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、型式與代(dai)號
1. 型(xing)式
a. 纏繞式墊(dian)分為以(yi)下四種型式:基本型(見(jian)圖(tu)13-1)、帶內環(huan)型(見(jian)圖(tu)13-2)、帶定位環(huan)型(見(jian)圖(tu)13-3)、帶內環(huan)和(he)定位環(huan)型(見(jian)圖(tu)13-4)。
b. 纏繞式墊片(pian)的典(dian)型結構如圖13-5所示。
c. 與墊(dian)片(pian)型(xing)式相(xiang)配合(he)的法(fa)蘭(lan)按以(yi)下規定(ding):基本型(xing)的墊(dian)片(pian)應(ying)(ying)選(xuan)用(yong)(yong)榫槽面(mian)法(fa)蘭(lan),帶內(nei)環型(xing)的墊(dian)片(pian)應(ying)(ying)選(xuan)用(yong)(yong)凹(ao)凸面(mian)法(fa)蘭(lan),帶定(ding)位環型(xing)的墊(dian)片(pian)應(ying)(ying)選(xuan)用(yong)(yong)突(tu)面(mian)或(huo)全(quan)平面(mian)法(fa)蘭(lan),帶內(nei)環和(he)定(ding)位環型(xing)的墊(dian)片(pian)應(ying)(ying)優先(xian)選(xuan)用(yong)(yong)突(tu)面(mian)和(he)全(quan)平面(mian)法(fa)蘭(lan)。
標準的(de)使(shi)用者(zhe)需考慮到不帶(dai)內(nei)環內(nei)徑(jing)處又無約束(shu)的(de)狀況下,纏繞式墊片可能會發生徑(jing)向屈曲(qu)而影響正常使(shi)用的(de)風險。
2. 代(dai)號(hao)
a. 纏繞式墊片型式的代號見(jian)表13-1.
b. 纏繞式墊片用材料的代號見表13-2.
二、尺寸(cun)
1. 公稱壓力用(yong) PN 標記的(de)法(fa)蘭用(yong)墊片(pian)
a. 榫槽(cao)面(mian)法蘭(lan)用基本纏(chan)繞(rao)式墊片的尺寸見圖 13-6和表13-3。
b. 凹(ao)凸面法(fa)蘭用帶內環纏繞式墊片的尺寸見圖 13-7和表13-4。
c. 全平(ping)面和凸面法(fa)蘭用(yong)定位環纏繞(rao)式墊片的尺寸見圖13-8和表(biao)13-5。
d. 全平(ping)面和(he)凸(tu)面法(fa)蘭用帶內環和(he)定位(wei)環纏繞式(shi)墊(dian)片的(de)尺寸見圖13-9 和(he)表13-6。
2. 公(gong)稱(cheng)壓力(li)用 Class 標記的法蘭用墊片
a. 榫槽(cao)面法蘭用基本纏繞式墊片的尺寸見圖 13-6和表(biao)13-7。
b. 凹凸面法蘭用帶內環型(xing)纏繞(rao)式墊片尺(chi)寸(cun)見圖 13-7 和(he)表13-8。
c. 全平面和突面法蘭(lan)用(yong)帶定位環型(xing)纏(chan)繞式墊片尺寸見圖13-8和表13-9.
d. 全平(ping)面和(he)突面法蘭用(yong)帶內環和(he)定位環型纏繞式墊片(pian)尺(chi)寸見圖(tu)13-9和(he)表13-10.
3. 公稱壓力用Class標記(ji)的大直徑法蘭用墊片
a. 公(gong)稱壓力用(yong)Class標(biao)記的A系列大直徑法(fa)蘭用(yong)纏繞式(shi)墊片(pian)尺寸見圖13-8、圖13-9及表(biao)13-11.
