高温高压不锈钢金属缠绕垫
随着石墨金属缠绕垫片的广泛使用,逐渐替代了一些性能不高的密封垫片。下面说一下石墨金属缠绕垫片与钢圈垫片、石棉金属缠绕垫片、金属包石棉垫片、石棉橡胶板垫片的比较优势。
㈠石墨金属缠绕垫片与钢圈的比较
①垫片压紧力:前者小比压力为40mpa,只要较小压紧力即可达到密封(螺栓小);后者小比压力为183mpa,要求压紧力大(螺栓大)。
②加给法兰的应力:前者小,后者大,且密封槽底易产生裂纹。③复原力(回弹性):前者有,毋须再紧螺栓;后者几乎无,故在热循环场合需再紧螺栓。
④对法兰表面的要求:前者对微小伤痕敏感性小,对密封面形状要求简单且制造容易,一般精度即可,粗糙度r=12.5~6.3μm(▽3~▽4),硬度差无要求,而钢圈对微小伤痕很敏感,表面形状较复杂且制作较困难,精度要求高,粗糙度为r=1.6μm(▽6),硬度差为hb20~30。维修;前者容易,钢圈则较难,且需工具。
⑥异材法兰连接;前者无泄漏担心,后者因有线胀系数差而引起泄漏担心。⑥垫片制造与价格:前者容易且较便宜,而钢圈较难且贵。⑦配管与开口接管的分离`前者容易,后者较难且必须将法兰抬起。
⑧使用寿命:前者短,拆开后就得更新,后者长,可多次使用。
㈡石墨金属缠绕垫片与石棉金属缠绕垫片的比较
①对人体危害:前者无,后者为致癌物质,美国等已禁用。
②耐温性:前者-200~870℃,后者-40~500℃,但实际使用中当>400℃时便因急剧脱水而失弹失效。
③填充材料的耐酸性:前者除王水等外能耐一般酸、碱、盐及溶剂等腐蚀;后者因石棉纸内含有橡胶等粘结剂,耐蚀有限。
④泄漏率:前者<1x10-4g/s;后者<1x10-3g/s。⑤填充材料的烧失量(500℃时)和老化:前者<1%,无老化;后者<25%,橡胶等粘结剂易老化。渗透性:前者很低,后者较高,且因石棉的毛细管作用对油类渗漏严重。⑦m值:前者为2,后者为3。 ⑧垫片压紧力:前者为40mpa,后者为70mpa。⑨复原力:前者良好,后者虽亦好,但比前者稍差。 ⑩对法兰表面要求:前者表面为一般要求,表面粗糙度r=12.5μm(▽3),对轻微划痕或水线沟槽也无妨;后者要求表面粗糙度r。必须在6.3μm以上。
金属缠绕垫片选购事项
1、根据工况条件、法兰密封面型式选择垫片。
2、选用质量管理体系健全且有效运行的生产企业的产品,选用持有特种设备(压力管道元件)制造许可证书及有效型式试验报告的企业的产品。
3、压缩率、回弹率和密封性能是密封垫片的重要性能指标,一般来说,在满足压缩率要求的前提下,回弹率越高越好;而在满足回弹率标准要求的前提下,压缩率的测试值也是大些为好。应选择密封性能好、压缩率适度且回弹率尽可能大的产品。
4、垫片主体表面不允许有影响密封性能的伤痕、空隙、凹凸不平及锈斑缺陷。垫片主体表面非金属带应均匀、适当的高出金属带,层间纹理应清晰,但不可显露金属带。金属缠绕垫片的焊点间距应均匀,不应有未熔合或过熔等缺陷。加强环表面不应有毛刺、凹凸不平、锈斑等缺陷,垫片主体的上下密封面与加强环上下表面的间距应相等内加强环与垫片主体间应紧密固定,不能松动;外加强环与垫片主体间应保持定位并可适当松动。金属缠绕垫片的应力松弛是产生泄漏的重要因素之一,应力松弛越大,其金属缠绕垫片的残余应力越小,如果残余应力小到不能保持金属缠绕垫片的密封性能,就造成泄漏。对某一特定材料的垫片,其应力松弛有一定规律,应力松弛与预紧力大小、温度、操作时间等工况密切相关,根据非有色金属填料的不同,分别选择温度为:200℃, 300℃,在应力实验装置上按gb/t12621-90和gb4622.3-93进行实验。
实验步骤:
(1)、将实验金属缠绕垫片同心放置于上、下法兰面间,通过应变螺栓底部的调节螺钉将千分表调零。
(2)、用加力杆旋紧加载螺母,压紧实样使之达到规定的预紧应力72mpa, 5min后若发现应力下降,再次旋紧到初始值,并记录千分表读数。
(3)、接通电加热器,15min升至实验温度并调节温控仪,使温度波动小于1.5%。
(4)、保持实验温度8h,记录千分表读数。
(5)、在实验温度下,将螺栓卸载并记录卸载后的千分表读数。