正確選擇閥門墊片

                              上海申弘閥門有限公司

內容提示：選擇時的注意事項 正確選用密封墊片是保證設備無泄漏之關鍵。流體控制在解決特殊物質運輸難題的同時，上海申弘閥門有限公司主營閥門有：截止閥,電動截止閥,氣動截止閥,電動蝶閥,氣動蝶閥,電動球閥,氣動球閥,電動閘閥,氣動閘閥,電動調節閥,氣動調節閥，減壓閥。水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。我們對于零件材料選擇也是非常重要的，泵、閥門、油缸等都離不開墊片，那么，怎樣的選購才是成功的呢？

　　隨著科技的發展，制造閥門零件材料很多，有各種不同牌號的黑色金屬和有色金屬及合金、非金屬材料等。閥門墊片有軟硬兩種，軟質一般為非金屬材料，如硬紙板、橡膠、石棉橡膠板，聚四氟乙烯等。硬質一般為金屬材料或者金屬包石棉、金屬與石棉纏繞的等。墊片的形狀有很多，有扁平的、圓形的、橢圓形的、齒形的、透鏡式的以及其他特殊形狀的。金屬墊片的材料一般用08、10、20碳素鋼和1Cr13、1Cr18Ni9不銹鋼，加工精度和表面光潔度要求較高，適用于高溫高壓閥門。非金屬墊片材料一般塑性較好，用不大的壓力就能達到密封。適用于低溫低壓閥門。

