网友:缠绕垫片在设计中存在的问题

解答:

缠绕垫片属于金属与非金属材料复合平垫片,由V型或W型钢带与非金属带交替缠绕而成,具有良好的压缩回弹性能,特别适用于有应力松弛、温度和压力有波动或冲击以及振动条件下的中低压法兰的密封。本文在此主要介绍缠绕垫片在设计中存在问题。

1、选型。缠绕垫片分 A、 B、 C、 D 共 4 种类型A型为不带内外环的基本型缠绕垫片,适合于榫槽面法兰。B 型为带内环的缠绕垫片,适合于凸凹面法兰。C型为带外环的缠绕垫片,D 型为带内、外环的缠绕垫片,该2种垫片适用突面法兰。最常见的选型错误是将A 型或B 型缠绕垫片用于突面法兰。由于这2 种垫片没有外环,使用时存在两方面问题。一是垫片不易居中,预紧时即便每根螺栓所产生的预紧力均匀相等,而由于垫片不居中 ,在垫片密封面上所产生的预紧密封比压也会不同 ,从而严重影响其密封性能。二是预紧力较大照公称直径和公称压力相近并且型式相同的标准缠绕垫片 ,在考虑一定裕度后进行设计,最重要的是确定缠绕垫片的密封面宽度。有的设计人员在用缠绕垫片取代原非金属垫片时 ,按照非金属垫片的密封面宽度来确定缠绕垫片的密封面宽度 ,从而使密封面宽度最大时比相应标准缠绕垫片的密封面宽几倍 ,导致轴向刚度成倍增加。在正常预紧力的情况下,与相应的标准垫片相比,其压缩量和回弹量大为减小 ,初始密封困难,在操作时容易产生泄漏。为了增大垫片压缩量和回弹量 ,就必须超常增大预紧力,但预紧力过大会使法兰变形,从而使垫片受力不均导致泄漏。时,焊点容易压崩,导致垫片生产时所施加的压紧力急剧下降,从而产生泄漏。

2、成型钢带设计。在国内外缠绕垫片标准中,均未给出成型钢带几何尺寸,一般由生产厂家按经验自行设计确定。试验表明,缠绕垫片厚度和所承受的载荷一定时,V型钢带的角度越大,其压缩量越小。斜边越长,压缩量越大。由于压缩量是影响垫片密封性能的重要指标,故应对此两参数进行优化设计,以期获得最佳的密封性能。

3、非标垫片设计。非标缠绕垫片的设计应参照公称直径和公称压力相近并且型式相同的标准缠绕垫片,在考虑一定裕度后进行设计,最重要的是确定缠绕垫片的密封面宽度。有的设计人员在用缠绕垫片取代原非金属垫片时 ,按照非金属垫片的密封面垫片的密封面宽几倍,导致轴向刚度成倍增加。在正常预紧力的情况下,与相应的标准垫片相比,其压缩量和回弹量大为减小,初始密封困难,在操作时容易产生泄漏。为了增大垫片压缩量和回弹量,就必须超常增大预紧力,但预紧力过大会使法兰变形,从而使垫片受力不均,导致泄漏。