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(xing)式與代(dai)號
1. 型式
a. 纏(chan)繞式墊分為以下四種型(xing)式:基本型(xing)(見圖13-1)、帶(dai)內環型(xing)(見圖13-2)、帶(dai)定(ding)位環型(xing)(見圖13-3)、帶(dai)內環和(he)定(ding)位環型(xing)(見圖13-4)。
b. 纏繞式墊(dian)片的典型結構如圖13-5所示。
c. 與墊(dian)片(pian)(pian)(pian)型(xing)式相配合的(de)法蘭(lan)按(an)以下規(gui)定(ding):基(ji)本型(xing)的(de)墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應選用(yong)榫槽(cao)面(mian)法蘭(lan),帶內環(huan)型(xing)的(de)墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應選用(yong)凹凸(tu)面(mian)法蘭(lan),帶定(ding)位環(huan)型(xing)的(de)墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應選用(yong)突(tu)面(mian)或全(quan)平(ping)面(mian)法蘭(lan),帶內環(huan)和定(ding)位環(huan)型(xing)的(de)墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應優先選用(yong)突(tu)面(mian)和全(quan)平(ping)面(mian)法蘭(lan)。
標準的(de)使(shi)用者需(xu)考慮到不(bu)帶(dai)內環內徑處又無約束的(de)狀況下,纏繞式墊(dian)片可能會發生徑向屈曲而(er)影響正(zheng)常使(shi)用的(de)風險。
2. 代號(hao)
a. 纏繞式墊片型式的代號見表(biao)13-1.
b. 纏(chan)繞(rao)式墊片用材料(liao)的(de)代號見(jian)表13-2.
二(er)、尺寸
1. 公稱壓力用 PN 標記的(de)法蘭用墊片
a. 榫槽(cao)面法蘭用基本纏(chan)繞式墊片的(de)尺寸見圖 13-6和表(biao)13-3。
b. 凹(ao)凸面法蘭用帶內環纏(chan)繞式墊片的尺(chi)寸見圖 13-7和(he)表13-4。
c. 全(quan)平面(mian)和(he)凸面(mian)法蘭用(yong)定(ding)位環纏繞式墊片的尺(chi)寸見圖(tu)13-8和(he)表13-5。
d. 全平面和凸面法蘭用帶內(nei)環和定位環纏繞式墊片的尺寸見(jian)圖13-9 和表13-6。
2. 公稱壓力(li)用 Class 標記的法蘭用墊片(pian)
a. 榫(sun)槽(cao)面法蘭用基本纏繞式墊片(pian)的尺寸(cun)見圖 13-6和表13-7。
b. 凹凸面法(fa)蘭用帶內環型纏繞式(shi)墊片尺寸見圖(tu) 13-7 和(he)表13-8。
c. 全(quan)平面(mian)和突面(mian)法(fa)蘭用帶定位環型纏繞式(shi)墊片尺寸見圖(tu)13-8和表13-9.
d. 全平面和突面法(fa)蘭用(yong)帶(dai)內環和定位環型纏繞(rao)式墊片尺寸(cun)見圖13-9和表13-10.
3. 公稱壓力用Class標記的大直徑法(fa)蘭用墊片
a. 公(gong)稱壓力(li)用Class標記的A系(xi)列大直徑法蘭用纏繞式墊(dian)片(pian)尺寸(cun)見(jian)圖(tu)13-8、圖(tu)13-9及(ji)表13-11.