　　墊片是用來填充閥體和閥蓋密封面間的所有凹凸不平處，以防治介質從結合面間泄露，因此墊片材料在工作溫度下要具有一定彈性、塑性和足夠強度，保證密封并具備良好腐蝕性。

　　具體墊片材料選擇可參考可按表5-4。

對于同一種工況，一般有若干種墊.. : 
1、選擇時的注意事項
正確選用密封墊片是保證設備無泄漏之關鍵。對于同一種工況，一般有若干種墊片可供選擇。必須根據介質的物性、壓力、溫度和設備大小、操作條件、連續運轉周期長短等情況，合理地選擇墊片，揚長避短，充分發揮各種墊片的特點。
選擇墊片時，應充分考慮下列因素：
(1)有良好的彈性和恢復性，能適應壓力變化和溫度波動;
(2)有適當的柔軟性，能與接觸面很好地貼合;
(3)不污染工藝介質;
(4)有足夠的韌性而不因壓力和緊固力造成破環;
(5)低溫時不硬化，收縮量小;
(6)加工性能好，安裝、壓緊方便
(7)不粘結密封面、拆卸容易;
(8)價格便宜，使用壽命長。
在墊片的使用中，壓力和溫度二者是相互制約的，隨著溫度的升高，在設備運轉一段時間后，墊片材料發生軟化、蠕變、應力松弛現象，機械強度也會下降，密封的壓力降低。反之亦然。例如，手冊上列舉高壓石棉橡膠板XB450在水、蒸汽介質中，使用溫度450℃、壓力<6MPa(該材料作密封性能試驗時，在440℃~450℃、12MPa的蒸汽中保壓30分鐘)。但在長期實際使用中，溫度若達到450℃，所能密封的壓力僅0.3~0.4MPa。對于滲透性強的氣體介質則僅有0.1~0.2MPa。
上述情況，在選用時應予以充分考慮。
2、國產墊片的選用
(1)工業橡膠板 天然橡膠適用于水、海水、空氣、惰性氣體、堿類、鹽類水溶液等介質，但不耐礦物油和非極性溶劑，長期使用溫度不超過90℃，低溫性能優異，可在-60℃以上使用。
丁腈橡膠適用于石油類產品，如石油、潤滑油、燃料油等，長期使用溫度為120℃，如在熱油中可耐150℃，低溫為-10~-20℃。
氯丁橡膠適用于海水、弱酸、弱堿、鹽溶液，耐氧和臭氧老化性能優異，耐油性次于丁腈橡膠而優于其他通用橡膠，長期使用溫度低于90℃，zui高使用溫度不超過130℃，低溫為-30~-50℃。
氟橡膠有多個品種，它們分別具有良好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐溶劑性能。可以在幾乎所有的酸類介質以及一些油和溶劑中使用，長期使用溫度低于200℃。
橡膠板材作為法蘭墊片，多用于管道或經常拆卸的人孔、手孔，壓力不超過1.568MPa。因在各類墊片中，橡膠墊片zui軟，貼合性能好，在較小的預緊力下就能發揮密封效果。正因如此，在承受內壓時，因墊片偏厚或硬度偏低而容易被擠出。
橡膠板材在苯、酮、醚等有機溶劑中使用，易出現溶脹、增重、變軟、發粘現象，導致密封失效。一般溶脹度超過30%就不能使用。
在低壓(尤其是0.6MPa以下)、真空情況下，采用橡膠墊較為適宜。橡膠材料致密性好，透氣率低。例如氟橡膠，zui適宜作真空容器的密封墊片，真空度zui高可達1.3×10-7Pa。橡膠墊在10-1~10-7Pa真空度范圍使用時，需經烘焙和抽氣處理。
（2）石棉橡膠板價格較其它墊片低，使用方便;zui大問題是：墊片材料雖然加入了橡膠和一些填充劑，仍無法將那些串通的微小孔隙*填滿，存在微量滲透。故在污染性*的介質中，即使壓力、溫度不高也不能使用。當用于一些高溫油類介質時，通常在使用后期，由于橡膠和填充劑碳化，強度降低，材質變疏松，便在界面和墊片內部產生滲透，出現結焦和發煙現象。另外，石棉橡膠板在高溫下易粘結在法蘭密封面上，給更換墊片帶來了許多麻煩。.
在受熱狀態下，墊片在各種介質中的使用壓力取決于墊片材料的強度保持率。石棉纖維材料中存在著結晶水和吸附水。110℃時，纖維之間的吸附水已有2/3析出，纖維的抗拉強度約降低10%;368℃時，吸附水全部析出，纖維的抗拉強度約降低20%;超過500℃，結晶水開始析出，強度則更低。介質對石棉橡膠板的強度影響也很大。例如，在航空潤滑油和航空燃油中，400號耐油石棉橡膠板橫向抗拉強度相差80%，這是由于航空燃油對板材中橡膠的溶脹比航空潤滑油嚴重之故。考慮到上述因素，國產石棉橡膠板XB450的推薦安全使用范圍：溫度250℃~300℃，壓力3~3.5MPa;400號耐油石棉橡膠板使用溫度不宜超過350℃。
石棉橡膠板含有氯離子和硫化物，吸水后容易與金屬法蘭形成腐蝕原電池，尤其是耐油石棉橡膠板中硫磺含量高出普通石棉橡膠板好幾倍，故在非油性介質中不宜使用。墊片在油品和溶劑類介質中會發生溶脹現象，但在一定范圍內，對密封性能基本沒有什么影響。例如，400號耐油石棉橡膠板在常溫航空燃油中作24小時浸泡試驗，要求因吸油重量增加不得超過15%。
國產石棉橡膠板與國外產品相比尚有一定差距。某單位的統計數字表明，在超過350℃的油介質中，凡使用石棉橡膠板不漏的大多為進口產品。日本石油工業標準JPI-7S-71《石油工業用石棉橡膠板使用標準》，使用期限約為一年。下易冷流及蠕變，故一般用于低壓、中溫、強腐蝕以及不允許污染的介質，如強酸、強堿、鹵素、藥品等。安全使用溫度在150℃，壓力1MPa以下。填充聚四氟乙烯雖然強度高些，但使用溫度也不超過200℃，且耐腐蝕能力下降。聚四氟乙烯包墊zui高使用壓力一般不超過2MPa。) 
