在石油化工裝置中，法蘭是管道、管件、閥門,、儀表和設(shè)備等進行連接的最重要、最常見的形式之一,。這種連接雖具有拆卸方便且不用動火等優(yōu)點,，但因由法蘭、螺栓,、墊片三者協(xié)同實現(xiàn)密封,，其中任一元件出現(xiàn)問題就會造成泄漏，不僅造成浪費,，而且還會污染環(huán)境,，甚至造成人員傷亡及財產(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~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，一類為動密封,。√ 動密封主要有軟填料密封,、油封密封、迷宮密封,、螺旋密封,、動力密封和機械密封等。√ 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)生的變形足以填補法蘭密封面的微觀不平度，達到密封的目的,。
墊片承受力
為達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到操作壓力時,，因內(nèi)壓的軸向力的作用導(dǎo)致兩片法蘭有分開的趨勢,，而螺栓則有伸長的趨勢，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,，仍能保持密封，這時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法蘭就會發(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，這時墊片與法蘭密封面的緊密性是靠墊片的回彈力來保證的,。
可以這么說,，在初始密封階段，墊片的表面塑性變形填補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。對于化工行業(yè)來說,， 防火防爆是管控安全的一個大方向,。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,，可以對墊片的結(jié)構(gòu)和尺寸進行修改以達到有效的密封,。
隨著石油化工等工業(yè)市場的發(fā)展，系統(tǒng)的溫度壓力越來越高,，且生產(chǎn)工藝往往伴隨著強腐蝕性,，強氧化性的介質(zhì)再加上國家關(guān)于節(jié)能減排，VOC低泄露環(huán)保法規(guī)的強制制定和出臺，如今用戶對墊片的各項性能,，（如：密封性,，耐溫性，耐腐蝕性,，使用壽命以及性價比等）的要求越來越高,。
為了更好的密封安全保障和使用體驗，且順應(yīng)新的墊片標(biāo)準(zhǔn)（ASME B 16.20-2017）對纏繞墊片壓縮厚度,，密封泄漏率及相關(guān)試驗設(shè)備,、試驗程序、試驗方法的新要求,，福來西推出了“HPG”高性能密封墊片,。本文將以該“HPG”高性能密封墊片為例，簡要說明墊片密封的生產(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)上進行了修訂,，具體到纏繞墊片的修訂和改進主要體現(xiàn)在如下 2 點：
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)中不同磅級的纏繞墊片承受測試面壓不同,，如：52MPa-CL150; 70MPa-CL300-CL600; 140MPa-CL900 以上,。
b. SW-2.6 性能測試 ：
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,測試介質(zhì)濃度為 97%以上甲烷,，測試時長 4 小時,，且每 5 分鐘讀取 3 組數(shù)據(jù)，常溫測試溫度,，測試壓力20bar-CL150;40bar-CL300 以上,，墊片面壓隨磅級變化，如：35MPa-CL150;56MPaCL300-CL400;70MPa-CL600 以上,。
“HPG”高性能密封墊片是福來西公司通過對其制造工藝的改進,，密封材料的升級，制造的智能化從而使得墊片各項性能得到顯著提升改善的一種新型密封墊片,。其是對舊標(biāo)準(zhǔn)纏繞墊片性能的升級,，也是對新標(biāo)準(zhǔn)（ASME B16.20-2017）纏繞墊片相關(guān)要求的響應(yīng)，可用于實現(xiàn)密封性更好,，使用壽命更長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,，還能更好地彌補法蘭表面的缺陷，實現(xiàn)更低的泄漏率,。
HPG 高性能墊片 VS 普通纏繞墊片截面圖
注：左圖為福來西墊片多功能測試平臺,，采購德國 Amtec 公司 ，按照 EN13555 標(biāo)準(zhǔn)可進行墊片壓縮率,，回彈率,，蠕變，彈性模量,，最大墊片應(yīng)力,，泄漏率等進行常溫，高溫等多種工況的性能測試,，測試介質(zhì)更新為甲烷,，添加火焰離子檢測功能，復(fù)合 ASME B16.20 的新標(biāo)準(zhǔn),。右圖為福來西對“HPG”高性能墊片和全球知名品牌競爭對手普通墊片的泄漏率性能測試比較曲線,，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)超競爭對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,，更強的防止法蘭發(fā)生點蝕和應(yīng)力腐蝕的能力,。
SEL+石墨提供改進性的物理特性包括：
注：如圖為福來西公司實驗室用失重測試設(shè)備，針對市場上常用 10 種石墨在 670℃高溫下進行的氧化燒失測試,，測試結(jié)果差異明顯,，“F,G,H”普通低等級石墨實驗工況下 4 小時的燒失率甚至達到97.4%，而 Flexitallic SEL+石墨的燒失率僅有3.2%/4hr,。 二維碼技術(shù)實現(xiàn)信息的簡化,，材料的可追蹤性 ?！?/span>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,。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,批次號等信息,。通 過二維碼掃描或者在搜索引擎上輸入批號,，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,，色標(biāo)信息，扭矩表甚至工廠工單號等工廠生產(chǎn)流程信息,，減少了紙質(zhì)文件的要求和信息傳輸失誤,，實現(xiàn)了福來西對質(zhì)量管控的承諾。
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