纏繞式墊片是由金屬帶和非金屬帶螺旋復合繞制而成的一種半金屬平墊片,其特點是:壓縮、回彈性能好;具有多道密封和一定的自緊功能;對法(fa)蘭壓緊密封表面的缺陷不太敏感,且不粘接法蘭密封表面;容易對中,拆裝便捷;可部分消除壓力、溫度變化和機械振動的影響;能在高溫、低溫、高真空、沖擊振動等循環交變的各種苛刻條件下,保持優良的密封性能。纏繞式墊片的用途十分廣泛,可用于石油、化工、油化工、熱電、燃氣、核能、航天、紡織、制藥等諸多行業的管道裝置、工藝管路或管道靜密封部位。
一、型式與代號(hao)
1. 型式
a. 纏(chan)繞式(shi)墊分為以下四種型(xing)(xing)式(shi):基本型(xing)(xing)(見圖13-1)、帶(dai)內環(huan)型(xing)(xing)(見圖13-2)、帶(dai)定位環(huan)型(xing)(xing)(見圖13-3)、帶(dai)內環(huan)和(he)定位環(huan)型(xing)(xing)(見圖13-4)。
b. 纏繞式墊片的典型(xing)結構如(ru)圖(tu)13-5所示(shi)。
c. 與墊(dian)片(pian)(pian)型式相配(pei)合的(de)法(fa)蘭(lan)按以(yi)下規(gui)定:基(ji)本型的(de)墊(dian)片(pian)(pian)應選用(yong)榫槽(cao)面(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan),帶內環(huan)型的(de)墊(dian)片(pian)(pian)應選用(yong)凹凸面(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan),帶定位(wei)環(huan)型的(de)墊(dian)片(pian)(pian)應選用(yong)突(tu)面(mian)(mian)(mian)(mian)或全平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan),帶內環(huan)和(he)定位(wei)環(huan)型的(de)墊(dian)片(pian)(pian)應優先選用(yong)突(tu)面(mian)(mian)(mian)(mian)和(he)全平(ping)面(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan)。
標準的(de)使用(yong)者需考慮到(dao)不帶(dai)內環內徑處又無約束的(de)狀況下,纏繞式墊片可能會發(fa)生徑向屈曲而影響(xiang)正常使用(yong)的(de)風(feng)險。
2. 代號(hao)
a. 纏(chan)繞式墊片型式的代號見表13-1.
b. 纏繞(rao)式墊片用材料的代號見表13-2.
二(er)、尺寸
1. 公稱壓力用 PN 標記的(de)法蘭(lan)用墊(dian)片
a. 榫(sun)槽(cao)面法蘭用基本(ben)纏繞式墊片的尺寸見圖 13-6和表13-3。
b. 凹凸(tu)面法蘭用帶內(nei)環纏繞式墊片的尺(chi)寸見(jian)圖 13-7和表13-4。
c. 全平面和(he)凸面法(fa)蘭(lan)用定位環纏繞式(shi)墊片的(de)尺寸見圖13-8和(he)表(biao)13-5。
d. 全平面和凸面法蘭用帶內環和定(ding)位環纏繞(rao)式(shi)墊片的尺寸(cun)見圖13-9 和表(biao)13-6。
2. 公稱壓(ya)力(li)用 Class 標(biao)記的法蘭用墊片(pian)
a. 榫槽面法蘭用基本纏繞式墊片的尺寸見圖 13-6和表13-7。
b. 凹凸面(mian)法蘭用帶內環型纏(chan)繞式(shi)墊片尺寸見圖(tu) 13-7 和表13-8。
c. 全平面和突面法蘭用帶(dai)定位環(huan)型纏繞式(shi)墊片尺寸見圖13-8和表13-9.
d. 全平面和(he)突(tu)面法蘭(lan)用(yong)帶內(nei)環(huan)和(he)定(ding)位環(huan)型纏繞式墊片(pian)尺寸見圖13-9和(he)表(biao)13-10.