b. 公稱壓力用Class標記的(de)B系列大直徑法蘭用纏(chan)繞式墊片(pian)尺寸見圖13-8、圖13-9及表13-12。
三、技術要(yao)求
1. 材料
a. 金屬帶(dai)
對金屬帶的要求(qiu)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(tian)充帶的(de)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。
值得注意的(de)是:根(gen)據法律(lv)要求,含(han)有石(shi)棉(mian)成分的(de)材料在(zai)處理時應采取防(fang)范措(cuo)施(shi),確對(dui)人體健康不構成危害。
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. 內環和定位環
除(chu)供(gong)需雙方另有協議(yi)外(wai),內環(huan)材料的耐(nai)蝕性應等于(yu)或優(you)于(yu)金屬帶,內環(huan)、定(ding)位(wei)環(huan)如果使用碳鋼(gang)(gang)材料,則應采用噴塑、金屬鍍層或其他涂層處理,以防大(da)氣腐(fu)蝕。內環(huan)、定(ding)位(wei)環(huan)的材質應符合GB/T 912-2008《碳素結構鋼(gang)(gang)和低合金結構鋼(gang)(gang)熱軋薄鋼(gang)(gang)板及鋼(gang)(gang)帶》、GB/T 11253-2007《碳素結構鋼(gang)(gang)冷軋薄鋼(gang)(gang)板及鋼(gang)(gang)帶》、GB/T 3280-2007《不銹(xiu)鋼(gang)(gang)冷軋鋼(gang)(gang)板和鋼(gang)(gang)帶》或相(xiang)關標準的規定(ding)。
2. 工藝要(yao)求
a. 纏繞式墊(dian)片由(you)預成(cheng)型的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)和扁平填(tian)充(chong)帶(dai)(dai)(dai)交(jiao)錯疊制而成(cheng)(按圈(quan)數計數環繞層(ceng)(ceng)),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)和填(tian)充(chong)帶(dai)(dai)(dai)應緊密貼合,層(ceng)(ceng)次(ci)均勻,無折皺、空隙(xi)等現象。對制成(cheng)的墊(dian)片,填(tian)充(chong)帶(dai)(dai)(dai)與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)在兩(liang)個端面(mian)上應均勻,填(tian)充(chong)帶(dai)(dai)(dai)應適(shi)當(dang)高出金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai),層(ceng)(ceng)間紋理清晰,不應顯露金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)帶(dai)(dai)(dai)。
b. 內纏(chan)繞層(ceng)至少應(ying)有三(san)(san)層(ceng)沒有填充物(wu)的(de)(de)預(yu)制(zhi)金屬(shu)帶(dai)。開始兩層(ceng)應(ying)沿圓周最少點(dian)焊(han)(han)3處,最大間距為75mm.外(wai)纏(chan)繞帶(dai)層(ceng)亦最少應(ying)有三(san)(san)層(ceng)沒有填充物(wu)的(de)(de)預(yu)制(zhi)金屬(shu)帶(dai)。沿圓周最少點(dian)焊(han)(han)3處,最后點(dian)焊(han)(han)為終(zhong)端點(dian)焊(han)(han)。沒有填充物(wu)的(de)(de)金屬(shu)帶(dai)不(bu)計入密封面。
c. 從終端焊點(dian)到前一個(ge)焊點(dian)的(de)距離不(bu)應大于35mm,帶(dai)定(ding)位(wei)環(huan)型(xing)的(de)纏(chan)繞墊(dian)片(pian)終端點(dian)焊后再加繞3~4圈松(song)馳的(de)預制金屬帶(dai),可用來將(jiang)墊(dian)片(pian)卡在定(ding)位(wei)環(huan)中。
d. 內環、定位環可由整板沖制(zhi)(zhi)、車制(zhi)(zhi),或經拼(pin)焊(han)、圍(wei)焊(han)后車制(zhi)(zhi)等工(gong)藝制(zhi)(zhi)成,環面(mian)應(ying)(ying)平整,其平面(mian)度誤差(cha)應(ying)(ying)小于1%;環槽或倒角與內外圓應(ying)(ying)同心,與兩端面(mian)應(ying)(ying)對稱。
e. 帶內環的墊片可(ke)直接在內環外(wai)圓上(shang)纏繞制成,亦可(ke)用專門的機具(ju)將內環與密封元件(jian)緊密固定。
f. 定位(wei)環(huan)與(yu)密封元件之(zhi)間(jian)應(ying)有適當的裝(zhuang)配間(jian)隙,但應(ying)保(bao)證(zheng)墊片在(zai)正常(chang)使用時不至(zhi)于使定位(wei)環(huan)脫(tuo)落。
g. 密(mi)封元(yuan)件纏制后,其密(mi)封面不允許再進行(xing)任(ren)何機械加工或預(yu)壓處理。
3. 尺(chi)寸測量范圍及尺(chi)寸極(ji)限(xian)偏差
a. 纏(chan)繞(rao)式墊片的(de)尺寸測量(liang)范(fan)圍見圖13-10.
b. 密(mi)封元件和(he)內環、定位環的內外徑尺(chi)寸極(ji)限偏差見表(biao)13-15,厚度(du)極(ji)限偏差見表(biao)13-16.
c. 大直徑法蘭用纏繞式(shi)墊片尺寸極限偏差(cha)見表13-17.