b. 公稱壓力用(yong)Class標記(ji)的B系列大(da)直(zhi)徑法蘭用(yong)纏繞式墊片尺(chi)寸見圖13-8、圖13-9及表13-12。
三、技術要(yao)求
1. 材料
a. 金(jin)屬帶
對(dui)金屬帶(dai)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(chong)帶(dai)
對填充(chong)帶的要求如下(xia):
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)注意的是:根(gen)據法律要求(qiu),含有石棉(mian)成(cheng)分(fen)的材料在處理(li)時應(ying)采(cai)取(qu)防范措施,確(que)對人體健康不構(gou)成(cheng)危害(hai)。
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(huan)和(he)定位環(huan)
除供需雙方另有協議外(wai),內環(huan)材(cai)料(liao)(liao)的耐蝕性應等于或優于金(jin)屬(shu)帶(dai),內環(huan)、定(ding)位環(huan)如果使用碳鋼(gang)材(cai)料(liao)(liao),則(ze)應采用噴(pen)塑、金(jin)屬(shu)鍍層或其(qi)他(ta)涂層處理,以防大氣腐蝕。內環(huan)、定(ding)位環(huan)的材(cai)質(zhi)應符合GB/T 912-2008《碳素結構(gou)鋼(gang)和低(di)合金(jin)結構(gou)鋼(gang)熱(re)軋(ya)薄(bo)鋼(gang)板(ban)及(ji)鋼(gang)帶(dai)》、GB/T 11253-2007《碳素結構(gou)鋼(gang)冷(leng)(leng)軋(ya)薄(bo)鋼(gang)板(ban)及(ji)鋼(gang)帶(dai)》、GB/T 3280-2007《不銹(xiu)鋼(gang)冷(leng)(leng)軋(ya)鋼(gang)板(ban)和鋼(gang)帶(dai)》或相關標準的規定(ding)。
2. 工藝要求(qiu)
a. 纏繞式墊(dian)片由預成(cheng)型的金(jin)屬(shu)帶(dai)和扁平填(tian)(tian)充(chong)帶(dai)交錯疊(die)制(zhi)而成(cheng)(按(an)圈數計(ji)數環繞層(ceng)),金(jin)屬(shu)帶(dai)和填(tian)(tian)充(chong)帶(dai)應(ying)緊(jin)密貼合,層(ceng)次(ci)均(jun)勻,無折皺、空(kong)隙等現(xian)象。對制(zhi)成(cheng)的墊(dian)片,填(tian)(tian)充(chong)帶(dai)與金(jin)屬(shu)帶(dai)在兩個端面上應(ying)均(jun)勻,填(tian)(tian)充(chong)帶(dai)應(ying)適(shi)當高出金(jin)屬(shu)帶(dai),層(ceng)間紋理清晰,不應(ying)顯露金(jin)屬(shu)帶(dai)。
b. 內纏繞層至少(shao)應(ying)有(you)三層沒有(you)填(tian)充(chong)物(wu)(wu)的(de)預制金屬(shu)帶(dai)。開始兩層應(ying)沿圓周最(zui)少(shao)點焊(han)3處,最(zui)大間距為(wei)75mm.外纏繞帶(dai)層亦最(zui)少(shao)應(ying)有(you)三層沒有(you)填(tian)充(chong)物(wu)(wu)的(de)預制金屬(shu)帶(dai)。沿圓周最(zui)少(shao)點焊(han)3處,最(zui)后點焊(han)為(wei)終端點焊(han)。沒有(you)填(tian)充(chong)物(wu)(wu)的(de)金屬(shu)帶(dai)不(bu)計入密封面。
c. 從終端焊點到前一個焊點的(de)距離不(bu)應大于35mm,帶定位(wei)環型(xing)的(de)纏繞墊(dian)片(pian)終端點焊后再加(jia)繞3~4圈(quan)松(song)馳的(de)預(yu)制金屬帶,可用來將墊(dian)片(pian)卡在定位(wei)環中。
d. 內環、定位環可由整板沖制、車制,或(huo)經拼焊(han)(han)、圍焊(han)(han)后車制等工藝(yi)制成,環面(mian)應平(ping)整,其平(ping)面(mian)度誤(wu)差(cha)應小(xiao)于(yu)1%;環槽或(huo)倒角與內外圓應同心,與兩端面(mian)應對稱。
e. 帶(dai)內(nei)(nei)環的(de)墊(dian)片(pian)可直接在(zai)內(nei)(nei)環外圓(yuan)上纏繞制成,亦可用(yong)專(zhuan)門(men)的(de)機具將內(nei)(nei)環與密(mi)封元(yuan)件(jian)緊密(mi)固定(ding)。
f. 定(ding)位環與密封元件之間應有適當的裝配間隙,但應保證墊(dian)片(pian)在正常(chang)使用時(shi)不至(zhi)于(yu)使定(ding)位環脫落。
g. 密封元件纏制后,其密封面不(bu)允許再進(jin)行任何機械加工或預壓處理。
3. 尺(chi)寸測量范圍及尺(chi)寸極限偏差
a. 纏(chan)繞式墊片(pian)的尺寸測量范圍見圖13-10.
b. 密封元件(jian)和內(nei)環、定位環的內(nei)外徑(jing)尺寸極限偏(pian)差(cha)見表13-15,厚度極限偏(pian)差(cha)見表13-16.
c. 大(da)直徑法蘭(lan)用纏繞式墊片尺寸極限偏(pian)差見表(biao)13-17.