3. 公(gong)稱壓(ya)力用Class標記的大直徑法蘭(lan)用墊片(pian)
a. 公稱壓力用(yong)(yong)Class標(biao)記的A系(xi)列大直(zhi)徑法蘭用(yong)(yong)纏繞式墊片尺寸見(jian)圖13-8、圖13-9及表(biao)13-11.
b. 公稱壓(ya)力用(yong)Class標記的B系列大(da)直(zhi)徑法蘭用(yong)纏繞(rao)式(shi)墊(dian)片(pian)尺寸見圖13-8、圖13-9及(ji)表13-12。
三、技術要求
1. 材料
a. 金屬帶
對(dui)金(jin)屬帶的要求如下:
①. 金屬帶應采用厚度為0.15~0.23mm的冷軋鋼帶,常用金屬帶材料的牌號、代號和適用溫度見表13-13。根據供需雙方協商,允許采用表13-13之外的其他材料。
②. 金屬帶表面應光滑、潔凈,不允許有粗糙不平、裂紋、分層、劃傷、凹坑及銹斑等缺陷。
③. 不銹鋼帶材料的化學成分和力學性能應符合GB/T 3280-2007《不銹鋼冷軋鋼板和鋼帶》的規定。
b. 填充帶(dai)
對填充帶的要求如下:
①. 填充帶的厚度為0.4~0.8mm,常用材料為非石棉纖維、石棉、柔性石墨和聚四氟乙烯,填充帶的適用溫度見表13-14。根據供需雙方協商,可以選用其他填充材料。
值得(de)注(zhu)意的(de)是:根據法律要(yao)求,含有(you)石(shi)棉成分的(de)材(cai)料在處理時應采取防范措施,確對人體健康不構成危(wei)害。
②. 纏繞用石棉帶的技術要求應符合JC/T 69-2009《石棉紙板》的規定。
③. 纏繞用柔性石墨帶的技術要求應符合JB/T 7758.2-2005《柔性石墨板 技術條件》的規定。
④. 纏繞用聚四氟乙烯帶的技術要求應符合JB/T 6618-2005《金屬纏繞墊用聚四氟乙烯帶 技術條件》的規定。
c. 內(nei)環和定位環
除(chu)供(gong)需雙方另有協議(yi)外,內環(huan)材料(liao)的耐蝕性應等于(yu)(yu)或(huo)優于(yu)(yu)金屬(shu)帶(dai),內環(huan)、定位環(huan)如果使用(yong)碳鋼(gang)材料(liao),則應采用(yong)噴塑(su)、金屬(shu)鍍(du)層(ceng)(ceng)或(huo)其他涂層(ceng)(ceng)處理,以防大氣腐蝕。內環(huan)、定位環(huan)的材質應符合GB/T 912-2008《碳素結構(gou)鋼(gang)和(he)低合金結構(gou)鋼(gang)熱軋薄鋼(gang)板及鋼(gang)帶(dai)》、GB/T 11253-2007《碳素結構(gou)鋼(gang)冷軋薄鋼(gang)板及鋼(gang)帶(dai)》、GB/T 3280-2007《不銹鋼(gang)冷軋鋼(gang)板和(he)鋼(gang)帶(dai)》或(huo)相關標準的規定。
2. 工藝要求
a. 纏繞(rao)式墊片由預(yu)成型的金屬(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)和(he)扁平填充(chong)(chong)帶(dai)(dai)(dai)交(jiao)錯疊(die)制而成(按圈(quan)數(shu)計數(shu)環繞(rao)層),金屬(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)和(he)填充(chong)(chong)帶(dai)(dai)(dai)應緊密貼合,層次均(jun)勻,無折皺、空(kong)隙等現象。對(dui)制成的墊片,填充(chong)(chong)帶(dai)(dai)(dai)與金屬(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)在兩個端(duan)面(mian)上(shang)應均(jun)勻,填充(chong)(chong)帶(dai)(dai)(dai)應適當高出(chu)金屬(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai),層間紋(wen)理清晰,不應顯露金屬(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)。
