平垫片密封原理与设计PPT课件下载推荐.ppt
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加紧固后，再次施加更大的紧固力使法兰相互紧固。
优点优点由于内压的影响，使法兰由于内压的影响，使法兰间隙扩大的力间隙扩大的力和紧固法兰间和紧固法兰间隙的力保持着平衡，密封垫片的实际压紧力变化较少。
隙的力保持着平衡，密封垫片的实际压紧力变化较少。
缺点缺点紧固时需要进行扭矩控制，作为用于紧合型的密封垫紧固时需要进行扭矩控制，作为用于紧合型的密封垫片，必须对密封垫片的硬度进行设计。
片，必须对密封垫片的硬度进行设计。
一般状态下使用，在法兰之间有间隙的状态下使用，一般状态下使用，在法兰之间有间隙的状态下使用，及相对低压的状态下使用。
及相对低压的状态下使用。
优点优点紧固较为简单，可以追加紧固。
紧固较为简单，可以追加紧固。
缺点缺点由于内压而使法兰之间产生间隙，密封垫片可在复由于内压而使法兰之间产生间隙，密封垫片可在复原区域内使用，因为密封垫片的面压降低，所以容易产原区域内使用，因为密封垫片的面压降低，所以容易产生泄漏。
生泄漏。
专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有6l按密封垫片工作时受力情况，可分为：
强制式密封强制式密封：
完全靠外力（螺栓）对垫片施加载荷实现密封。
自紧式密封自紧式密封：
主要利用介质的压力对垫片施加载荷实现密封。
半自紧式密封半自紧式密封：
上述两种方法的组合。
l按工作压力，可分为低压、中低压、高压、超高压密封：
低压密封低压密封P1.568MPa中低压密封中低压密封0.098MPaP9.8MPa高压密封高压密封9.8MPaP98MPa三、垫片密封的分类三、垫片密封的分类专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有7四、密封原理四、密封原理密封原理：
密封原理：
如密封面完全光滑、平行，并有足够的刚度，它们可以依靠紧固件夹持在一起，无须垫片可达到密封的目的（即无垫密封）。
在实际中：
1，密封面存在粗糙度，2，不绝对平行，3，刚度不是无限大，4，各紧固件刚度不同和分散排列，造成密封面载荷在圆周方向上不均匀为了弥补这种不均匀的载荷和相应的变形，在两连接件密封面间放入一垫片，使之适应密封面的不规则性。
ll垫片密封的目的垫片密封的目的垫片密封的目的垫片密封的目的利用垫片形成物理壁垒以阻止介质的流动，防止泄漏的发生ll密封的方法密封的方法密封的方法密封的方法1，最大程度使接触面嵌合减小间隙2，减小泄漏通道的截面积，增加泄漏阻力，使泄漏阻力其大于泄漏介质的推动力3，通过压紧垫片使其产生塑性变形，填平法兰密封面的微小凹凸不平，以实现密封。
垫片压紧前垫片压紧前垫片压紧后垫片压紧后专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有8四、密封原理四、密封原理法兰系统泄漏通道ll泄漏定义泄漏定义泄漏定义泄漏定义介质从有限空间内部流动到外部或从外部进入有限空间内部ll泄漏的基本条件泄漏的基本条件泄漏的基本条件泄漏的基本条件接触面上存在间隙间隙，接触面两侧的压力差、浓度差压力差、浓度差等是泄漏的推动力就垫片密封而言，通常密封流体在垫片结合处的泄漏有3种情况，如图所示。
1,界面泄漏界面泄漏2,渗透泄漏渗透泄漏3,吹出泄漏吹出泄漏专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有9四、密封原理四、密封原理三种泄漏方式1，界面泄漏：
界面泄漏：
两连接件表面（下称密封面），从机械加工的微观纹理来看，存在粗糙度和变形的问题，它们与垫片之间总是存在泄漏通道，由此产生的流体泄漏称为界面泄漏，占总泄漏量的80%90%。
2，渗透泄漏渗透泄漏：
对非金属材质的一类垫片而言，从材料的微观结构来看，本身存在的微小缝隙或细微的毛细管，具有一定压力的流体自然容易通过它们渗漏出来，此称为渗透泄漏，它占总泄漏量的10%20%。
3，密封面分离和吹出泄漏：
密封面分离和吹出泄漏：
当夹紧垫片的总载荷因各种原因减少到几乎等于作用在接头端部的流体静压力时，就导致了密封面的分离。
这里若增加流体压力，则对机械完整性很差的垫片，如操作期间材料发生劣化的垫片，沿垫片径向作用的流体压力就会将其撕裂，引起密封流体的大量泄放，此被称为吹出泄漏，它属于一种事故性泄漏。
A，对于（，对于
（2）：
通过不同材料的复合或机械组合形成不渗透性结构，或者使用较）：
通过不同材料的复合或机械组合形成不渗透性结构，或者使用较大的夹紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏；
大的夹紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏；
B，对于（，对于
（1）和（）和（3）：
与垫片材料性质、接头的机械特征、结合面的性质与状态、）：
与垫片材料性质、接头的机械特征、结合面的性质与状态、密封流体的特性以及紧固件夹紧程度等有关。