由于溫度升高，材料發生蠕變，致使密封壓力明顯下降。即使不升溫，隨著時間的延長，密封面的壓緊應力也會下降，產生“應力松弛現象。該現象在各種墊片中都會產生，只是聚四氟乙烯墊的應力松弛現象較為嚴重，應予注意。
聚四氟乙烯的摩擦系數較小(壓緊應力大于4MPa，摩擦系數為0.035~0.04)，預緊時墊片易向外滑移，所以采用凹凸式法蘭面。當采用平面法蘭時，可將墊片外徑接觸螺栓，利用螺栓阻止墊片外滑。由于搪玻璃設備是在金屬表面噴涂了一層瓷釉后燒結而成的，釉層很脆，加之噴涂不均勻和釉層流動，法蘭表面平面度較差。采用金屬復合型墊片易損壞釉層，所以推薦使用芯材由石棉板加橡膠的聚四氟乙烯包墊。這種包墊既容易與法蘭面貼合又耐腐蝕，使用效果良好。
有許多廠在溫度、壓力不高的強腐蝕介質中，采用石棉橡膠板外纏聚四氟乙烯生料帶，用于經常拆卸的人孔、管道上。由于制作、使用方便，頗受歡迎。
(4)石棉樹脂板和浸漬石棉板墊片多用于各種酸性介質的管道、泵、閥、進出口法蘭，其使用溫度在80℃、壓力在0.6MPa以下。
石棉編制墊片適用于壓力0.1MPa以下，溫度不超過800℃的低壓、高溫工況。并可根據設備的具體要求，編織成不通寬度、厚度、直徑的墊片。或將石棉帶剪下后直接敷在法蘭表面。它用于大型硫酸、硝酸氧化爐以及一些未經加工的設備接口處，效果遠遠超過原來的石棉繩。
(5)金屬包石棉墊 由金屬薄板包覆石棉板或石棉橡膠板，使其不與介質直接接觸，避免了石棉纖維強度下降，客服了滲漏現象，從而擴大了石棉橡膠板的使用范圍。一般金屬包石棉墊使用溫度為450℃(個別也有達600~700℃，如在常壓~0.16MPa的煙道氣中)，使用壓力為4MPa，zui高可達6MPa。如壓力再增高，墊片易產生橫流現象，芯材從搭接處擠出。
由于金屬包石棉墊需要較大的螺栓擰緊力，即使當使用壓力低于2.45MPa，也不能采用pg25公斤級以下的法蘭。否則，法蘭、螺栓的剛度就顯得不夠，產生變形而導致密封失效。有人認為，若將芯材改為彈性較好的合成橡膠，其緊固力就會下降。其實不然，因為芯材改軟后，緊固力被芯材吸收，不能提供金屬板在法蘭面上貼合所需的緊固力，包墊反容易被極壞。另外，在含氯離子較多的介質以及酸性介質中，不銹鋼包墊及鐵皮包墊的搭接處易產生縫隙腐蝕。
溫度高于450℃，芯材可使用陶瓷纖維或碳纖維。某鋼鐵廠采用金屬包陶瓷纖維墊片用于1100℃的高溫，使用二年尚未損壞。柔性石墨作芯材是zui合適的。目前，國內已批量生產金屬包柔性石墨墊。其使用效果優于金屬包石棉墊。: 
金屬包墊能制成各種形狀，大量用于各種熱交換器、反應器的大蓋、裝卸孔、人孔法蘭等。國內曾制作過直徑為2m的鐵包墊，使用情況良好。
在金屬包墊的表面貼覆一層柔性石墨薄板，這種墊片與表面未包覆的同類金屬包墊相比，預緊比壓較小，密封性能更佳。圖2-9為兩者壓緊應力與泄漏量的關系曲線。
目前國內尚無此產品，故有的單位將現有的柔性石墨皺紋帶貼在金屬包墊以及金屬平墊、齒形墊甚至石棉橡膠墊表面，解決了許多泄漏難題。例如某廠的熱交換器，壓力為5.88MPa、溫度450℃，介質為氫/油氣。曾用過金屬平墊、齒形墊，均有泄漏。后在平墊上貼了柔性石墨皺紋帶，解決了這一問題。應該指出，這種墊片形式是一種解決法蘭墊片泄漏的簡便措施，貼覆柔性石墨帶的工作性質量直接影響設備能否正常運轉。若在帶材背面涂刷一層膠水，可提高貼覆質量。
(6)金屬纏繞墊 金屬纏繞墊巧妙地利用金屬的耐熱性、回彈性和強度以及非金屬材料的柔軟性，所以密封性能較好，其中又以不銹鋼帶纏繞柔性石墨墊的性能為*。其預緊比壓較石棉纏繞墊小，不存在石棉纖維毛細孔滲漏的缺點。圖2-10為兩者預緊比壓與泄漏量的關系曲線。
在油介質中，金屬帶材多使用0Cr13，而其它介質則推薦使用1Cr18Ni9Ti。
不銹鋼帶柔性石墨纏繞墊在氣體介質中，使用壓力為14.7MPa(國內有高達19.6MPa)，在液體中可用至30MPa。溫度-190~+600℃(在無氧、低壓情況下可用至1000℃)。.
聚四氟乙烯的耐低溫性能良好，它在低溫下的屈服強度大大高于常溫時的強度。所以聚四氟乙烯纏繞墊可用于低溫介質，如液態烴等。同時，因加入金屬帶提高了導熱性，聚四氟乙烯纏繞墊使用溫度可達250℃，在酸性介質中可用至9MPa、200℃。
纏繞墊用于壓力和溫度波動較大的換熱器、反應器、管道、閥門、泵進出口法蘭較為合適。對于中等以上壓力、溫度超過300℃者，應考慮使用帶內環、外環或內外環。若使用凹凸面法蘭，配帶內環的纏繞墊效果更好些。
在柔性石墨纏繞墊兩面貼覆柔性石墨板也能取得好的密封效果。某大型化肥廠廢熱鍋爐屬高溫高壓關鍵設備，用帶外環的柔性石墨纏繞墊，滿負荷時不漏，減負荷時則漏。在墊片兩面增加了0.5mm厚的柔性石墨板，剪成圓弧狀，接頭部分采用斜口搭接，使用情況良好。
(7)金屬平墊、波形墊和齒形墊 金屬平墊和金屬波形墊一般用于中、高壓閥門、管道和直徑較小的設備法蘭上。使用壓力則根據溫度的不同，前者為1.568~31.36MPa，后者為1.568~3.92MPa。墊片材質根據介質和溫度選取。
(8)八角墊和橢圓墊 用于梯形槽面法蘭的八角墊和橢圓墊(煉油行業俗稱“土鋼圈")密封性能均好。在溝槽的錐面上，八角墊為面接觸而橢圓墊是線接觸。因此，橢圓墊在低緊固力下貼合性好，但需進行二次緊固;而八角墊一般一次緊固后，不易出現泄漏。它們的不足之處為要求較大的螺栓擰緊力，當用于低壓高溫情況時，法蘭等級須在pg25公斤級以上。

