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墊片密封件是工業(yè)裝置最為一般的靜密封形式，而泄漏是很多工業(yè)生產(chǎn)過程中生產(chǎn)裝置最為常見的失效形式。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在石油化工企業(yè)非計(jì)劃維修工作量有60-80%是用來維修密封裝置的。隨著現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，各工業(yè)部門，尤其是大型石油化工企業(yè)，火力發(fā)電廠，核電站和其它工業(yè)企業(yè)對密封墊片的性能提出愈來愈高的要求。燃?xì)庀到y(tǒng)也不例外，由于燃?xì)庖兹肌⒁妆陀卸镜忍匦允沟萌細(xì)庀到y(tǒng)對在其中使用的墊片密封要求也提出更高的要求，本文針對目前在燃?xì)庀到y(tǒng)中常用石棉橡膠墊、聚四氟乙烯墊、纏繞墊、高強(qiáng)石墨墊、波齒復(fù)合墊等墊片，介紹其性能特點(diǎn)并結(jié)合燃?xì)庀到y(tǒng)的情況提出選用時(shí)值得注意的問題。
1 燃?xì)庀到y(tǒng)中常用墊片及其特性
(1)石棉橡膠板墊片
這是應(yīng)用最早的傳統(tǒng)密封材料，包括普通型和耐油型二大類。其中又分高壓、中壓和低壓各種牌號。石棉橡膠板系由石棉纖維、膠料及其它填充材料經(jīng)混煉加熱和輥壓而成，其中耐油板還要加熱硫化處理。由于石棉纖維強(qiáng)度較高，又能耐較高的溫度(石棉耐溫性能通常在480℃以內(nèi)，高于此溫度時(shí)石棉纖維內(nèi)的結(jié)晶水會分解而失去強(qiáng)度)，材料來源廣泛，制造上便于工業(yè)化生產(chǎn)，能根據(jù)需要在現(xiàn)場做成各種形狀和規(guī)格的墊片，使用較為方便，價(jià)格便宜，因此，一直以來是應(yīng)用較廣的傳統(tǒng)密封材料。但這種材料密封性能并不高(其密封性通常在1×10-2～1×10-3 cm3N/S左右)，特別是這種墊片的橡膠等組份容易受溫度和介質(zhì)(如溶劑)的作用而損壞，而且在使用時(shí)很容易發(fā)生應(yīng)力松弛現(xiàn)象，影響它的密封性能和壽命，此外由于石棉系人們公認(rèn)的致癌物，從七十年代起，世界上不少國家已陸續(xù)制訂法律將其列入禁用范圍，隨著人們對設(shè)備密封要求的提高以及密封技術(shù)的發(fā)展，石棉橡膠材料已逐步為其他新材料所代替，使用量正逐漸減少。一般只應(yīng)用于溫度、壓力不高的非重要設(shè)備場合。
(2)聚四氟乙烯墊片
聚四氟乙烯材料具有非常優(yōu)秀的化學(xué)耐蝕性和寬廣的耐溫特性，它能耐包括酸，堿，溶劑等各種化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，其耐溫可以從-250℃～十250℃，而且具有潔凈不污染等特點(diǎn)，因此常用于化工、食品，醫(yī)藥等企業(yè)作為密封墊片，但這種材料最大缺點(diǎn)是其冷流性能，即使在常溫下，也會隨著時(shí)間的推移其接觸應(yīng)力會減少，即容易產(chǎn)生應(yīng)力松弛，從而影響墊片的密封壽命。
(3)膨脹石墨纏繞式墊片
纏繞式墊片在30年代國外就已有采用，我國六十年代以后開始大量生產(chǎn)和推廣使用。早期纏繞式墊片系以石棉作為填充材料，由于石棉填充的纏繞式墊片密封性不如膨脹石墨，而且石棉系致癌物質(zhì)，因此現(xiàn)在的纏繞式墊片多以膨脹石墨作為填充材料。膨脹石墨纏繞式墊片具有良好的密封性能，能適應(yīng)高溫高壓參數(shù)的要求，其回彈性也較好，在溫度和壓力變化的場合仍能保持較好的密封性(其密封性能指標(biāo)通常可達(dá)×10-4 cm3N/S)，系以往石油、化工、電力等系統(tǒng)使用較為普通的墊片。但是，由于結(jié)構(gòu)和制造上的原因，纏繞式墊片的缺陷也是很明顯的。正如有的行家所指出的“這種墊片目前用得最多，但問題也出得最多”，這就是人們通常所說的“散架”和壓潰(或稱“失穩(wěn)”)問題。所謂“散架”包括兩種情況：一是在制造、運(yùn)輸和安裝過程中墊片發(fā)生散開而損壞。這是由于纏繞式墊片結(jié)構(gòu)上只是通過纏繞互相咬合形成，使墊片無法形成整體牢固的結(jié)構(gòu)，因而很容易散開損壞，給墊片的運(yùn)輸和安裝造成困難，這種情況尤以大規(guī)格墊片(如冷換設(shè)備上的墊片)為甚。二是纏繞式墊片在使用過程中受到很大的壓緊力，外層用以固定的焊點(diǎn)在周向力的作用下很容易發(fā)生拉脫損壞，使整個(gè)墊片“散架”最終導(dǎo)致密封失效。由于周向應(yīng)力的大小與直徑成正比，墊片的規(guī)格越大，拉脫損壞就越易。所謂“壓潰”(或“失穩(wěn)”)是墊片在使用時(shí)受很大的壓緊比壓，填充物(膨脹石墨)受壓產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力向內(nèi)徑方向作用于內(nèi)層鋼帶，使鋼帶受到外壓力作用。當(dāng)外壓力超過一定值時(shí)，由鋼帶圍成的鋼帶圈猶如薄壁容器受過分外壓力作用而失去穩(wěn)定性，局部地方向內(nèi)凹陷，使墊片發(fā)生損壞，導(dǎo)致密封失效。壓緊力越高，墊片尺寸越大就越容易發(fā)生“壓潰”。從現(xiàn)場調(diào)查看，不少用于冷換設(shè)備的纏繞式墊片經(jīng)使用后拆開法蘭時(shí)發(fā)現(xiàn)墊片已被壓“散架”或“壓潰”，因而泄漏往往就從這些部位發(fā)生。因此為了克服其“散架”和“壓潰”的缺陷，可在纏繞墊的內(nèi)外徑處加裝內(nèi)、外加強(qiáng)環(huán)，做成帶內(nèi)環(huán)、外環(huán)或內(nèi)外環(huán)的纏繞墊。
纏繞式墊片屬于半金屬墊片，其壓縮剛性比較大，因此要求在足夠的螺栓力下才能達(dá)到其良好的密封性和壽命，通常適用于高溫、高壓等場合。
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