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(shi)
a. 纏繞式墊分為(wei)以下四種型(xing)式:基本型(xing)(見圖13-1)、帶(dai)(dai)內(nei)環型(xing)(見圖13-2)、帶(dai)(dai)定位環型(xing)(見圖13-3)、帶(dai)(dai)內(nei)環和定位環型(xing)(見圖13-4)。
b. 纏(chan)繞(rao)式(shi)墊片(pian)的典(dian)型結構如圖13-5所(suo)示。
c. 與墊(dian)片型式相(xiang)配合的(de)(de)法(fa)(fa)蘭按(an)以下(xia)規定:基本型的(de)(de)墊(dian)片應選(xuan)用(yong)(yong)榫槽(cao)面(mian)法(fa)(fa)蘭,帶(dai)內環型的(de)(de)墊(dian)片應選(xuan)用(yong)(yong)凹(ao)凸面(mian)法(fa)(fa)蘭,帶(dai)定位(wei)環型的(de)(de)墊(dian)片應選(xuan)用(yong)(yong)突面(mian)或全(quan)平(ping)(ping)面(mian)法(fa)(fa)蘭,帶(dai)內環和定位(wei)環型的(de)(de)墊(dian)片應優先選(xuan)用(yong)(yong)突面(mian)和全(quan)平(ping)(ping)面(mian)法(fa)(fa)蘭。
標準的使(shi)用(yong)者需(xu)考慮(lv)到不帶(dai)內環內徑處又無約(yue)束的狀況下,纏繞式(shi)墊片可能會發(fa)生徑向屈曲而影響正常使(shi)用(yong)的風險。
2. 代號
a. 纏繞(rao)式墊片(pian)型式的代(dai)號見(jian)表13-1.
b. 纏繞式墊片用材料(liao)的代號見表13-2.
二、尺寸
1. 公稱壓力用 PN 標記(ji)的法蘭用墊片
a. 榫槽面(mian)法蘭用(yong)基本纏繞式墊片的尺(chi)寸見圖 13-6和表13-3。
b. 凹凸面法蘭用帶(dai)內環纏繞式墊(dian)片的尺寸見圖 13-7和(he)表13-4。
c. 全平面和凸面法蘭(lan)用(yong)定位環纏(chan)繞式墊片的尺寸(cun)見圖13-8和表13-5。
d. 全(quan)平面(mian)和凸(tu)面(mian)法(fa)蘭用帶內(nei)環和定(ding)位(wei)環纏繞式墊片的尺(chi)寸見圖13-9 和表13-6。
2. 公稱(cheng)壓力(li)用 Class 標記的法蘭(lan)用墊片
a. 榫(sun)槽面法蘭用基本纏繞式墊片的尺寸見圖 13-6和表13-7。
b. 凹凸面法蘭用帶內環型纏(chan)繞式墊(dian)片尺寸見圖 13-7 和表13-8。
c. 全平(ping)面和(he)突面法蘭用(yong)帶定位環型(xing)纏繞(rao)式墊片尺寸見圖13-8和(he)表13-9.
d. 全平面(mian)和突(tu)面(mian)法蘭(lan)用帶內環和定(ding)位環型纏繞式墊片尺(chi)寸(cun)見圖13-9和表13-10.
3. 公(gong)稱壓力用(yong)Class標記的大(da)直徑(jing)法蘭(lan)用(yong)墊(dian)片
a. 公稱壓(ya)力用(yong)Class標記的(de)A系列大直徑法蘭用(yong)纏繞式墊片尺寸見圖13-8、圖13-9及表13-11.
