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(yu)代(dai)號
1. 型式
a. 纏繞(rao)式墊分(fen)為以下四種型(xing)式:基本型(xing)(見(jian)圖13-1)、帶(dai)內環型(xing)(見(jian)圖13-2)、帶(dai)定位環型(xing)(見(jian)圖13-3)、帶(dai)內環和定位環型(xing)(見(jian)圖13-4)。
b. 纏繞式墊片(pian)的典(dian)型(xing)結構如圖13-5所(suo)示。
c. 與墊(dian)片(pian)(pian)(pian)型(xing)式相配合的法(fa)蘭(lan)(lan)按以下(xia)規定:基(ji)本(ben)型(xing)的墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應(ying)選(xuan)(xuan)(xuan)用(yong)(yong)榫槽(cao)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan)(lan),帶內(nei)環(huan)型(xing)的墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應(ying)選(xuan)(xuan)(xuan)用(yong)(yong)凹凸面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan)(lan),帶定位(wei)環(huan)型(xing)的墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應(ying)選(xuan)(xuan)(xuan)用(yong)(yong)突(tu)(tu)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)或全(quan)平面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan)(lan),帶內(nei)環(huan)和(he)(he)定位(wei)環(huan)型(xing)的墊(dian)片(pian)(pian)(pian)應(ying)優先選(xuan)(xuan)(xuan)用(yong)(yong)突(tu)(tu)面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)和(he)(he)全(quan)平面(mian)(mian)(mian)(mian)(mian)法(fa)蘭(lan)(lan)。
標準的使用者(zhe)需考慮到不(bu)帶內環內徑(jing)處(chu)又無約束的狀(zhuang)況(kuang)下,纏繞式墊(dian)片可能會發生(sheng)徑(jing)向屈曲而影響正常使用的風險。
2. 代號
a. 纏繞式墊片型(xing)式的代(dai)號見(jian)表13-1.
b. 纏繞(rao)式墊(dian)片(pian)用材料(liao)的代號見表13-2.
二、尺(chi)寸
1. 公(gong)稱壓力(li)用(yong) PN 標記(ji)的法蘭(lan)用(yong)墊片
a. 榫槽面法(fa)蘭(lan)用基本纏繞式墊片的(de)尺寸見圖 13-6和表(biao)13-3。
b. 凹凸面法蘭(lan)用帶內(nei)環纏繞式墊片的尺寸見圖 13-7和表13-4。
c. 全平面和凸面法蘭用(yong)定(ding)位環纏繞式墊(dian)片的尺寸見圖13-8和表13-5。
d. 全平面(mian)和(he)凸(tu)面(mian)法(fa)蘭用帶內環(huan)和(he)定位環(huan)纏(chan)繞式墊片的尺寸見(jian)圖13-9 和(he)表13-6。
2. 公稱壓力用 Class 標記的法蘭用墊片
a. 榫槽(cao)面(mian)法(fa)蘭用基本(ben)纏繞式墊(dian)片(pian)的尺寸見圖 13-6和表13-7。
b. 凹凸面法蘭用帶(dai)內環型纏繞式墊片尺寸見圖(tu) 13-7 和表13-8。
c. 全平面和(he)突面法(fa)蘭用帶定位(wei)環型纏繞式墊片尺寸見圖13-8和(he)表13-9.
d. 全平面(mian)和(he)突面(mian)法蘭(lan)用帶內(nei)環(huan)和(he)定位環(huan)型纏繞式墊片尺(chi)寸(cun)見圖13-9和(he)表13-10.
3. 公稱壓力(li)用Class標記的大直徑法蘭(lan)用墊片
a. 公稱壓力用Class標記的(de)A系(xi)列大直徑法蘭用纏繞式墊片(pian)尺寸見圖13-8、圖13-9及表13-11.