中國期刊全文數據庫 *條  
 
 1 劉萬捷;;電廠閥門檢修中常見問題及處理工藝[J];科技促進發展(應用版);2011年04期 
2 馮學英;梅允福;;設備、管道的閥門泄漏和預防措施[J];廣州化工;2011年12期 
3 程玉春;馬洪偉;祁端斌;陳琳;;氯化鈣鹽水系統閥門腐蝕分析與對策[J];科技促進發展(應用版);2011年04期 
4 吳懷昆;郭懷舟;朱紹源;;基于遺傳基因的閥門零部件計算機輔助設計[J];閥門;2011年03期 
5 ;鋯材閥門設計制造的幾項基礎工作[J];精細化工原料及中間體;2011年06期 
6 張忠振;高建軍;張宏偉;;飛灰儲罐下灰鎖斗控制閥的改造[J];化肥工業;2011年01期 
7 任振寰;;火災安全型切斷球閥的選型及相關設計[J];石油化工自動化;2011年03期 
8 王付軍;張紅琴;;干煤粉氣化裝置中鎖斗閥的設計[J];閥門;2011年03期 
9 陳剛;王志敏;張宗列;;比例噴霧閥的研制[J];閥門;2011年04期 
10 矯永臣;劉鑫;;耐磨煤粉閘閥在應用中的改進[J];通用機械;2011年08期 
 