b. 內纏繞層(ceng)(ceng)至少應有(you)三(san)層(ceng)(ceng)沒有(you)填充(chong)物的(de)預制金(jin)屬(shu)帶(dai)(dai)。開始兩層(ceng)(ceng)應沿圓(yuan)周(zhou)最(zui)少點(dian)焊3處,最(zui)大(da)間(jian)距為75mm.外纏繞帶(dai)(dai)層(ceng)(ceng)亦最(zui)少應有(you)三(san)層(ceng)(ceng)沒有(you)填充(chong)物的(de)預制金(jin)屬(shu)帶(dai)(dai)。沿圓(yuan)周(zhou)最(zui)少點(dian)焊3處,最(zui)后點(dian)焊為終端點(dian)焊。沒有(you)填充(chong)物的(de)金(jin)屬(shu)帶(dai)(dai)不計(ji)入(ru)密封面。
c. 從終端焊點(dian)到前一個焊點(dian)的(de)距(ju)離不應大于(yu)35mm,帶定(ding)位(wei)環型的(de)纏繞墊片終端點(dian)焊后再加繞3~4圈(quan)松馳的(de)預制金屬帶,可用(yong)來將墊片卡在定(ding)位(wei)環中。
d. 內(nei)環(huan)、定位環(huan)可由整板沖制(zhi)、車制(zhi),或(huo)經拼焊、圍(wei)焊后車制(zhi)等工藝制(zhi)成,環(huan)面應平(ping)整,其(qi)平(ping)面度誤差應小于1%;環(huan)槽或(huo)倒角與(yu)內(nei)外圓應同心,與(yu)兩端(duan)面應對(dui)稱。
e. 帶內環(huan)的墊片可直接在內環(huan)外圓上纏繞制成(cheng),亦可用專門(men)的機具(ju)將(jiang)內環(huan)與密(mi)封(feng)元件(jian)緊(jin)密(mi)固(gu)定。
f. 定(ding)位(wei)環與密(mi)封元件之間應(ying)有適當的裝(zhuang)配(pei)間隙,但應(ying)保證(zheng)墊(dian)片在(zai)正常使(shi)用時不至于使(shi)定(ding)位(wei)環脫落(luo)。
g. 密封(feng)元件纏(chan)制后,其(qi)密封(feng)面(mian)不(bu)允許再進行任何機(ji)械加工或(huo)預(yu)壓處理。
3. 尺寸測量(liang)范圍及尺寸極限(xian)偏差
a. 纏繞(rao)式墊片的尺(chi)寸(cun)測量范(fan)圍見圖13-10.
b. 密封元件和內環、定位環的內外徑尺寸極限偏差見表13-15,厚度極限偏差見表13-16.
c. 大直徑法蘭(lan)用纏(chan)繞式墊(dian)片尺寸極限偏差見表13-17.
4. 外觀質量
密(mi)封元件(jian)的表面不(bu)(bu)允許有影響(xiang)密(mi)封性能的徑向貫通的劃痕、空(kong)隙、凹(ao)凸不(bu)(bu)平(ping)及銹(xiu)斑(ban)等缺陷。
墊片表面(mian)的(de)填充帶應均勻(yun),并適當高出(chu)金(jin)屬帶;層間紋理清晰,不應顯露金(jin)屬帶。
焊點(dian)(dian)應在金屬(shu)帶“V”形截面(mian)的(de)對稱面(mian)上,焊點(dian)(dian)間距離應均勻(yun),不(bu)應有未熔(rong)合和過熔(rong)等缺陷。
內環(huan)和定(ding)(ding)位(wei)環(huan)表(biao)面不應(ying)有(you)毛刺(ci)、凹凸不平(ping)、銹(xiu)斑(ban)等缺陷(xian);密(mi)封元(yuan)件的(de)上下(xia)密(mi)封面應(ying)在內環(huan)和/或(huo)定(ding)(ding)位(wei)環(huan)上下(xia)表(biao)面的(de)居中位(wei)置;內環(huan)與密(mi)封元(yuan)件間應(ying)緊密(mi)固(gu)定(ding)(ding),不允許松(song)動;定(ding)(ding)位(wei)環(huan)與密(mi)封元(yuan)件允許在圓周方向(xiang)相(xiang)對滑動。
5. 性能
a. 墊片壓縮、回彈性能的試驗條件和指標見表13-18.