4. 外觀(guan)質(zhi)量
密封(feng)元件(jian)的(de)(de)表面不(bu)允許有影響密封(feng)性能的(de)(de)徑向貫通的(de)(de)劃痕、空隙、凹凸不(bu)平及(ji)銹斑等缺陷(xian)。
墊片表面的填充帶應均勻,并(bing)適(shi)當(dang)高出金屬帶;層(ceng)間紋理清晰,不應顯露金屬帶。
焊點應(ying)在金(jin)屬帶“V”形截(jie)面(mian)的對稱面(mian)上,焊點間距離應(ying)均勻,不應(ying)有未熔合和(he)過熔等缺陷。
內環(huan)和定(ding)位(wei)(wei)環(huan)表面(mian)不應有毛刺、凹凸不平、銹(xiu)斑等缺陷(xian);密(mi)(mi)封元(yuan)件(jian)的(de)(de)上(shang)下密(mi)(mi)封面(mian)應在(zai)內環(huan)和/或定(ding)位(wei)(wei)環(huan)上(shang)下表面(mian)的(de)(de)居中位(wei)(wei)置;內環(huan)與密(mi)(mi)封元(yuan)件(jian)間(jian)應緊密(mi)(mi)固定(ding),不允許松動(dong);定(ding)位(wei)(wei)環(huan)與密(mi)(mi)封元(yuan)件(jian)允許在(zai)圓周方向相對(dui)滑動(dong)。
5. 性能
a. 墊片壓(ya)縮、回彈性能的試驗(yan)條件和(he)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(dian)片(pian)水(shui)壓密(mi)封性能的(de)試驗結果(guo)應為:試樣外緣在保壓時向內無(wu)(wu)水(shui)珠(zhu)出現、無(wu)(wu)脫(tuo)焊及明(ming)顯(xian)變形。
四、纏繞(rao)式墊(dian)片的(de)選(xuan)擇、注意事項及使(shi)用方法
1. 墊片的選(xuan)擇
墊片的結構型式與法蘭密封面的型式應匹配。
a. 基(ji)本型墊片適用于(yu)榫(sun)槽面法蘭(lan),如圖(tu)13-11所示。
b. 內環(huan)型墊(dian)片適用于凹凸(tu)面法蘭,如圖13-12所示。
c. 定位環型墊片適用于平面(mian)和突面(mian)法蘭,如(ru)圖13-13所示。
d. 內環和定位環型墊片適(shi)用于平(ping)面(mian)和突面(mian)法蘭,如圖13-14所示(shi)。
2. 注意事項(xiang)
a. 纏(chan)(chan)繞(rao)式墊(dian)(dian)(dian)(dian)片的(de)密(mi)封(feng)元件(jian)(即(ji)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片本體或基(ji)本型墊(dian)(dian)(dian)(dian)片)的(de)寬(kuan)度應(ying)比(bi)非金屬(shu)(shu)軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片的(de)寬(kuan)度小。在制作用(yong)于凹(ao)凸(tu)面(mian)、平面(mian)和(he)凸(tu)面(mian)法蘭的(de)纏(chan)(chan)繞(rao)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片時,不(bu)(bu)能隨便用(yong)非金屬(shu)(shu)軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片的(de)寬(kuan)度尺寸(cun)來(lai)代替(ti)纏(chan)(chan)繞(rao)式墊(dian)(dian)(dian)(dian)片密(mi)封(feng)元件(jian)的(de)寬(kuan)度尺寸(cun)。因為纏(chan)(chan)繞(rao)式墊(dian)(dian)(dian)(dian)片是半金屬(shu)(shu)墊(dian)(dian)(dian)(dian)片,標準(zhun)規(gui)格墊(dian)(dian)(dian)(dian)片的(de)壓(ya)緊應(ying)力(li)在70MPa左右時才(cai)達到合理的(de)壓(ya)縮變形(xing),從而產生(sheng)良(liang)好(hao)的(de)密(mi)封(feng)效果(guo)。如果(guo)隨意加大墊(dian)(dian)(dian)(dian)片本體密(mi)封(feng)面(mian)的(de)寬(kuan)度,勢(shi)必造成(cheng)壓(ya)緊力(li)降低,墊(dian)(dian)(dian)(dian)片肯定不(bu)(bu)能達到標準(zhun)的(de)壓(ya)縮變形(xing)量(liang),因而不(bu)(bu)能產生(sheng)良(liang)好(hao)的(de)密(mi)封(feng)。如果(guo)超范(fan)圍(wei)地加大壓(ya)緊力(li),又(you)必然(ran)會(hui)(hui)使(shi)法蘭和(he)螺栓產生(sheng)大量(liang)變形(xing),結果(guo)會(hui)(hui)導致泄(xie)漏(lou)。