b. 公稱壓(ya)力用Class標記的B系列(lie)大直徑法蘭(lan)用纏繞式(shi)墊片尺寸(cun)見圖(tu)13-8、圖(tu)13-9及表13-12。
三、技術要求
1. 材料
a. 金屬帶(dai)
對(dui)金屬帶的要(yao)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(tian)充帶
對填充帶的要求如下(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(zhu)意(yi)的(de)是:根據法律要求,含有石棉成(cheng)分的(de)材料在處理時應采取防范措施(shi),確對(dui)人體健康不(bu)構成(cheng)危(wei)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. 內環(huan)(huan)和定(ding)位環(huan)(huan)
除供需(xu)雙方另有協(xie)議外,內環材(cai)料的(de)耐(nai)蝕性(xing)應(ying)等于或(huo)優(you)于金(jin)(jin)屬帶,內環、定位環如果使(shi)用碳鋼(gang)(gang)材(cai)料,則應(ying)采用噴塑、金(jin)(jin)屬鍍層或(huo)其他涂層處理,以防大氣(qi)腐蝕。內環、定位環的(de)材(cai)質應(ying)符合(he)GB/T 912-2008《碳素結構鋼(gang)(gang)和(he)低合(he)金(jin)(jin)結構鋼(gang)(gang)熱(re)軋(ya)薄鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)及鋼(gang)(gang)帶》、GB/T 11253-2007《碳素結構鋼(gang)(gang)冷軋(ya)薄鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)及鋼(gang)(gang)帶》、GB/T 3280-2007《不銹(xiu)鋼(gang)(gang)冷軋(ya)鋼(gang)(gang)板(ban)(ban)和(he)鋼(gang)(gang)帶》或(huo)相關標準的(de)規定。
2. 工藝要求
a. 纏繞式墊片由預(yu)成型的金(jin)(jin)屬(shu)(shu)帶和扁平填(tian)充(chong)帶交錯疊制(zhi)而成(按圈數(shu)計數(shu)環繞層(ceng)),金(jin)(jin)屬(shu)(shu)帶和填(tian)充(chong)帶應緊(jin)密(mi)貼合,層(ceng)次均(jun)勻,無折皺、空(kong)隙等(deng)現象(xiang)。對(dui)制(zhi)成的墊片,填(tian)充(chong)帶與金(jin)(jin)屬(shu)(shu)帶在兩個端面上應均(jun)勻,填(tian)充(chong)帶應適當高出金(jin)(jin)屬(shu)(shu)帶,層(ceng)間紋理清晰,不應顯露(lu)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)帶。
b. 內纏(chan)繞(rao)層至少(shao)應有(you)三(san)層沒(mei)有(you)填充(chong)物的預(yu)制(zhi)金(jin)屬帶(dai)(dai)(dai)。開始兩層應沿圓周最少(shao)點焊(han)(han)3處,最大(da)間距為(wei)75mm.外纏(chan)繞(rao)帶(dai)(dai)(dai)層亦最少(shao)應有(you)三(san)層沒(mei)有(you)填充(chong)物的預(yu)制(zhi)金(jin)屬帶(dai)(dai)(dai)。沿圓周最少(shao)點焊(han)(han)3處,最后(hou)點焊(han)(han)為(wei)終端點焊(han)(han)。沒(mei)有(you)填充(chong)物的金(jin)屬帶(dai)(dai)(dai)不計(ji)入密封面。
c. 從終(zhong)端焊點到前一(yi)個(ge)焊點的(de)距(ju)離(li)不(bu)應大于(yu)35mm,帶定位(wei)環(huan)型的(de)纏繞墊片終(zhong)端點焊后再加繞3~4圈松馳的(de)預制金屬(shu)帶,可(ke)用來將墊片卡在定位(wei)環(huan)中。
d. 內環、定位(wei)環可由整板(ban)沖制、車(che)制,或經拼焊、圍(wei)焊后車(che)制等工藝(yi)制成(cheng),環面應(ying)平整,其平面度誤差應(ying)小于1%;環槽(cao)或倒(dao)角與內外圓應(ying)同心,與兩端面應(ying)對(dui)稱。
e. 帶內(nei)環的(de)墊(dian)片(pian)可(ke)直接在(zai)內(nei)環外圓上纏繞(rao)制(zhi)成,亦可(ke)用專門的(de)機(ji)具將內(nei)環與(yu)密(mi)封元件緊密(mi)固定。
f. 定位環(huan)與密封(feng)元件之間(jian)應(ying)(ying)有適當的裝配間(jian)隙,但應(ying)(ying)保(bao)證墊片在正常使用時不至于使定位環(huan)脫落。
g. 密(mi)封(feng)元(yuan)件纏制后,其密(mi)封(feng)面不(bu)允許再進行任何機械加工或預壓處(chu)理。
3. 尺(chi)寸(cun)測(ce)量范圍(wei)及尺(chi)寸(cun)極限偏差(cha)
a. 纏(chan)繞(rao)式墊片的尺寸測(ce)量范圍見圖(tu)13-10.
b. 密封元件(jian)和(he)內環(huan)、定位環(huan)的內外徑尺寸極(ji)限(xian)偏(pian)差見表(biao)(biao)13-15,厚度極(ji)限(xian)偏(pian)差見表(biao)(biao)13-16.
c. 大直(zhi)徑法蘭用纏繞式墊(dian)片尺寸(cun)極(ji)限偏(pian)差見表13-17.