b. 墊片氮氣密封性能的試驗條件和指標見表13-19,墊片泄漏率應不大于1.0×10-3cm3/s.
c. 墊片水(shui)壓(ya)密封(feng)性能的試(shi)驗結果應為:試(shi)樣外緣在保壓(ya)時向(xiang)內無水(shui)珠出(chu)現、無脫焊及明(ming)顯變形。
四、纏繞式墊片的(de)選擇、注意事項及使用方法
1. 墊片的選擇(ze)
墊(dian)片的結構型式與法蘭密封面的型式應匹(pi)配。
a. 基本型墊片適用于榫(sun)槽面法(fa)蘭,如圖13-11所示。
b. 內環(huan)型墊(dian)片(pian)適用于(yu)凹(ao)凸面法(fa)蘭,如圖13-12所示(shi)。
c. 定位環型(xing)墊片(pian)適(shi)用于平面和突面法蘭,如(ru)圖(tu)13-13所示。
d. 內環和定位環型墊片適用于平面和突面法蘭,如圖13-14所示。
2. 注意事項
a. 纏(chan)繞(rao)(rao)式(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)元(yuan)件(jian)(即(ji)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)本體或(huo)基(ji)本型墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian))的(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du)應比非金屬軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du)小。在制作用(yong)于(yu)凹(ao)凸面(mian)、平面(mian)和凸面(mian)法蘭的(de)(de)(de)(de)(de)纏(chan)繞(rao)(rao)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)時,不能隨(sui)便(bian)用(yong)非金屬軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du)尺寸來(lai)代替(ti)纏(chan)繞(rao)(rao)式(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)密(mi)封(feng)(feng)元(yuan)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du)尺寸。因(yin)為(wei)纏(chan)繞(rao)(rao)式(shi)(shi)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)是半金屬墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian),標準規格墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)緊(jin)應力(li)在70MPa左右時才達到合理的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)變形(xing),從(cong)而產生良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)效(xiao)果(guo)(guo)。如(ru)果(guo)(guo)隨(sui)意加(jia)大墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)本體密(mi)封(feng)(feng)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬(kuan)(kuan)度(du),勢必(bi)造(zao)成壓(ya)緊(jin)力(li)降低,墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)肯定不能達到標準的(de)(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)變形(xing)量,因(yin)而不能產生良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)。如(ru)果(guo)(guo)超(chao)范圍地加(jia)大壓(ya)緊(jin)力(li),又必(bi)然會(hui)使法蘭和螺(luo)栓產生大量變形(xing),結果(guo)(guo)會(hui)導致泄漏。
