法兰之间一定要垫垫片吗(讲解聚四氟乙烯垫片和密封垫片、法兰垫片的注意事项)

Posted 2023-05-31

篇首语：人生难得几回搏，此时不搏待何时。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了法兰之间一定要垫垫片吗(讲解聚四氟乙烯垫片和密封垫片、法兰垫片的注意事项)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

法兰之间一定要垫垫片吗(讲解聚四氟乙烯垫片和密封垫片、法兰垫片的注意事项)

一、聚四氟乙烯垫片

聚四氟乙烯垫片是以聚四氟乙烯为主要材料。由于聚四氟乙烯本身具有良好的耐腐蚀性能，而且物理性能稳定，因此在钢铁电力、石油化工等行业得到广泛的应用。结合下面说到的石油化工行业的特点及工况，要求使用质量好，化学性能优的聚四氟乙烯垫片或其他等密封产品，从而保证设备安全高效的运行。

首先，化工产品的原料价格较高，任何泄漏都会给用户带来很大的损失。化工产品属于易燃易爆的较多见，因泄漏很可能会造成爆炸、火灾、人员伤亡等不可估量的严重损失。为了能够安全生产，用户对密封件的选择比较慎重，比质量、比品牌、比服务。
其次，石油石化天然气行业中介质多为多种具有不同腐蚀性的液体和气体，例如有芳烃、防锈剂、酸气、钻液、海水、二氧化碳、硫化氢等，而且这些介质往往混合在一起并且具有高温高压的特点，因此要求所使用的聚四氟乙烯垫片等密封产品具有优良的质量和良好的化学性能，从而保证设备安全高效的运行。

再来看下化工行业的工况：

温度：部分高温，多数常温。

介质：浓酸、碱度较高，腐蚀性很强，浆液浓度高，对聚四氟乙烯垫片等密封件的质量要求很高。

压力：部分压力较高，对密封件要求的硬度、弹性、韧性有所不同。

线速度：水泵在2900转/分左右。

聚四氟乙烯垫片适用于温度、压力交变剧烈的密封部位，是管道、阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处的静密封元件。

图一：聚四氟乙烯垫片来源：丹凯

二、密封垫片安装的几个注意事项

密封垫片是解决“跑、冒、滴、漏”的静密封的零件。由于静密封的结构形式很多，故按照这些静密封形式，相应地出现了平面垫、椭圆垫、透镜垫、锥面垫、液体密封垫、O形圈以及各种自密封垫等。垫片的正确安装，应在法兰连接结构或螺纹连接结构、静密封面和垫片经检查无疑，其他阀件完好无损的情况下进行。
1、装垫片前，密封面、垫片、螺纹及螺栓螺母旋转部位涂上一层石墨粉或石墨粉用机油(或水)调合的泣滑剂，垫片、石墨应保持干净。

2、垫片安装在密封面上要逢中、正确，不能偏斜，不能伸入阀腔或搁置台肩上。垫片内径应比密封面内孔大，外径应比密封面外径稍小，这样才能保证垫片受压均匀。

3、安装垫片只允许装一片，不允许在密封面间装两片或多片来消除两密封面间的间隙不足。

4、椭圆垫片的密闭应使垫片内外圈相接触，垫片两端面不得与槽底相接触。

5、O形圈的安装，除圈和槽应符合设计要求外，压缩量要适当，金属空心O形圈一般压扁度为10%~40%，橡胶O形圈的压缩变形率，圆柱面上的静密封取13%～20%;平面静密封面取15%~25%。对内压高的，真空上使用压缩变形应高一些。在保证密封的前提下，压缩变形率越小越好，可以延长O 形圈的寿命。

6、垫片在上盖前，阀门应处于开启的位置，以免影响安装和损坏阀件。盖时要对准位置，不得用推拉的办法与垫片接触，以免垫片发生位移和擦伤。调整盖的位置时，应将盖慢慢地提起，再对准轻轻地放下。

7、螺栓连接或螺纹连接的垫片的安装，应使垫片处在水平位置上(螺纹连接的垫片盖，有扳手位置的不得用管子钳)。螺纹拧紧应采用对称、轮流、均匀的操作方法，螺栓应扣满、齐整、无松动。

8、垫片压紧前，应对压力、温度、介质的性质、垫片材料特性了解清楚，确定预紧力。预紧力应保证在试压不漏的情况下，尽量减小(过大的预紧力容易破坏垫片，使垫片失去回弹力)。

9、垫片上紧后，应保证连接件有预紧的间隙，以备垫片泄漏时有预紧的余地。

10、在高温工作时，螺栓会产生高温蠕变，产生应力松弛，变形增大，导致垫片处泄漏，需要热紧。反之，在低温条件下，螺栓会产生收缩，需要冷松。热紧为加压，冷松为泄压，热紧和冷松应在保持工作温度24h后进行。

