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(yi)、型式與代號
1. 型式
a. 纏繞式(shi)(shi)墊分為以下四種(zhong)型(xing)式(shi)(shi):基本型(xing)(見(jian)圖13-1)、帶(dai)內(nei)環(huan)型(xing)(見(jian)圖13-2)、帶(dai)定位環(huan)型(xing)(見(jian)圖13-3)、帶(dai)內(nei)環(huan)和定位環(huan)型(xing)(見(jian)圖13-4)。
b. 纏繞式墊片(pian)的典型結構如圖13-5所示。
c. 與墊(dian)(dian)片(pian)型(xing)式相配合的法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)(lan)按以下(xia)規定(ding):基(ji)本(ben)型(xing)的墊(dian)(dian)片(pian)應(ying)選(xuan)(xuan)用榫(sun)槽面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)(lan),帶(dai)(dai)內(nei)環(huan)型(xing)的墊(dian)(dian)片(pian)應(ying)選(xuan)(xuan)用凹凸面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)(lan),帶(dai)(dai)定(ding)位環(huan)型(xing)的墊(dian)(dian)片(pian)應(ying)選(xuan)(xuan)用突面(mian)(mian)(mian)或全(quan)平面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)(lan),帶(dai)(dai)內(nei)環(huan)和定(ding)位環(huan)型(xing)的墊(dian)(dian)片(pian)應(ying)優先(xian)選(xuan)(xuan)用突面(mian)(mian)(mian)和全(quan)平面(mian)(mian)(mian)法(fa)(fa)蘭(lan)(lan)(lan)。
標準(zhun)的使(shi)用(yong)者需考慮(lv)到(dao)不帶內(nei)環(huan)內(nei)徑處(chu)又無約(yue)束的狀況下,纏繞式墊片可能會發生徑向(xiang)屈曲而(er)影響正常使(shi)用(yong)的風險。
2. 代號
a. 纏繞式(shi)墊片(pian)型式(shi)的代號(hao)見表(biao)13-1.
b. 纏繞式墊片(pian)用材料的代號見表13-2.
二、尺寸
1. 公(gong)稱(cheng)壓力用 PN 標記的法蘭用墊片
a. 榫槽面法蘭(lan)用基本(ben)纏繞式墊片的尺寸見圖 13-6和表(biao)13-3。
b. 凹凸面法蘭用帶內(nei)環纏繞式墊片的(de)尺寸(cun)見圖 13-7和表13-4。
c. 全(quan)平(ping)面和凸面法蘭用定(ding)位環纏(chan)繞式墊片(pian)的(de)尺寸見圖13-8和表13-5。
d. 全平面(mian)和凸面(mian)法蘭用帶內環和定位環纏繞式墊片的尺寸見圖13-9 和表13-6。
2. 公稱壓力用 Class 標記(ji)的法蘭用墊(dian)片
a. 榫槽面法蘭(lan)用基本纏繞式(shi)墊片的(de)尺寸(cun)見圖(tu) 13-6和表13-7。
b. 凹凸面法(fa)蘭用(yong)帶內環型纏繞(rao)式墊片尺寸見圖 13-7 和表13-8。
c. 全平面和(he)突(tu)面法蘭用帶定位環型纏繞式墊片尺寸見圖13-8和(he)表(biao)13-9.
d. 全平(ping)面和突面法蘭用帶(dai)內環(huan)和定位環(huan)型(xing)纏繞式墊片尺(chi)寸見圖13-9和表13-10.
3. 公稱壓力用Class標(biao)記的大(da)直徑法蘭用墊片
a. 公稱壓力用Class標記的A系(xi)列大直徑(jing)法(fa)蘭用纏(chan)繞式墊片尺寸見圖(tu)13-8、圖(tu)13-9及表13-11.