4. 外觀質(zhi)量
密封元件的(de)表(biao)面不允許有影響密封性能的(de)徑向貫通的(de)劃(hua)痕、空隙(xi)、凹凸不平及銹斑等缺(que)陷。
墊片表面(mian)的填充帶應均勻(yun),并適(shi)當高出金屬(shu)帶;層間紋(wen)理(li)清(qing)晰,不(bu)應顯(xian)露(lu)金屬(shu)帶。
焊點應在金屬帶“V”形(xing)截面的對稱面上,焊點間(jian)距離應均勻,不應有未熔(rong)合和過(guo)熔(rong)等缺(que)陷。
內(nei)(nei)環(huan)和定位(wei)環(huan)表面(mian)不應有毛(mao)刺、凹凸不平、銹(xiu)斑等缺陷;密封(feng)(feng)元(yuan)(yuan)件(jian)的(de)上下(xia)密封(feng)(feng)面(mian)應在(zai)內(nei)(nei)環(huan)和/或(huo)定位(wei)環(huan)上下(xia)表面(mian)的(de)居(ju)中位(wei)置;內(nei)(nei)環(huan)與(yu)密封(feng)(feng)元(yuan)(yuan)件(jian)間應緊密固定,不允許松動;定位(wei)環(huan)與(yu)密封(feng)(feng)元(yuan)(yuan)件(jian)允許在(zai)圓周方向相(xiang)對滑動。
5. 性能
a. 墊(dian)片(pian)壓(ya)縮、回彈性能的試(shi)驗(yan)條件和指(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. 墊片水壓(ya)密封性能(neng)的試(shi)驗結果應為(wei):試(shi)樣外緣(yuan)在保壓(ya)時(shi)向內無(wu)水珠出(chu)現(xian)、無(wu)脫焊(han)及明顯變形。
四、纏繞(rao)式墊(dian)片的(de)選擇、注意(yi)事(shi)項(xiang)及使用方法
1. 墊片(pian)的選擇(ze)
墊片(pian)的結構型式(shi)與法蘭密封(feng)面的型式(shi)應匹配。
a. 基本型墊(dian)片適用于(yu)榫(sun)槽面法蘭,如圖13-11所示(shi)。
b. 內環型墊片適用于凹凸面法蘭,如(ru)圖(tu)13-12所示。
c. 定(ding)位環型(xing)墊片(pian)適用于平面(mian)和(he)突(tu)面(mian)法蘭(lan),如(ru)圖13-13所(suo)示(shi)。
d. 內環(huan)和定位環(huan)型(xing)墊片適用于平面和突面法(fa)蘭,如圖13-14所(suo)示。
2. 注意(yi)事項(xiang)
a. 纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)元件(jian)(jian)(即墊(dian)(dian)(dian)片(pian)本(ben)(ben)體或基(ji)本(ben)(ben)型墊(dian)(dian)(dian)片(pian))的(de)(de)寬(kuan)(kuan)度應(ying)比非金屬(shu)軟墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)度小。在(zai)制作(zuo)用(yong)于凹凸面(mian)、平面(mian)和凸面(mian)法蘭的(de)(de)纏繞墊(dian)(dian)(dian)片(pian)時,不(bu)能隨便(bian)用(yong)非金屬(shu)軟墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)度尺寸來代(dai)替(ti)纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)密(mi)(mi)封(feng)(feng)元件(jian)(jian)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)度尺寸。因為(wei)纏繞式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)是半金屬(shu)墊(dian)(dian)(dian)片(pian),標準規格墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)壓緊(jin)應(ying)力在(zai)70MPa左右(you)時才(cai)達(da)到合理的(de)(de)壓縮(suo)變(bian)形(xing),從而(er)產生良好的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)效果。如(ru)果隨意加(jia)大(da)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)本(ben)(ben)體密(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)的(de)(de)寬(kuan)(kuan)度,勢(shi)必造成壓緊(jin)力降(jiang)低(di),墊(dian)(dian)(dian)片(pian)肯定不(bu)能達(da)到標準的(de)(de)壓縮(suo)變(bian)形(xing)量,因而(er)不(bu)能產生良好的(de)(de)密(mi)(mi)封(feng)(feng)。如(ru)果超范圍地加(jia)大(da)壓緊(jin)力,又必然會使法蘭和螺栓產生大(da)量變(bian)形(xing),結(jie)果會導致泄漏。