b. 公稱壓力用(yong)Class標記的B系(xi)列(lie)大直徑法蘭(lan)用(yong)纏(chan)繞式墊片尺(chi)寸見圖(tu)13-8、圖(tu)13-9及表13-12。
三、技術(shu)要求
1. 材(cai)料
a. 金屬(shu)帶
對金(jin)屬帶(dai)的(de)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. 填充帶
對填充帶的要求如下:
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(de)注意的(de)是:根據(ju)法律要求,含有石棉(mian)成分的(de)材料(liao)在處理(li)時應采取(qu)防范(fan)措施,確(que)對人體(ti)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(ding)位環
除(chu)供需雙方另有協議外,內環(huan)材料(liao)的(de)耐蝕(shi)性(xing)應等于或優于金(jin)屬帶,內環(huan)、定(ding)位(wei)環(huan)如果使用碳鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)材料(liao),則(ze)應采用噴塑、金(jin)屬鍍層或其他(ta)涂層處理,以(yi)防(fang)大氣腐蝕(shi)。內環(huan)、定(ding)位(wei)環(huan)的(de)材質應符合(he)GB/T 912-2008《碳素結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)和(he)低合(he)金(jin)結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)熱軋薄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)及(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)帶》、GB/T 11253-2007《碳素結構(gou)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)冷軋薄鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)及(ji)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)帶》、GB/T 3280-2007《不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)冷軋鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)板(ban)和(he)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)帶》或相關(guan)標(biao)準的(de)規定(ding)。
2. 工(gong)藝要求
a. 纏繞式墊(dian)片(pian)由預成(cheng)型的(de)金(jin)屬帶(dai)和(he)扁平填充(chong)帶(dai)交錯疊制(zhi)而(er)成(cheng)(按圈數(shu)計(ji)數(shu)環(huan)繞層),金(jin)屬帶(dai)和(he)填充(chong)帶(dai)應緊密(mi)貼合,層次均勻,無折(zhe)皺、空隙等(deng)現(xian)象。對制(zhi)成(cheng)的(de)墊(dian)片(pian),填充(chong)帶(dai)與金(jin)屬帶(dai)在兩個端面(mian)上應均勻,填充(chong)帶(dai)應適(shi)當高出金(jin)屬帶(dai),層間紋理清晰,不應顯露(lu)金(jin)屬帶(dai)。
b. 內(nei)纏繞層(ceng)至(zhi)少(shao)(shao)應(ying)有(you)三層(ceng)沒(mei)(mei)有(you)填(tian)充物(wu)的預(yu)制(zhi)金(jin)屬帶(dai)(dai)。開(kai)始(shi)兩層(ceng)應(ying)沿圓周(zhou)最少(shao)(shao)點焊(han)3處,最大間距為75mm.外纏繞帶(dai)(dai)層(ceng)亦最少(shao)(shao)應(ying)有(you)三層(ceng)沒(mei)(mei)有(you)填(tian)充物(wu)的預(yu)制(zhi)金(jin)屬帶(dai)(dai)。沿圓周(zhou)最少(shao)(shao)點焊(han)3處,最后點焊(han)為終端點焊(han)。沒(mei)(mei)有(you)填(tian)充物(wu)的金(jin)屬帶(dai)(dai)不(bu)計入密封面。
c. 從終端焊(han)點(dian)(dian)到前一個(ge)焊(han)點(dian)(dian)的距離不應大于35mm,帶定(ding)位(wei)環(huan)型的纏繞(rao)(rao)墊片(pian)終端點(dian)(dian)焊(han)后(hou)再(zai)加繞(rao)(rao)3~4圈松馳的預制(zhi)金屬帶,可(ke)用來將墊片(pian)卡在定(ding)位(wei)環(huan)中。
d. 內環(huan)(huan)、定位環(huan)(huan)可(ke)由整板沖制、車制,或經拼焊、圍焊后車制等工藝制成,環(huan)(huan)面(mian)應平(ping)整,其(qi)平(ping)面(mian)度誤差應小于1%;環(huan)(huan)槽或倒角與內外圓應同心,與兩(liang)端面(mian)應對稱。
e. 帶內環的(de)墊片可(ke)直接在內環外(wai)圓上(shang)纏繞制(zhi)成,亦(yi)可(ke)用(yong)專門的(de)機具(ju)將內環與密封元件(jian)緊密固定(ding)。
f. 定位(wei)環與(yu)密封元件之間應有(you)適當(dang)的裝配間隙,但應保證墊(dian)片在正常使用(yong)時(shi)不至于使定位(wei)環脫落。
g. 密封(feng)元件(jian)纏制后(hou),其密封(feng)面不(bu)允許再(zai)進行任何機械加(jia)工(gong)或預壓處理。
3. 尺寸測量范圍(wei)及(ji)尺寸極限偏差(cha)
a. 纏繞式墊片的尺寸測量范圍見圖13-10.
b. 密封(feng)元件和內環、定位環的內外徑(jing)尺寸極限偏差(cha)見表13-15,厚度極限偏差(cha)見表13-16.
c. 大直徑法蘭用纏繞(rao)式(shi)墊片尺寸極(ji)限(xian)偏差見(jian)表13-17.
