǔn)要求,。“HPG”高性能密封墊片使用了升級(jí)版的石墨填料 SEL+, 添加了抗氧化抑制劑， 降低了鹵素含量,，使其具有更高的潔凈度和抗氧化燒失的能力,，更強(qiáng)的防止法蘭發(fā)生點(diǎn)蝕和應(yīng)力腐蝕的能力。
SEL+石墨提供改進(jìn)性的物理特性包括：
注：如圖為福來(lái)西公司實(shí)驗(yàn)室用失重測(cè)試設(shè)備,，針對(duì)市場(chǎng)上常用 10 種石墨在 670℃高溫下進(jìn)行的氧化燒失測(cè)試,，測(cè)試結(jié)果差異明顯，“F,G,H”普通低等級(jí)石墨實(shí)驗(yàn)工況下 4 小時(shí)的燒失率甚至達(dá)到97.4%,，而 Flexitallic SEL+石墨的燒失率僅有3.2%/4hr,。 二維碼技術(shù)實(shí)現(xiàn)信息的簡(jiǎn)化,，材料的可追蹤性 ,。“HPG”高性能密封墊片在其碳鋼外環(huán)上采用了二維編碼及用激光印刻墊片批號(hào),。確保了每一片墊片材料的可追蹤性,，包括內(nèi)外環(huán),，填料的爐號(hào),批次號(hào)等信息。通 過(guò)二維碼掃描或者在搜索引擎上輸入批號(hào),，客戶可以快速查詢獲取墊片的詳細(xì)描述,，材料組分,，材料證書(shū)，色標(biāo)信息,，扭矩表甚至工廠工單號(hào)等工廠生產(chǎn)流程信息,，減少了紙質(zhì)文件的要求和信息傳輸失誤，實(shí)現(xiàn)了福來(lái)西對(duì)質(zhì)量管控的承諾,。
掃碼關(guān)注公眾號(hào)
掃碼關(guān)注公眾號(hào)