b. 公稱壓(ya)力用Class標記的B系列大直(zhi)徑法蘭用纏繞(rao)式墊片尺寸見圖13-8、圖13-9及表13-12。
三(san)、技術要求
1. 材(cai)料
a. 金屬帶(dai)
對金屬帶的要求如下(xia):
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(tian)充帶(dai)的(de)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。
值得注意的(de)(de)是(shi):根據(ju)法律要(yao)求,含有石(shi)棉成分的(de)(de)材料在處(chu)理時(shi)應采(cai)取防范(fan)措施,確對人(ren)體健康不構成危害。
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. 內環(huan)和(he)定位環(huan)
除(chu)供需雙方(fang)另有協議外,內環(huan)(huan)材(cai)料(liao)的耐(nai)蝕性(xing)應等于(yu)或優于(yu)金屬帶,內環(huan)(huan)、定位環(huan)(huan)如果(guo)使用碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)材(cai)料(liao),則應采用噴塑、金屬鍍層或其他涂層處理,以防大氣腐蝕。內環(huan)(huan)、定位環(huan)(huan)的材(cai)質應符合GB/T 912-2008《碳素(su)結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)和低(di)合金結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)熱軋薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板及鋼(gang)(gang)(gang)(gang)帶》、GB/T 11253-2007《碳素(su)結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)冷軋薄(bo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板及鋼(gang)(gang)(gang)(gang)帶》、GB/T 3280-2007《不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)冷軋鋼(gang)(gang)(gang)(gang)板和鋼(gang)(gang)(gang)(gang)帶》或相關標準(zhun)的規定。
2. 工藝要求
a. 纏繞(rao)式墊片由預成型的(de)金(jin)屬(shu)(shu)帶和扁平填充(chong)帶交(jiao)錯疊制而成(按圈數計數環繞(rao)層),金(jin)屬(shu)(shu)帶和填充(chong)帶應(ying)(ying)緊密貼合(he),層次均勻,無折皺、空隙等現(xian)象。對制成的(de)墊片,填充(chong)帶與金(jin)屬(shu)(shu)帶在(zai)兩個端面(mian)上應(ying)(ying)均勻,填充(chong)帶應(ying)(ying)適當高出金(jin)屬(shu)(shu)帶,層間紋理(li)清晰(xi),不應(ying)(ying)顯露金(jin)屬(shu)(shu)帶。
b. 內(nei)纏繞層至(zhi)少(shao)應(ying)有三層沒(mei)有填充(chong)(chong)(chong)物的預制金屬帶。開始(shi)兩層應(ying)沿圓周(zhou)最(zui)少(shao)點焊(han)3處(chu),最(zui)大間距為75mm.外纏繞帶層亦最(zui)少(shao)應(ying)有三層沒(mei)有填充(chong)(chong)(chong)物的預制金屬帶。沿圓周(zhou)最(zui)少(shao)點焊(han)3處(chu),最(zui)后點焊(han)為終端點焊(han)。沒(mei)有填充(chong)(chong)(chong)物的金屬帶不(bu)計入密封(feng)面(mian)。
c. 從終端(duan)(duan)焊點(dian)到前一個焊點(dian)的(de)距(ju)離(li)不應大于35mm,帶(dai)定(ding)(ding)位環型的(de)纏繞墊片終端(duan)(duan)點(dian)焊后再加繞3~4圈松馳的(de)預制金(jin)屬帶(dai),可(ke)用來將墊片卡在定(ding)(ding)位環中。
d. 內環(huan)(huan)、定位環(huan)(huan)可由整(zheng)板沖制、車(che)制,或(huo)經拼焊(han)、圍焊(han)后車(che)制等工藝制成,環(huan)(huan)面應(ying)(ying)平整(zheng),其平面度(du)誤差應(ying)(ying)小于1%;環(huan)(huan)槽或(huo)倒角與(yu)內外圓應(ying)(ying)同心,與(yu)兩端(duan)面應(ying)(ying)對稱。
e. 帶內(nei)(nei)環的(de)墊片可直接在(zai)內(nei)(nei)環外圓上纏繞制(zhi)成,亦(yi)可用專門的(de)機(ji)具將(jiang)內(nei)(nei)環與密封元件緊密固定。
f. 定(ding)位(wei)環與密封元(yuan)件之間應有適當的裝配間隙,但應保證墊片(pian)在正常使(shi)用時不至(zhi)于使(shi)定(ding)位(wei)環脫落。
g. 密(mi)(mi)封(feng)元件纏制(zhi)后,其密(mi)(mi)封(feng)面不允(yun)許再進(jin)行任何機(ji)械加(jia)工或(huo)預壓處理(li)。
3. 尺(chi)寸測量范圍(wei)及尺(chi)寸極限偏差(cha)
a. 纏繞式墊片的尺(chi)寸測量范圍見(jian)圖13-10.
b. 密封元件和內環(huan)、定位環(huan)的內外(wai)徑尺寸極限偏(pian)差(cha)見表13-15,厚度極限偏(pian)差(cha)見表13-16.
c. 大直(zhi)徑法(fa)蘭用(yong)纏繞(rao)式墊(dian)片尺(chi)寸(cun)極限(xian)偏差見表(biao)13-17.