b. 基本型墊片(pian)最好不(bu)要(yao)用(yong)于凹凸面(mian)法蘭。這是(shi)因(yin)為基本型墊片(pian)在法蘭軸(zhou)向壓緊力的作用(yong)下,墊片(pian)內圈的焊(han)點容(rong)易(yi)開焊(han),這樣不(bu)但會引起泄漏,而且墊片(pian)軟填料散落會污(wu)染物料和堵塞管道。
c. 在高溫、深冷(leng)或冷(leng)熱頻繁交(jiao)變(bian)、振(zhen)動較大、強腐蝕(shi)介質等惡(e)劣條件下,用于平面和凸面法(fa)蘭的墊(dian)片最好(hao)加裝(zhuang)合(he)理材料的內環。
d. 絕不能用低性能材質墊片取代高性能材質墊片。比如,大型石油化工裂解裝置的廢熱鍋爐入口,有的操作溫度達到798℃,因而墊片的金屬帶和內環必須選用不低于06Cr25Ni20的材料,而不能用06Cr18Ni11Ti替代,定位環材料可用06Cr18Ni11Ti,但不可用06Cr19Ni10,因為可能產生高溫蠕變。
3. 使用方(fang)法
a. 擰緊(jin)螺栓(shuan)時(shi),要使墊片均勻受力,對稱把緊(jin)。
b. 選擇(ze)合理的(de)(de)墊(dian)片(pian)壓縮量,一般以(yi)0.6~1.2mm為宜。壓縮量過(guo)大,會降(jiang)低墊(dian)片(pian)的(de)(de)回彈(dan)率,使(shi)墊(dian)片(pian)失去像彈(dan)簧(huang)似(si)的(de)(de)容易吸收(shou)振動的(de)(de)特性。
c. DN500以(yi)上的(de)管(guan)道(dao)墊片安裝,可采取短管(guan)法蘭平(ping)面裝配,而后(hou)再(zai)對接管(guan)道(dao)的(de)方法。
d. 螺栓(shuan)擰緊順(shun)序如(ru)圖(tu)13-15所示(shi)。
五、標(biao)記(ji)及(ji)標(biao)志(zhi)
1. 標記
a. 標記方法如下所(suo)示:
b. 標(biao)記示例:
公(gong)稱尺寸100mm、公(gong)稱壓力4.0MPa的帶內環(huan)(huan)和(he)定(ding)位環(huan)(huan)型(xing)纏(chan)繞(rao)式墊片(pian),定(ding)位環(huan)(huan)材(cai)料(liao)(liao)為(wei)低碳鋼、金屬帶和(he)內環(huan)(huan)材(cai)料(liao)(liao)為(wei)06Cr19Ni9、填充(chong)帶材(cai)料(liao)(liao)為(wei)柔性石墨,應標(biao)記為(wei):
纏繞墊 D 1222 DN100-PN40 GB/T 4622.2
2. 標志(zhi)
a. 標志方法(fa)
除基本型纏(chan)繞式墊片(pian)應用標(biao)簽標(biao)志(zhi)外(wai),其他(ta)形式纏(chan)繞式墊片(pian)應在定位環(huan)(或內環(huan))上作(zuo)永久(jiu)性標(biao)志(zhi),標(biao)志(zhi)的高度尺寸至少為(wei)2.5mm.
當用戶有(you)要求(qiu)時,纏繞(rao)式墊(dian)片還應標以(yi)可識別金(jin)屬(shu)帶和填充帶材料的顏色色標。
b. 顏色色標
金屬帶(dai)材料以(yi)定位(wei)環外周(zhou)邊的連續顏色(se)帶(dai)表(biao)示(shi);填(tian)充帶(dai)材料以(yi)定位(wei)環外周(zhou)邊的間(jian)隔色(se)條(tiao)表(biao)示(shi);DN40及以(yi)上規格的纏(chan)繞式(shi)墊(dian)(dian)片以(yi)四條(tiao)間(jian)隔90°的色(se)條(tiao)表(biao)示(shi),小于DN40的纏(chan)繞式(shi)墊(dian)(dian)片用對稱兩條(tiao)色(se)條(tiao)表(biao)示(shi)。所用顏色(se)可按表(biao)13-20的規定或按用戶(hu)要求而定。
①. 為防(fang)止(zhi)不同(tong)材料制成(cheng)的相同(tong)型式墊片之(zhi)間產生混淆,鼓勵供(gong)需雙方共同(tong)確定一種合(he)適的顏色代碼(ma)。
②. 這(zhe)些(xie)(xie)材料(liao)只是由特定供(gong)應商(shang)提供(gong)的(de)產(chan)品(pin)的(de)商(shang)品(pin)名。給出這(zhe)些(xie)(xie)信息是為了方便本部(bu)分的(de)使(shi)用者,并不表示對這(zhe)些(xie)(xie)產(chan)品(pin)的(de)認可。如果(guo)其他等(deng)效(xiao)產(chan)品(pin)具有相同(tong)的(de)效(xiao)果(guo),則可使(shi)用等(deng)效(xiao)產(chan)品(pin)。