b. 基(ji)本型(xing)墊片(pian)最好(hao)不要用于凹凸面(mian)法(fa)蘭。這是(shi)因為基(ji)本型(xing)墊片(pian)在法(fa)蘭軸向壓緊力的作用下(xia),墊片(pian)內(nei)圈的焊點容易(yi)開焊,這樣不但(dan)會引(yin)起泄漏,而且墊片(pian)軟(ruan)填料(liao)散落會污染(ran)物料(liao)和(he)堵塞管道(dao)。
c. 在高(gao)溫、深(shen)冷(leng)或冷(leng)熱頻繁交變、振動較大、強腐蝕介質(zhi)等惡劣(lie)條件下(xia),用于平面(mian)和凸面(mian)法蘭的墊片最好(hao)加(jia)裝合理材料(liao)的內環(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(ning)緊螺栓(shuan)時,要(yao)使墊片均(jun)勻(yun)受力,對稱把(ba)緊。
b. 選擇合理的(de)(de)墊片壓縮(suo)量(liang),一(yi)般以0.6~1.2mm為宜。壓縮(suo)量(liang)過大,會降低(di)墊片的(de)(de)回彈率,使墊片失去(qu)像彈簧似(si)的(de)(de)容易吸收振動的(de)(de)特(te)性。
c. DN500以上的管(guan)道(dao)墊片(pian)安裝,可采(cai)取短(duan)管(guan)法(fa)蘭平面裝配,而(er)后再(zai)對接管(guan)道(dao)的方(fang)法(fa)。
d. 螺栓擰緊(jin)順(shun)序如圖13-15所示。
五(wu)、標記(ji)及標志
1. 標記
a. 標記(ji)方(fang)法如下所(suo)示(shi):
b. 標(biao)記示例:
公(gong)稱尺寸100mm、公(gong)稱壓(ya)力(li)4.0MPa的(de)帶內環(huan)(huan)和定(ding)位(wei)環(huan)(huan)型纏繞(rao)式墊片,定(ding)位(wei)環(huan)(huan)材料為(wei)低碳(tan)鋼、金(jin)屬(shu)帶和內環(huan)(huan)材料為(wei)06Cr19Ni9、填充帶材料為(wei)柔性(xing)石墨,應標記為(wei):
纏繞(rao)墊 D 1222 DN100-PN40 GB/T 4622.2
2. 標志(zhi)
a. 標志方法(fa)
除(chu)基(ji)本型(xing)纏繞式墊片應用標(biao)簽標(biao)志(zhi)外,其(qi)他形(xing)式纏繞式墊片應在定位環(huan)(或內環(huan))上作永久性(xing)標(biao)志(zhi),標(biao)志(zhi)的高度尺寸至少為(wei)2.5mm.
當(dang)用戶(hu)有要求時,纏繞式墊片還應(ying)標(biao)以(yi)可識別金屬帶(dai)和填充帶(dai)材料的顏(yan)色(se)色(se)標(biao)。
b. 顏色色標
金屬(shu)帶材料以(yi)(yi)定(ding)(ding)位環(huan)外(wai)周邊的(de)連續顏(yan)(yan)色帶表(biao)示(shi);填充帶材料以(yi)(yi)定(ding)(ding)位環(huan)外(wai)周邊的(de)間隔色條表(biao)示(shi);DN40及以(yi)(yi)上規格的(de)纏繞式(shi)(shi)墊(dian)片以(yi)(yi)四條間隔90°的(de)色條表(biao)示(shi),小(xiao)于DN40的(de)纏繞式(shi)(shi)墊(dian)片用對稱兩條色條表(biao)示(shi)。所用顏(yan)(yan)色可按(an)表(biao)13-20的(de)規定(ding)(ding)或按(an)用戶要(yao)求(qiu)而定(ding)(ding)。
①. 為(wei)防止不同(tong)材(cai)料(liao)制成的相同(tong)型式(shi)墊片之間(jian)產(chan)生(sheng)混淆(xiao),鼓勵供需(xu)雙(shuang)方共同(tong)確定一種合適的顏(yan)色(se)代(dai)碼。
②. 這(zhe)些(xie)材料只是(shi)由特定(ding)供應(ying)商(shang)提供的(de)(de)產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)商(shang)品(pin)(pin)(pin)名。給出這(zhe)些(xie)信(xin)息是(shi)為了方便(bian)本(ben)部分的(de)(de)使(shi)用(yong)者(zhe),并(bing)不表示對這(zhe)些(xie)產品(pin)(pin)(pin)的(de)(de)認可。如(ru)果(guo)(guo)其(qi)他等效產品(pin)(pin)(pin)具有相同的(de)(de)效果(guo)(guo),則可使(shi)用(yong)等效產品(pin)(pin)(pin)。