4. 外觀(guan)質量
密(mi)封元件的(de)表面不允許有影響密(mi)封性能的(de)徑向貫通(tong)的(de)劃痕、空(kong)隙、凹凸(tu)不平(ping)及銹斑等缺陷。
墊片表面的(de)填充帶應(ying)均勻,并適(shi)當高出金屬(shu)帶;層(ceng)間(jian)紋理清晰(xi),不應(ying)顯露金屬(shu)帶。
焊點應在(zai)金(jin)屬帶“V”形截面(mian)的對稱面(mian)上(shang),焊點間距(ju)離應均勻(yun),不應有未熔合和過(guo)熔等缺陷。
內(nei)環(huan)和(he)定位(wei)環(huan)表面不(bu)(bu)(bu)應有毛刺、凹凸(tu)不(bu)(bu)(bu)平、銹斑等(deng)缺陷;密封元件的上(shang)下密封面應在內(nei)環(huan)和(he)/或定位(wei)環(huan)上(shang)下表面的居(ju)中位(wei)置;內(nei)環(huan)與密封元件間應緊密固定,不(bu)(bu)(bu)允許松動(dong);定位(wei)環(huan)與密封元件允許在圓周方向相對滑(hua)動(dong)。
5. 性(xing)能
a. 墊片壓縮、回彈性能的試驗條(tiao)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. 墊片水壓(ya)(ya)密(mi)封性能的試驗結果應為:試樣外緣在(zai)保壓(ya)(ya)時向內無水珠出現(xian)、無脫焊及明顯(xian)變形。
四、纏繞式墊片(pian)的選擇、注意事項及使用方法
1. 墊(dian)片的選擇
墊(dian)片的結構型式(shi)與法(fa)蘭密(mi)封(feng)面的型式(shi)應匹配。
a. 基本型墊片適(shi)用于榫(sun)槽面(mian)法蘭,如圖13-11所(suo)示。
b. 內環型墊片適用于凹凸面(mian)法蘭,如(ru)圖(tu)13-12所示。
c. 定位環型墊片適用于(yu)平面和突面法蘭,如圖13-13所示。
d. 內環(huan)和定(ding)位環(huan)型墊片適用于(yu)平面和突(tu)面法蘭(lan),如圖13-14所示。
2. 注意事項
a. 纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)密封(feng)(feng)元件(即墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)本體或(huo)基本型墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian))的(de)(de)(de)(de)(de)寬度應(ying)(ying)比非金(jin)(jin)屬(shu)軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬度小(xiao)。在(zai)制(zhi)作用(yong)于凹凸(tu)面(mian)(mian)、平面(mian)(mian)和凸(tu)面(mian)(mian)法蘭的(de)(de)(de)(de)(de)纏繞墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)時,不能隨便(bian)用(yong)非金(jin)(jin)屬(shu)軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬度尺寸(cun)來代替纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)密封(feng)(feng)元件的(de)(de)(de)(de)(de)寬度尺寸(cun)。因(yin)為纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)是半(ban)金(jin)(jin)屬(shu)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian),標準規(gui)格墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)(de)(de)壓緊應(ying)(ying)力在(zai)70MPa左右時才(cai)達到合(he)理的(de)(de)(de)(de)(de)壓縮變形(xing)(xing),從而產生(sheng)(sheng)良好的(de)(de)(de)(de)(de)密封(feng)(feng)效(xiao)果(guo)。如果(guo)隨意加(jia)大(da)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)本體密封(feng)(feng)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)寬度,勢必(bi)造成壓緊力降低,墊(dian)(dian)(dian)片(pian)(pian)肯(ken)定(ding)不能達到標準的(de)(de)(de)(de)(de)壓縮變形(xing)(xing)量,因(yin)而不能產生(sheng)(sheng)良好的(de)(de)(de)(de)(de)密封(feng)(feng)。如果(guo)超范(fan)圍地加(jia)大(da)壓緊力,又必(bi)然會使法蘭和螺栓產生(sheng)(sheng)大(da)量變形(xing)(xing),結果(guo)會導致(zhi)泄漏。
