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墊片結構其他尺寸的選優設計
添加:2017-5-22 17:19:13    游覽:1910    來源:www.xfbsp.com

  1、墊片直徑

  尚未看到墊片直徑與密封性能關系的專題研究報道。當墊片寬度一定時,墊片有效密封寬度隨著墊片內外徑的增大而增加,墊片內外徑的增加的影響有限,上述分析對象全部是外直徑小 75mm 的管法蘭。因此,該結論不能直接推廣到大直徑的設備法蘭。

  初步分析發現,密封面直徑及其墊片直徑越大,兩者在整個圓周內的平面度實際偏差也大。另外,大直徑法蘭相對于小直徑法蘭其剛度要小, 容易產生更大的法蘭偏轉。墊片公稱直徑的影響也可能體現在抗扭剛度上,小直徑墊片抗扭剛度大,大直徑墊片的曲率半徑小, 在結構上趨向于長而直的鋼片,其抗扭剛度小。這兩方面都對密封性存在不良影響。墊片直徑與密封面平面度的定量關系應成為墊片優化設計的基本內容。

  2、墊片厚度

  一般選用薄的墊片,對高壓工況尤其如此。但是,墊片直徑擴大化增加了問題的復雜性。

  (1) 骨架厚度與密封面平面度。ASMEPCC-1:2010 對密封面平面度和缺陷的定義,GB150.3 表 C.9 允許八角墊和橢圓墊在整個圓周上任何部位的墊環高度差應不大于 0.5mm。對于直徑≥650 的大直徑法蘭,纏繞式墊片密封面平面度應不大于 0.8,金屬包墊片和非金屬墊片密封面平面度應不大于0.3。

  墊片不平整變形需要適當的墊片厚度來彌補, 而骨架厚度的要求在 GB/T 19066.1-2008 標準中是缺失的。查 GB/T 1184-1996《直線度、平面度公差值及應用舉例》,1 000 至 1 600 范圍內的主參數其最高公差等級為 1 級時的公差值為 2.5,1 600 至 2 500 范圍 內的主參數其最高公差等級為 1 級時的公差值為 3,2 500 至4 000 范圍內的主參數其最高公差等級為 1 級時的公差值為 4。根據工程實踐, 直徑 1 400以下的墊片按目前標準提出的厚度尚可滿足密封要求, 直徑再大的則可能會出現失效現象。因此,設計工程師一方面應據此對設備法蘭密封面的平面度提出公差要求,另一方面應根據公差值的差異程度相應增加墊片厚度。

  與純粹的配對法蘭密封相比,換熱器法蘭與管板配對時管板密封面平整度差異性對密封的影響是一特例, 建議在換熱器法蘭設計中, 保留一定的法蘭安全裕度,并考慮足夠的墊片厚度及其回彈性能,給該特例以充分的密封性補償。

  (2)復層厚度。對厚度為 3.10 不銹鋼金屬梯形齒骨架試驗, 在 70 應力下壓縮變形量約為0.240, 卸載后的殘余變形量約為 0.104, 墊片骨架的壓縮率為 7.74%,回彈率為 64.21%。對厚度約為 5.30 的梯形波齒復合墊試驗,在 70 的應力下, 墊片的壓縮變形量約 0.78, 卸載后的殘余變形量約 0.348。墊片的壓縮率為 15.7 %, 墊片回彈率為 55.3 %,這表明在金屬骨架上覆合質地較軟的柔性石墨層后,壓縮率大為增大,而回彈率略有下降。但當柔性石墨達到一定的厚度時壓縮率和回彈率的變化趨于平緩。

  因此, 可以定性推斷: 在墊片總的厚度一定的情況下,骨架和石墨層的厚度分配比例對密封性能是有影響的;存在一個保證最佳回彈率的石墨層最大厚度,而反映石墨層質地軟硬程度的密度則是材料性能關鍵指標。值得定量研究。

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