4. 外觀(guan)質量
密封(feng)元件的(de)表面不允許(xu)有(you)影響密封(feng)性(xing)能的(de)徑(jing)向貫通的(de)劃痕、空隙、凹凸不平及銹斑等(deng)缺(que)陷。
墊片表面的填充帶(dai)應均勻,并適當(dang)高出金屬帶(dai);層間紋(wen)理清(qing)晰,不應顯露金屬帶(dai)。
焊(han)點應(ying)在(zai)金屬帶“V”形截面(mian)的對(dui)稱(cheng)面(mian)上,焊(han)點間距離應(ying)均(jun)勻,不(bu)應(ying)有未熔(rong)合和(he)過熔(rong)等缺陷。
內(nei)環和定位環表面不(bu)應(ying)有毛刺、凹(ao)凸不(bu)平(ping)、銹斑等(deng)缺陷(xian);密封元件(jian)的上下密封面應(ying)在內(nei)環和/或定位環上下表面的居中位置;內(nei)環與(yu)密封元件(jian)間應(ying)緊密固定,不(bu)允許(xu)(xu)松動;定位環與(yu)密封元件(jian)允許(xu)(xu)在圓周方向(xiang)相對滑動。
5. 性能
a. 墊片壓縮、回彈性能的試驗條件(jian)和(he)指(zhi)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)壓密封(feng)性能(neng)的(de)試驗結果(guo)應為(wei):試樣(yang)外緣(yuan)在保壓時向內無(wu)(wu)水(shui)珠出現、無(wu)(wu)脫焊及明顯變形。
四、纏(chan)繞式墊片的選(xuan)擇、注意事項及使用方(fang)法(fa)
1. 墊(dian)片的選擇
墊(dian)片的(de)結構型(xing)式(shi)與法蘭密封面的(de)型(xing)式(shi)應匹(pi)配(pei)。
a. 基本型墊片適用于榫槽面法蘭(lan),如圖13-11所(suo)示(shi)。
b. 內(nei)環型墊片適(shi)用(yong)于凹(ao)凸面法蘭,如圖13-12所示(shi)。
c. 定(ding)位(wei)環型墊片適用于平(ping)面和突面法蘭,如圖13-13所示。
d. 內環(huan)和定位環(huan)型(xing)墊片適用于平面(mian)和突(tu)面(mian)法蘭,如圖13-14所示。
2. 注(zhu)意事(shi)項
a. 纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)密封(feng)元(yuan)件(即墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)本體或基本型墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian))的(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)應(ying)比非(fei)金(jin)(jin)屬軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)小。在制作用(yong)于凹凸(tu)面(mian)、平面(mian)和(he)凸(tu)面(mian)法蘭的(de)(de)纏繞墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)時,不(bu)能(neng)隨便用(yong)非(fei)金(jin)(jin)屬軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)尺寸(cun)來代替纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)密封(feng)元(yuan)件的(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du)尺寸(cun)。因為纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)是(shi)半金(jin)(jin)屬墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian),標(biao)準規格墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)的(de)(de)壓(ya)(ya)緊應(ying)力在70MPa左右時才(cai)達到合理的(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)變形,從(cong)而(er)產生良(liang)好的(de)(de)密封(feng)效果(guo)。如果(guo)隨意加大(da)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)本體密封(feng)面(mian)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)(kuan)度(du)(du),勢必造成壓(ya)(ya)緊力降低,墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)(pian)(pian)肯定不(bu)能(neng)達到標(biao)準的(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)變形量,因而(er)不(bu)能(neng)產生良(liang)好的(de)(de)密封(feng)。如果(guo)超(chao)范圍(wei)地加大(da)壓(ya)(ya)緊力,又必然(ran)會使(shi)法蘭和(he)螺栓產生大(da)量變形,結(jie)果(guo)會導致泄漏。