11、密封面采用液体密封垫片时，其密封面应清理或进行表面处理。平面密封面应研磨后相吻合，涂布胶粘剂应均匀(胶粘剂应与工况条件相适应)，要尽量排出空气，胶层一般为0.1～0.2mm。螺纹处与平面密封面一样，接触两个面都要涂布，旋入时应立式姿态，以利空气的排出。胶液不宜过多，以免溢出点污其他阀件。

12、对螺纹密封采用聚四氟乙烯薄膜生胶带时，应先将薄膜起点用力拉薄，粘在螺纹面上;然后将起点处多余的胶带除掉，使粘在螺纹上的薄膜呈楔形。视螺纹间隙一般缠绕1～3圈，缠绕方向应顺着旋入方向，将终点重合在起点处;慢慢地拉断薄膜成楔形，这样薄膜缠绕的厚度均匀。旋入前，把螺纹端部的薄膜压合一下，以便薄膜随螺纹一起旋入内螺纹中;旋入时要慢，用力要匀;旋紧后不要再动，更要避免回转，否则容易泄漏。

图二：四氟垫片来源：丹凯

三、法兰垫片失效的原因及注意事项

通常情况下，法兰密封垫片的泄漏现象有四种形式：界面泄漏、渗透泄漏、扩散泄漏和破坏泄漏。结合多年的工程施工检修和制造工作经验，笔者认为密封失效的原因主要有以下几方面：压紧力分布不均匀、应力松弛、密封面表面粗糙度不合适及温度变化。

第一种：压紧力分布不均匀

压紧力分布不均匀会造成法兰密封垫片产生间隙，从而形成泄漏。压紧力的不均匀是由多方面因素造成的。

1、是人为因素，施工时不对称预紧螺栓，容易造成不均匀，这个因素可以在施工中消除;

2、其次是法兰错位对压紧力有影响，理论上法兰压紧时，密封面是绝对平行的，实际上，管道中心线不可能绝对同心，因而拧紧螺栓时对法兰产生弯矩，使法兰受力不均匀，这种不匀称的联接，使密封面或多或少地发生变形，使密封压紧力减小，在运行载荷下，容易产生泄漏，解决对策是掌握法兰变形规律，均匀压紧力，并在密封垫上增涂密封胶，消除间隙，可以消除泄漏;

3、还有，螺栓排列密度对压力分布影响也较明显，螺栓间距越小，压力越趋均匀。

图三：四氟垫片来源：丹凯

第二种：应力松弛与扭矩损失

应力松弛与扭矩损失也是造成泄漏的主要原因。螺栓在法兰上拧紧后，由于机构的振动、温度的升高或下降等因素的影响，工作过程中垫片将发生应力松弛现象，螺栓扭矩也随之逐渐下降，产生扭矩损失，导致泄漏。一般来说，螺栓越长，残存的扭矩越大，直径越小，对防止扭矩损失越有利，因此，用长而细的螺栓，是防止扭矩损失的一个有效办法。此外，温度变化越大，持续时间越长，扭矩损失越严重。把螺栓加热一定时间使其伸长，再保持给定的扭矩，对防止扭矩损失很有效。垫片越薄，扭矩损失越小。另外防止机器和管道本身强烈振动，以及排除邻近设备振动的影响、无谓的撞击密封面、不敲打紧固后的螺栓等，都可以防止扭矩损失。

第三种：密封面表面粗糙度

密封面表面粗糙度应与密封面的形式相一致，如RF密封面形式，R a3.2～6.3μm，表面粗糙度值过高会影响密封效果。（相关阅读：法兰情况对垫片选择的影响）必须得控制好法兰表面的缺陷程度才能够实现成功的密封，大的刻痕、凹槽、或者擦伤等表面缺陷都是必须避免的。必须使用更大的压紧力才能使其密封住。

第四种：温度变化

温度的降低对密封效果也有较大影响。管线在常温下安装，管线升温时膨胀压紧;温度下降时，管线收缩。法兰连接处的泄漏经常发生在温度下降(冷却)过程，因为冷却时法兰和螺栓的冷却速度不一样，冷却后垫片的压紧力发生变化，出现应力松弛，加之管道的冷收缩，产生朝螺栓拉伸方向的力，此力会促使泄漏产生，所以在低温介质场合选择垫片时，

应注意：采用低温下有弹性的法兰密封垫片。法兰密封垫片厚度应尽可能小，法兰间隙尽可能小。采用高强度螺栓，减小应变。

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