b. 基本(ben)(ben)型墊片最好不(bu)要用(yong)于凹凸面法蘭(lan)。這是因為基本(ben)(ben)型墊片在(zai)法蘭(lan)軸向壓緊力(li)的(de)作(zuo)用(yong)下,墊片內(nei)圈(quan)的(de)焊點容易開(kai)焊,這樣不(bu)但(dan)會引(yin)起(qi)泄漏,而且墊片軟填料散落會污染物料和堵(du)塞(sai)管道。
c. 在(zai)高溫、深(shen)冷或冷熱頻繁交變(bian)、振動(dong)較大(da)、強腐(fu)蝕介質(zhi)等惡劣(lie)條件下(xia),用(yong)于平面和凸(tu)面法蘭的(de)墊片最好(hao)加裝(zhuang)合(he)理材料的(de)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(yong)方法
a. 擰緊(jin)螺栓時,要使墊片均(jun)勻受力(li),對稱把(ba)緊(jin)。
b. 選擇合理的(de)墊(dian)片壓(ya)縮量,一般以0.6~1.2mm為宜。壓(ya)縮量過大,會降低墊(dian)片的(de)回(hui)彈率,使墊(dian)片失去像彈簧似的(de)容易(yi)吸收振動的(de)特(te)性。
c. DN500以上(shang)的管道墊片安裝,可采取短(duan)管法(fa)蘭平面裝配(pei),而后再對(dui)接管道的方法(fa)。
d. 螺栓(shuan)擰(ning)緊順(shun)序(xu)如圖13-15所(suo)示。
五(wu)、標記及標志(zhi)
1. 標記
a. 標記方法如下所示(shi):
b. 標記示例(li):
公稱尺(chi)寸100mm、公稱壓力4.0MPa的帶(dai)內環(huan)和定位(wei)環(huan)型纏繞式墊片,定位(wei)環(huan)材料(liao)為(wei)低碳鋼、金屬帶(dai)和內環(huan)材料(liao)為(wei)06Cr19Ni9、填充(chong)帶(dai)材料(liao)為(wei)柔性石墨,應(ying)標記(ji)為(wei):
纏繞墊 D 1222 DN100-PN40 GB/T 4622.2
2. 標志
a. 標志方(fang)法(fa)
除基本型纏繞式墊片應用標簽標志外,其他形式纏繞式墊片應在(zai)定位(wei)環(或內環)上(shang)作永(yong)久性標志,標志的高(gao)度尺寸至少為2.5mm.
當用戶有要求時,纏繞(rao)式(shi)墊片還應標(biao)以(yi)可(ke)識別(bie)金屬帶和填充帶材(cai)料的顏色(se)色(se)標(biao)。
b. 顏色色標
金屬帶材料以定位環(huan)外(wai)周(zhou)邊(bian)(bian)的(de)連續顏(yan)色(se)帶表示(shi);填充帶材料以定位環(huan)外(wai)周(zhou)邊(bian)(bian)的(de)間(jian)隔(ge)色(se)條(tiao)(tiao)表示(shi);DN40及以上規(gui)(gui)格的(de)纏繞式墊片(pian)以四(si)條(tiao)(tiao)間(jian)隔(ge)90°的(de)色(se)條(tiao)(tiao)表示(shi),小于DN40的(de)纏繞式墊片(pian)用對稱兩條(tiao)(tiao)色(se)條(tiao)(tiao)表示(shi)。所用顏(yan)色(se)可(ke)按表13-20的(de)規(gui)(gui)定或按用戶要求而(er)定。
①. 為防(fang)止不(bu)同(tong)材料制成的(de)相同(tong)型(xing)式墊(dian)片之(zhi)間產生混淆,鼓(gu)勵(li)供需雙(shuang)方共同(tong)確(que)定一種(zhong)合適的(de)顏色代碼。
②. 這(zhe)些(xie)(xie)材料(liao)只是由特(te)定供應商(shang)提供的(de)產(chan)品(pin)的(de)商(shang)品(pin)名(ming)。給出這(zhe)些(xie)(xie)信息是為了方便本部(bu)分的(de)使(shi)用(yong)(yong)者,并(bing)不表示(shi)對(dui)這(zhe)些(xie)(xie)產(chan)品(pin)的(de)認可。如果(guo)其他等效產(chan)品(pin)具有相同的(de)效果(guo),則可使(shi)用(yong)(yong)等效產(chan)品(pin)。