b. 基本型(xing)墊片最好不要用于凹凸面法蘭。這(zhe)是(shi)因為(wei)基本型(xing)墊片在法蘭軸(zhou)向壓緊力(li)的作用下,墊片內圈(quan)的焊(han)點容易開焊(han),這(zhe)樣不但會引起泄漏,而且(qie)墊片軟填料散落會污(wu)染物料和堵塞管道。
c. 在高溫(wen)、深冷(leng)或冷(leng)熱(re)頻繁交變、振動較大、強腐蝕介(jie)質等(deng)惡劣條(tiao)件(jian)下,用于(yu)平面和凸面法(fa)蘭的墊片最好(hao)加裝合理材(cai)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(shi)用方法
a. 擰緊螺栓時(shi),要(yao)使墊片(pian)均(jun)勻(yun)受(shou)力(li),對稱把緊。
b. 選擇合理(li)的(de)(de)墊(dian)片(pian)壓縮(suo)量,一般以0.6~1.2mm為宜(yi)。壓縮(suo)量過大(da),會降低墊(dian)片(pian)的(de)(de)回彈率,使墊(dian)片(pian)失去像彈簧似的(de)(de)容易吸收(shou)振動的(de)(de)特性。
c. DN500以上的管道墊片安裝,可采取短管法(fa)蘭(lan)平面裝配,而后再對接管道的方法(fa)。
d. 螺栓(shuan)擰緊(jin)順序如圖13-15所示(shi)。
五、標記及標志
1. 標記(ji)
a. 標記方(fang)法如下(xia)所示:
b. 標記示(shi)例(li):
公稱尺寸(cun)100mm、公稱壓力(li)4.0MPa的帶內環和(he)定位(wei)環型纏繞式墊片,定位(wei)環材(cai)料(liao)為(wei)低(di)碳鋼、金屬帶和(he)內環材(cai)料(liao)為(wei)06Cr19Ni9、填充帶材(cai)料(liao)為(wei)柔性石(shi)墨(mo),應標記(ji)為(wei):
纏繞墊 D 1222 DN100-PN40 GB/T 4622.2
2. 標(biao)志
a. 標志(zhi)方法
除基本型纏(chan)繞(rao)式(shi)墊片應(ying)(ying)用(yong)標(biao)簽標(biao)志(zhi)外,其他形式(shi)纏(chan)繞(rao)式(shi)墊片應(ying)(ying)在定位環(或內(nei)環)上作永久性標(biao)志(zhi),標(biao)志(zhi)的高度尺寸至少為2.5mm.
當用戶有要求時,纏(chan)繞(rao)式墊片(pian)還應標以(yi)可(ke)識(shi)別金屬(shu)帶和填充帶材料的顏色色標。
b. 顏色(se)色(se)標
金屬帶(dai)材(cai)料以定位(wei)(wei)環(huan)外周邊(bian)的(de)連(lian)續顏(yan)色(se)帶(dai)表(biao)示;填(tian)充帶(dai)材(cai)料以定位(wei)(wei)環(huan)外周邊(bian)的(de)間隔色(se)條表(biao)示;DN40及以上(shang)規(gui)格的(de)纏繞式(shi)墊片以四(si)條間隔90°的(de)色(se)條表(biao)示,小于DN40的(de)纏繞式(shi)墊片用對稱兩條色(se)條表(biao)示。所用顏(yan)色(se)可按表(biao)13-20的(de)規(gui)定或按用戶要(yao)求而(er)定。
①. 為(wei)防止不同(tong)(tong)材料制成(cheng)的相同(tong)(tong)型式(shi)墊片之(zhi)間產生混淆(xiao),鼓勵供需雙(shuang)方(fang)共同(tong)(tong)確定一種合適的顏色代碼。
②. 這些(xie)材料只是由特(te)定(ding)供應商提(ti)供的(de)產(chan)(chan)品(pin)的(de)商品(pin)名。給出(chu)這些(xie)信息是為(wei)了方便本部(bu)分的(de)使(shi)用者,并不表示對這些(xie)產(chan)(chan)品(pin)的(de)認可(ke)。如(ru)果其(qi)他等(deng)效(xiao)產(chan)(chan)品(pin)具有相(xiang)同(tong)的(de)效(xiao)果,則可(ke)使(shi)用等(deng)效(xiao)產(chan)(chan)品(pin)。