4. 外(wai)觀質(zhi)量
密(mi)封元件的表面不(bu)允(yun)許有影(ying)響密(mi)封性能的徑向(xiang)貫通的劃痕、空隙、凹凸不(bu)平及(ji)銹斑等缺(que)陷(xian)。
墊片表面的填充帶應均勻,并(bing)適當高出(chu)金屬帶;層間紋理清晰,不應顯露金屬帶。
焊點(dian)應(ying)在金屬帶“V”形截(jie)面的對稱面上,焊點(dian)間距離應(ying)均勻,不應(ying)有未(wei)熔(rong)合和過熔(rong)等缺陷。
內(nei)(nei)環(huan)和定位環(huan)表面不應(ying)(ying)有毛刺、凹凸不平、銹斑等(deng)缺陷;密(mi)(mi)封元件的上下(xia)密(mi)(mi)封面應(ying)(ying)在內(nei)(nei)環(huan)和/或定位環(huan)上下(xia)表面的居中(zhong)位置(zhi);內(nei)(nei)環(huan)與(yu)密(mi)(mi)封元件間(jian)應(ying)(ying)緊(jin)密(mi)(mi)固定,不允許松動;定位環(huan)與(yu)密(mi)(mi)封元件允許在圓周方向相對滑動。
5. 性(xing)能(neng)
a. 墊片壓縮、回彈性能的試(shi)驗條件和指標見(jian)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. 墊片水壓密封性(xing)能的試驗結(jie)果應為:試樣外緣在(zai)保壓時向內(nei)無(wu)水珠出(chu)現、無(wu)脫焊及明顯變形。
四、纏繞式墊片的選擇、注意事項及使用方法
1. 墊(dian)片的選(xuan)擇
墊片的(de)結構型(xing)式(shi)與法蘭密封(feng)面的(de)型(xing)式(shi)應匹(pi)配。
a. 基本型墊片適用于榫槽面法蘭,如圖13-11所示。
b. 內環型墊片適用(yong)于凹凸面法蘭,如圖13-12所示。
c. 定位環型墊片(pian)適用于平面和突(tu)面法(fa)蘭(lan),如圖13-13所示。
d. 內環(huan)和定位(wei)環(huan)型墊片(pian)適用(yong)于平面和突(tu)面法蘭,如圖(tu)13-14所示(shi)。
2. 注意(yi)事(shi)項
a. 纏繞(rao)(rao)式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)(de)(de)密封(feng)元(yuan)件(即墊(dian)(dian)(dian)片(pian)本體(ti)或基本型墊(dian)(dian)(dian)片(pian))的(de)(de)(de)(de)寬度應比非金屬(shu)(shu)軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)(de)(de)寬度小(xiao)。在制作用于凹凸(tu)面、平面和凸(tu)面法蘭(lan)的(de)(de)(de)(de)纏繞(rao)(rao)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)時,不能(neng)隨(sui)便用非金屬(shu)(shu)軟(ruan)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)(de)(de)寬度尺(chi)寸來代替纏繞(rao)(rao)式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)密封(feng)元(yuan)件的(de)(de)(de)(de)寬度尺(chi)寸。因為纏繞(rao)(rao)式墊(dian)(dian)(dian)片(pian)是半金屬(shu)(shu)墊(dian)(dian)(dian)片(pian),標準(zhun)規格墊(dian)(dian)(dian)片(pian)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)緊(jin)應力(li)在70MPa左右時才達到(dao)合理的(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮變形(xing)(xing),從而(er)產(chan)(chan)(chan)生良(liang)好的(de)(de)(de)(de)密封(feng)效果。如果隨(sui)意(yi)加大(da)墊(dian)(dian)(dian)片(pian)本體(ti)密封(feng)面的(de)(de)(de)(de)寬度,勢必(bi)造成(cheng)壓(ya)緊(jin)力(li)降低,墊(dian)(dian)(dian)片(pian)肯定不能(neng)達到(dao)標準(zhun)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮變形(xing)(xing)量,因而(er)不能(neng)產(chan)(chan)(chan)生良(liang)好的(de)(de)(de)(de)密封(feng)。如果超范圍地加大(da)壓(ya)緊(jin)力(li),又必(bi)然會(hui)使法蘭(lan)和螺(luo)栓產(chan)(chan)(chan)生大(da)量變形(xing)(xing),結果會(hui)導致泄漏。