它们也是解决垫片密封设计、安装、密封流体的特性以及紧固件夹紧程度等有关。
它们也是解决垫片密封设计、安装、使用以及密封失效分析等问题的关键。
使用以及密封失效分析等问题的关键。
专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有10四、密封原理四、密封原理由垫片密封的结构和垫片的密封原理可以看出，对垫片的要求：
由垫片密封的结构和垫片的密封原理可以看出，对垫片的要求：
l具有具有一定的压缩变形能力一定的压缩变形能力可发生弹塑性变形填补密封表面上的凹凸不平造成的间隙l具有一定的具有一定的强度和强度和刚性刚性以保持一定的形状和抵抗变形的能力防止在系统的满载压缩应力下被挤出密封面或压溃l具有一定回弹能力具有一定回弹能力具有回弹能力回弹率补偿在介质压力下紧固系统的变形。
l具有具有抗蠕变能力抗蠕变能力防止垫片在高温下蠕变实效而而垫片垫片从使用上又从使用上又包括初始密封和工作密封两个作用机理。
包括初始密封和工作密封两个作用机理。
专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有11四、密封原理四、密封原理初始密封初始密封初始密封初始密封通过对垫片进行压缩，使其与密封面间产生足够的压力（垫片预紧应力，初始垫片比压，以阻止介质通过材料本身的渗透阻止介质通过材料本身的渗透，同时保证垫片对连接件有较大的顺应性，即垫片材料受压缩后发生的弹性或弹塑性变形能够填塞密封面弹性或弹塑性变形能够填塞密封面的变形和表面粗糙度，以堵塞界面泄漏的通道的变形和表面粗糙度，以堵塞界面泄漏的通道。
垫片预紧应力是否能够作到初始密封，与使用的垫片材料密切相关，不同的材料在相同的压缩量下得到的垫片应力是不相同的，自然同样密封要求下所能密封的介质压力也不一样，或者说相同的介质压力下，得到的密封度不同。
工作密封工作密封工作密封工作密封当初始垫片应力作用于垫片后，它必须在装置的设计寿命内保持足够的应力，以维持允许的密封度。
因为装置在流体压力作用下，密封面将被迫分离，密封面将被迫分离，垫片必须通过弹性应变以弥补该分离量，并且残余维持密封所需要的工作（残垫片必须通过弹性应变以弥补该分离量，并且残余维持密封所需要的工作（残余垫片应力余垫片应力。
该弹性应变必须补偿装置长期运行过程中任何可能发生的垫片应力的松弛，包括热松弛、螺栓应力松弛等。
专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有12四、密封原理四、密封原理垫片应力与变形的关系垫片应力与变形的关系垫片应力与变形的关系垫片应力与变形的关系理论上，垫片垫片预紧应力越大，垫预紧应力越大，垫片中贮存的弹性应片中贮存的弹性应变能也越大，因而变能也越大，因而可用于补偿分离或可用于补偿分离或松弛的余地也就越松弛的余地也就越大大，但密封材料本体的最大弹性承载能力是其极限；
实际上，垫片预紧应力的合理值取决于密封材料与结构、密封度、环境因素、使用寿命以及经济性等因素。
gigi-垫片预紧应力；
垫片预紧应力；
gogo-垫片工作应力垫片工作应力专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有13五、五、垫片分类垫片分类垫片的基本类型垫片的基本类型垫片的基本类型垫片的基本类型专有和保密信息2008江森自控有限公司版权所有14五、非金属垫片特点及分类五、非金属垫片特点及分类非金属垫片非金属垫片非金属垫片非金属垫片-软质垫片软质垫片软质垫片软质垫片优缺点优缺点优缺点优缺点优点：
柔软可压缩性好，垫片比压低，容易与法兰面贴合，密封性较好；
优点：
缺点：
强度低，回弹差，易压溃，不适于高温高压场合。
改进措施：
在法兰面加工出在法兰面加工出在法兰面加工出在法兰面加工出VVVV形槽，避免密封垫片挤出；
形槽，避免密封垫片挤出；
-水纹、突筋、印刷密封线水纹、突筋、印刷密封线水纹、突筋、印刷密封线水纹、突筋、印刷密封线在密封垫片的外围加增强材料在密封垫片的外围加增强材料在密封垫片的外围加增强材料在密封垫片的外围加增强材料-内外包边，提高强度和抗渗透性内外包边，提高强度和抗渗透性内外包边，提高强度和抗渗透性内外包边，提高强度和抗渗透性按工业常用品种分类按工业常用品种分类按工业常用品种分类按工业常用品种分类ll橡胶垫片橡胶垫片橡胶垫片橡胶垫片ll石棉橡胶垫片石棉橡胶垫片石棉橡胶垫片石棉橡胶垫片ll非石棉纤维橡胶垫片非石棉纤维橡胶垫片非石棉纤维橡胶垫片非石棉纤维橡胶垫片ll聚四氟乙烯垫片聚四氟乙烯垫片聚四氟乙烯垫片聚四氟乙烯垫片ll柔性石墨垫片柔性石墨垫片柔性石墨垫片柔性石墨垫片按组成垫片的基本组分分类按组成垫片的基本组分分类按组成垫片的基本组分分类按组成垫片的基本组分分类ll植物质植物质植物质植物质ll动物质动物质动物质动物质ll矿物质矿物质矿物质矿物质ll橡胶质橡胶质橡胶质橡胶质ll合成树脂质合成树脂质合成树脂质合成树脂质ll石
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