首页 泵阀知识 水泵法兰密封性能的影响因素,本文为您揭晓
来源:http://www.chempv.com | 时间:2023-10-06 08:53:40 | 浏览:516

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在泵法兰连接中,根据输送介质的不同,密封垫片材料的选择也不同。什么因素会影响密封性能?

1、法兰刚度

螺栓法兰连接密封故障的主要原因之一是法兰刚度不足导致的过度翘曲变形。刚度大的法兰变形小,可以将螺栓的预紧力均匀地传递到垫片上,从而提高法兰的密封性能。

法兰刚度与许多因素有关,包括适当增加法兰环的厚度,减小螺栓中心的圆直径,增加法兰环的外径,可以提高法兰刚度,使用颈部法兰或增加锥颈部分的大小,可以显著提高法兰的弯曲能力。然而,法兰刚度的无原则提高会使法兰变得沉重和昂贵。

2、操作条件

压力、温度和介质的物理化工性质对密封性能的影响非常复杂,简单的压力和介质对密封性能的影响并不明显。但在温度的共同作用下,特别是在波动的高温下,密封性能会受到严重影响,甚至会因疲劳而有效失效。因为在高温下,介质粘度低,渗透性大,容易泄漏;介质对垫片和法兰的腐蚀加剧,增加了泄漏的可能性;法兰、螺栓和垫片会产生较大的高温蠕变和应力松弛,导致密封故障;一些非金属垫片会加速老化、恶化甚至燃烧。

3、垫片性能

如主要类型所示,垫片是密封的重要组成部分。

垫片的作用是密封两个法兰密封面之间的间隙,防止流体泄漏。垫片类型包括非金属垫片、非金属和金属组合垫片和金属垫片。

适当的垫片材料要求垫片在适当的预紧力作用下产生必要的弹性变形,不会被压缩或挤压;当法兰密封面距离扩大时,垫片材料应具有足够的回弹能力,使垫片表面与法兰表面紧密接触,以保持良好的密封性能;

在选择垫片材料时,还应考虑工作介质和工作温度。垫片的宽度也是影响密封的重要因素。垫片越宽,预紧力越大,螺栓和法兰的尺寸越大。

①中低压设备和管道法兰常用橡胶、石棉橡胶、聚四氟乙烯等非金属垫片。它们具有良好的耐腐蚀性和柔软性,但强度和耐温性差。它们通常从整个垫片板上切割。整个垫片的形状是一个圆圈,截面是矩形的。

②为提高垫片的强度和耐热性,将金属垫片外包在薄钢带和石棉带(或聚四氟乙烯带或柔性石墨带)或石棉或其他非金属材料中,具有多种密封效果和良好的弹性,广泛应用于高温和压力范围内,在压力和温度波动条件下保持良好的密封性。

缠绕垫圈由钢带缠绕在填充带上,如石棉、聚四氟乙烯或柔性石墨。为了防止松动,焊接金属带的开始和结束。为了增加垫圈的弹性和弹性,金属带和非金属带被轧制成波形。波形为V型和W型。有四种结构类型。

A型,又称基本型,用于榫槽密封,无加强环。

凹凸封面采用B型-带内加强环。

平面密封面采用C型外加强环。

平面密封面采用D型-内外加固环。

③由石棉橡胶板制成的金属垫片,外包厚度为0.2~厚度为0.5毫米的薄金属板可以由铝、钢及其合金、不锈钢或优质碳钢制成。金属包装垫片仅用于乙型平焊和长颈对焊。

④在高压设备和管道的法兰上,常用的金属垫片由软铝、铜、软钢和不锈钢制成。除了矩形截面金属垫片,还有椭圆形或八角形等特殊形状的金属垫片。

金属垫片可用于操作压力大或泄漏率严格、温度高或腐蚀性强的情况下。金属垫片的比压值很大。为降低螺栓力,压缩面需要非常窄,并依靠非常窄的压缩面保持良好的密封性,表面粗糙度需要较小,Ra≤2.5μm至Ra≤0.63μm。

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4、螺栓预紧力

影响密封的一个重要因素。预紧力需要压紧垫片才能实现初始密封。由于增加预紧力可以使垫片在正常工作条件下保持较大的接触面比压力,因此适当提高螺栓预紧力可以提高垫片的密封能力。

但预紧力不宜过大,否则会使垫片整体屈服,失去反弹能力,甚至挤压或压碎垫片。另外,预紧力应尽可能均匀地作用于垫片。为了提高密封性能,通常采取措施,减小螺栓直径,增加螺栓数量,并采取适当的预紧方法。

密封面型式

将垫片放置在法兰之间并压缩密封的接触面称为法兰密封面或压缩面。密封面类型的选择与操作条件、泄漏后果和垫片的性能有关。常见的结构类型如下。

①平面密封面:根据其结构,密封面并非光滑的平面,一般有2~4个三角截面(即法兰水线)。

平面密封面结构简单,制造方便,防腐内衬方便。其次,该结构的密封面宽度较大,因此通常使用非金属或金属垫片。然而,拧紧螺栓后,垫片材料很容易伸展到两侧。用于压力低、介质无毒的场合。

②凹凸密封面:如密封面结构所示,相当于在一对平面密封面的法兰上。其中一个由凸起平台制成,称为凸面法兰,另一个由凹面制成的法兰称为凹面法兰,嵌入与凹面大小相同的垫片,便于对齐垫片。

凸起平面的高度略大于凹面的深度,用螺栓压紧密封。

该结构可以限制垫片的径向变形,防止垫片挤出,在一定程度上提高密封性能。适用于高压场合。

③榫头密封面:在一对平面密封面的宽度方向中间,一部分如榫头,另一部分如槽压缩面。前者称为榫头法兰,后者称为槽法兰。

槽压表面可以限制嵌入式垫片的径向变形,具有良好的密封性能,垫片可以很少被介质冲刷和腐蚀。但是榫头表面容易损坏。常用于易燃、易爆、有毒介质和高压场合。

此外,还有梯形槽密封面和锥形密封面。前者采用椭圆形截面的环形金属垫片,后者采用透镜环形金属垫片。上述两种结构是强制密封的,常用于高压管道。

法兰密封面的形式和表面性能对密封效果的影响至关重要。法兰密封面的平直度和密封面与法兰中心线的垂直度直接影响垫片的力均匀性和垫片与法兰的良好接触。

法兰式密封面的粗糙度应符合垫片的要求。无径向刀痕或划痕,更不用说表面裂纹了。

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