b. 基本型(xing)墊片最好不要(yao)用于凹凸面(mian)法蘭(lan)。這(zhe)是因為基本型(xing)墊片在(zai)法蘭(lan)軸向壓緊力(li)的作(zuo)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,而且墊片軟填料散落會污染物(wu)料和堵塞管(guan)道。
c. 在高溫、深冷或冷熱頻繁交(jiao)變、振動較大、強腐蝕(shi)介(jie)質(zhi)等惡(e)劣條件下(xia),用于平(ping)面(mian)和凸面(mian)法(fa)蘭的(de)墊片(pian)最好加裝合(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(fa)
a. 擰(ning)緊(jin)螺栓時(shi),要使墊片均勻(yun)受力,對稱(cheng)把緊(jin)。
b. 選擇合理的(de)墊片壓(ya)縮量,一般(ban)以0.6~1.2mm為宜。壓(ya)縮量過(guo)大,會(hui)降(jiang)低墊片的(de)回彈率,使墊片失去像(xiang)彈簧似的(de)容(rong)易吸收振動的(de)特性。
c. DN500以上的管(guan)(guan)道(dao)墊(dian)片安裝,可(ke)采取(qu)短(duan)管(guan)(guan)法(fa)蘭平面裝配,而后(hou)再對接(jie)管(guan)(guan)道(dao)的方法(fa)。
d. 螺栓擰緊順序(xu)如圖13-15所示。
五、標(biao)記及標(biao)志(zhi)
1. 標記
a. 標記(ji)方(fang)法如下(xia)所(suo)示(shi):
b. 標(biao)記示例:
公(gong)稱(cheng)尺寸100mm、公(gong)稱(cheng)壓(ya)力4.0MPa的帶(dai)內環(huan)和定(ding)位環(huan)型纏繞式(shi)墊(dian)片,定(ding)位環(huan)材(cai)(cai)(cai)料為(wei)低碳鋼(gang)、金屬帶(dai)和內環(huan)材(cai)(cai)(cai)料為(wei)06Cr19Ni9、填充帶(dai)材(cai)(cai)(cai)料為(wei)柔(rou)性石墨,應標記為(wei):
纏繞墊 D 1222 DN100-PN40 GB/T 4622.2
2. 標志
a. 標志方法(fa)
除基本型纏繞式墊片(pian)應用標簽標志(zhi)外,其(qi)他形式纏繞式墊片(pian)應在定位(wei)環(或內環)上作永久性標志(zhi),標志(zhi)的(de)高(gao)度尺寸至(zhi)少為2.5mm.
當用戶有要(yao)求時,纏繞式墊片還應標以(yi)可識別(bie)金屬帶和填充帶材料(liao)的顏色色標。
b. 顏色(se)色(se)標
金屬帶材(cai)料(liao)以(yi)定(ding)位(wei)環(huan)外(wai)周邊的連續顏(yan)(yan)色(se)(se)帶表示(shi);填充帶材(cai)料(liao)以(yi)定(ding)位(wei)環(huan)外(wai)周邊的間隔色(se)(se)條(tiao)(tiao)表示(shi);DN40及以(yi)上規格的纏繞式(shi)墊片以(yi)四(si)條(tiao)(tiao)間隔90°的色(se)(se)條(tiao)(tiao)表示(shi),小于DN40的纏繞式(shi)墊片用(yong)對稱兩(liang)條(tiao)(tiao)色(se)(se)條(tiao)(tiao)表示(shi)。所用(yong)顏(yan)(yan)色(se)(se)可(ke)按表13-20的規定(ding)或(huo)按用(yong)戶(hu)要求而(er)定(ding)。
①. 為(wei)防止不同(tong)材(cai)料制成的相同(tong)型式墊片之間產生混淆,鼓勵供需雙方共同(tong)確定一種合適(shi)的顏(yan)色代碼。
②. 這些(xie)材料只是(shi)(shi)由特定供應商提(ti)供的(de)(de)產(chan)品(pin)的(de)(de)商品(pin)名。給出這些(xie)信息是(shi)(shi)為了方(fang)便本部分的(de)(de)使(shi)用(yong)者,并不表示對這些(xie)產(chan)品(pin)的(de)(de)認可。如果其他等效產(chan)品(pin)具有相同的(de)(de)效果,則(ze)可使(shi)用(yong)等效產(chan)品(pin)。