 
 中國重要會議論文全文數據庫 *條  
 
 1 吳天斌;柯楊船;王月紅;董鵬;;聚苯乙烯包覆無機物顆粒的制備與表征[A];2004年材料科學與工程新進展[C];2004年 
2 呂曉蘭;楊龍;楊振英;;閥門緊固螺栓斷裂原因分析[A];2011年全國失效分析學術會議論文集[C];2011年 
3 鄭全逸;;永磁力啟閉的閥門[A];新世紀 新機遇 新挑戰——知識創新和高新技術產業發展（下冊）[C];2001年 
4 張鵬;;空間低溫物理實驗用閥門的研制與測試[A];第五屆全國低溫工程大會論文集[C];2001年 
5 寧丹楓;;閥門材料的選擇與應用[A];2011年首屆閥門技術研討會資料匯編[C];2011年 
6 張廣德;陳勤忠;;閥門鑄鋼工藝計算機輔助設計的探索與實踐[A];2000年晉冀魯豫鄂蒙六省區機械工程學會學術研討會論文集（河南分冊）[C];2000年 
7 孫啟昌;;自力液壓執行機構的原理及應用[A];山東省石油學會油田電力、通信及自動化技術研討會工程技術論文集[C];2009年 
8 符永正;劉萬嶺;;平衡閥的選用[A];全國暖通空調制冷1998年學術年會資料集（1）[C];1998年 
9 齊學峰;;壓力管道選材與支架跨距[A];2004年全國化工、石化裝備國產化暨設備管理技術交流會會議論文集[C];2004年 
10 彭琪波;;閥門滑動軸承材料的研究與應用[A];第六屆摩擦學工礦企業潤滑技術工業應用學術年會論文集[C];1998年 
 
 
 中國重要報紙全文數據庫 *條  
 
 1 本報記者 陳保江;遠大閥門拓展東盟市場[N];云南日報;2009年 
2 記者 聶偉霞 見習記者 顏偉杰 青田縣報道組 徐曉軍;青田精品閥門遠渡重洋[N];浙江日報;2009年 
3 胡俊飛;“中國閥門城"逆勢上揚[N];溫州日報;2009年 
4 記者 關媛媛;重慶要造zui聰明的閥門[N];重慶日報;2010年 
5 生意社;溫州中力閥門節能型陶瓷閥門獲20項[N];日報;2009年 
6 記者 阮挺峰;玉環閥門企業開門互補促升級[N];臺州日報;2009年 
7 本報通訊員 劉欣 李德勇 本報記者 由慶祝;戮力同心 奔向未來[N];中國工業報;2009年 
8 黃山;華夏閥門：以技術創新帶動行業發展[N];中國電力報;2009年 
9 謝麒 記者 趙凱;東北閥門企業落戶板倉[N];自貢日報;2010年 
10 記者 吳勇 通訊員 陳文榮;自制“聯盟標準"*國內同行[N];溫州日報;2009年 
 
 
 中國博士學位論文全文數據庫 前2條  
 
 1 劉匯源;硬密封高溫耐磨球閥關鍵技術研究[D];浙江大學;2008年 
2 向忠;氣動高速開關閥關鍵技術研究[D];浙江大學;2010年 
 
 
 中國碩士學位論文全文數據庫 *條  
 
 1 李勇;閥門三維參數化設計系統的開發[D];四川大學;2002年 
2 劉魁;基于標準的閥門網絡化制造信息系統應用研究[D];濟南大學;2007年 
3 陳英華;閥門仿真試驗系統性能評價方法研究[D];蘭州理工大學;2005年 
4 王新穎;承壓閥門內漏聲學檢測方法研究[D];大慶石油學院;2004年 
5 余龍;閥門三維參數化建模與仿真分析[D];蘭州理工大學;2005年 
6 劉世輝;基于VB和數據庫技術的閥門三維設計及試驗仿真系統的研究[D];蘭州理工大學;2005年 
7 明友;基于閥門仿真系統的三偏心蝶閥的結構及運動性能分析[D];蘭州理工大學;2006年 
8 曾和榮;無泄漏閥門的控制與強度設計[D];哈爾濱工程大學;2004年 
9 殷安東;基于CORBA的閥門CAD系統數據集成的研究與開發[D];西華大學;2009年 
10 夏弘;某閥門車間布局設計及仿真研究[D];武漢科技大學;2009年 
 與本文相關的論文有：礦山電動插板閥