b. 基本(ben)型墊(dian)片(pian)最好不要用于凹凸面法蘭。這是因(yin)為基本(ben)型墊(dian)片(pian)在法蘭軸向壓緊力的作(zuo)用下,墊(dian)片(pian)內圈(quan)的焊點容(rong)易開焊,這樣不但會引(yin)起泄(xie)漏,而且墊(dian)片(pian)軟(ruan)填(tian)料散落會污染物料和(he)堵塞管道(dao)。
c. 在高溫(wen)、深(shen)冷或冷熱頻繁交變、振(zhen)動(dong)較(jiao)大(da)、強腐蝕(shi)介質等惡劣條(tiao)件下(xia),用于平(ping)面和凸面法蘭的(de)墊片(pian)最好加裝合理材料(liao)的(de)內環(huan)。
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. 使用方法
a. 擰緊螺(luo)栓時,要使墊片均勻受力,對稱把緊。
b. 選擇合理的(de)墊(dian)片壓縮量,一般以0.6~1.2mm為宜(yi)。壓縮量過大,會降低墊(dian)片的(de)回彈(dan)率,使墊(dian)片失去(qu)像彈(dan)簧(huang)似的(de)容(rong)易吸(xi)收振動的(de)特(te)性。
c. DN500以上的(de)(de)管(guan)道(dao)墊片安(an)裝(zhuang),可采取短管(guan)法蘭平(ping)面(mian)裝(zhuang)配,而(er)后再對(dui)接(jie)管(guan)道(dao)的(de)(de)方(fang)法。
d. 螺栓擰(ning)緊順序(xu)如圖13-15所示(shi)。
五、標記(ji)及標志
1. 標記
a. 標(biao)記方法如下所示:
b. 標記示例(li):
公(gong)稱尺寸100mm、公(gong)稱壓力4.0MPa的帶內(nei)環(huan)和定位(wei)環(huan)型纏繞式(shi)墊片,定位(wei)環(huan)材料(liao)為低碳鋼(gang)、金屬帶和內(nei)環(huan)材料(liao)為06Cr19Ni9、填充(chong)帶材料(liao)為柔性石墨,應標記為:
纏繞(rao)墊 D 1222 DN100-PN40 GB/T 4622.2
2. 標志
a. 標志方法
除基本(ben)型纏繞式墊片應用標(biao)簽標(biao)志外,其(qi)他形式纏繞式墊片應在(zai)定位環(huan)(huan)(或(huo)內(nei)環(huan)(huan))上作永久(jiu)性標(biao)志,標(biao)志的(de)高度(du)尺寸至少為2.5mm.
當用戶有要(yao)求時,纏繞式(shi)墊片還(huan)應標以可識別金屬帶和填充帶材(cai)料的顏色色標。
b. 顏色色標
金屬帶材(cai)料以(yi)(yi)定(ding)位環(huan)外周(zhou)邊(bian)的(de)連續顏色帶表(biao)示(shi);填充(chong)帶材(cai)料以(yi)(yi)定(ding)位環(huan)外周(zhou)邊(bian)的(de)間隔色條(tiao)(tiao)(tiao)表(biao)示(shi);DN40及(ji)以(yi)(yi)上規(gui)格的(de)纏繞式墊片以(yi)(yi)四條(tiao)(tiao)(tiao)間隔90°的(de)色條(tiao)(tiao)(tiao)表(biao)示(shi),小于DN40的(de)纏繞式墊片用(yong)對稱(cheng)兩(liang)條(tiao)(tiao)(tiao)色條(tiao)(tiao)(tiao)表(biao)示(shi)。所用(yong)顏色可按(an)表(biao)13-20的(de)規(gui)定(ding)或按(an)用(yong)戶要(yao)求而定(ding)。
①. 為防止不同(tong)材料制成(cheng)的相(xiang)同(tong)型式墊片之間產生(sheng)混淆,鼓勵供需雙方共同(tong)確(que)定一(yi)種合適的顏色代(dai)碼。
②. 這些材料只是(shi)由特定供(gong)(gong)應商提供(gong)(gong)的產品(pin)(pin)的商品(pin)(pin)名(ming)。給出這些信息是(shi)為了方(fang)便本部分的使(shi)用(yong)者(zhe),并不表示對(dui)這些產品(pin)(pin)的認可(ke)。如果其他等(deng)效(xiao)(xiao)產品(pin)(pin)具有(you)相(xiang)同的效(xiao)(xiao)果,則(ze)可(ke)使(shi)用(yong)等(deng)效(xiao)(xiao)產品(pin)(pin)。