1、低压密封：P100MPa,垫片密封的分类,垫片密封的结构及原理,图2-1 垫片密封的结构1螺母，2螺栓，3垫片，4法兰,垫片密封广泛应用在我们装置当中，因此我重点讲垫片密封，不管动设备还是静设备上，都用到垫片密封,垫片密封的结构及原理,在两片法兰间放入垫片并拧紧螺栓后，法兰将垫片压紧。当通入介质后，泄露的途径有两条:一是通过垫片内部渗漏，称为渗透泄露；二是通过垫片与两法兰之间泄漏，称为界面泄露。界面泄露与法兰密封面的选择、加工精度、垫片的尺寸、材料性能、紧固方法和压缩程度等因素紧密相关。,垫片泄漏的方式,两种方式：穿漏（界面泄漏）、渗漏。,P,O,渗漏,穿漏,（a）全平面型压紧面（Flat F
2、ace）：柔软材料垫片，或铸铁、搪瓷、塑料等低压法兰场合。（b）突出平面型压紧面（Raised Face）：p2.5MPa，加三、四道周向沟槽后，可以提高密封压力。简单但不易对中，螺栓力大。（c）凹凸型压紧面（MaleFemale Face）：便于对中，垫片不易被挤出和吹出，p6.4MPa（d）榫槽型压紧面（TongueGroove Face）：垫片窄，螺栓力小，安装简单，不会偏，且少受冲刷和腐蚀。但是结构复杂，更换垫片困难（有小技巧：安装时在密封垫上涂石墨），适用于易燃易爆和高度或极度危害等重要场合。（e）梯形压紧面（Trapezium Face），：适用于高温，压力较高场合，O形圈、金属垫
3、圈 八角垫、椭圆垫,亦叫环链接面（RJ）。,垫片密封形式,垫片密封形式,平面型密封,平面型的密封面是一光滑平面，有时也在密封面上开有数条截面为三角形的同心圆沟槽（也称水纹线），有全平面和突出平面之分。适用于平面法兰的垫片有各种非金属平垫片、包覆垫片、金属包垫、缠绕式垫片（可同时带内环或外环或内外环）。特点：结构简单，加工方便，便于防腐衬里的施工，故可在公称压力P2.5MPa时使用。在0.6MPa压力以下、温度不高的场所尤为适宜。但与密封垫片的接触面积较大（特别是管道用宽面法兰），密封所需的压紧力大，安装时垫片不易定位预紧后，垫片易在半径方向变形移动。对聚四氟乙烯等摩擦系数较小的垫片，不宜使用该
4、种密封面。另外，当垫片要重复利用时（如缠绕垫），密封面上不加工沟槽。,垫片密封形式,凹凸型密封,所谓凹凸型，就是由一个凹面和一个凸面组合而成，垫片放置在凹面内。适用垫片：各种非金属平垫片、包覆垫、金属包垫、缠绕垫片（基本型或带内环）、金属波形垫、金属平垫、金属齿形垫。垫片不易被挤出（外侧约束、内侧受压），装配时便于对中，故工作压力范围比平面法兰宽，用于密封要求较严的场合，由于内侧无约束，对操作温度高、封口直径大的设备，使用该种密封面时，垫片仍存在被挤出的可能。垫片内侧变形使垫片压紧应力减小，会导致密封失效。,垫片密封形式,榫槽面型密封,榫槽面型由一个榫面和一槽面组成，垫片置于槽面。金属和非金属
5、平垫、金属包垫、缠绕垫（基本型）等。垫片在槽内各个方向被约束，不会被挤出变形，压紧应力变化小，垫片宽度可小一些，从而压紧面积最小（只是平面和凹凸面法兰的52一68），垫片受力均匀，密封性很好。可用于高压、易燃、易爆、有毒介质等密封要求严格的场合。这种密封面垫片安装时对中性好，但密封面加工和更换垫片较为困难。,垫片密封形式,梯形型密封,梯形型，就是由二个相同的梯形（环连接面）型面组合而成，垫片放置在梯形槽内。O形圈、金属垫圈 八角垫、椭圆垫。垫片不易被挤出，适用于高温高压、密封要求较严格的场合。该种密封型对梯形槽的加工精度要求很高，清洁度要求高，因为对于椭圆垫来说，相当于线密封，且是硬对硬的密封
6、；而八角垫，相当于面密封，但同样是硬密封，所以对于金属密封材料来说，一般选用与母体材质稍低或一致材料更易获得良好的密封。,其它密封形式,阀杆填料型密封,阀杆填料型由一个填料套、填料、压盖及紧固螺栓组成，密封填料置于杆套内。密封材料：主要密封材料为成型石墨、石墨盘根（编制石墨绳）、成型四氟。可用于高、中、低压各种介质阀杆密封，1.填料套、2.密封填料、3.填料压盖、4、压盖螺栓,1,2,3,4,常用密封材料有2大类，金属材料和非金属材料。一、非金属材料通常有:1.聚四氟乙烯（PTFE）；6.尼龙（PA）；2.氟橡胶（FKM）；7.聚甲醛（POM）；3.全氟橡胶（KALRER）8.石墨（GRA）；
7、3.丁腈橡胶（NBR）;9.碳化硅陶瓷（SiC）;4.聚氨酯橡胶（PU）；10.石棉橡胶。5.硅橡胶（MVQ）；,常用密封材料的种类,常用密封材料有2大类，非金属材料和金属材料。二、金属密封材料通常有:1.碳钢（10#）；2.镍基硬质合金（304、304H、316H等）；3.钴基硬质合金（YG6、YG8）；4.铜（Cu）；5.其它合金（Cr-Mo钢、铸铁、45#等）,常用密封材料的种类,优点:耐高低温性能好（-55 260）；耐多种油类及化学物质，优异的耐酸碱、耐 溶剂性；自润滑性能好；耐磨性能好；机械强度强，抗压能力强。,常用密封材料的特性及应用,聚四氟乙烯,缺点：硬度低。,应用：用于耐酸碱
8、环境中做密封环，也常用作辅助密封件。,常用密封材料的特性及应用,氟橡胶,优点：耐温度性能好（-20 200）；耐油性好，适用于所有润滑油、汽油、液压油、合成油；耐酸碱及其它多种介质（乙二醇类）；常用于高温或特殊介质条件下的密封材料；,缺点：机械强度中等,应用：用于制造耐高温、化学药品、耐燃液压油的密封件，广泛用于冶金、石化、电力等行业。,优点:广泛地耐化学性，机械强度好，耐高温。,常用密封材料的特性及应用,全氟橡胶,应用：化学工程，高温设备用密封件。,常用密封材料的特性及应用,优点：耐温度性能好（-40 100）；具有优良的弹性，耐磨性，热稳定性和机械性能，耐油性好；通用性强，实用性广。不适用
9、于磷酸脂系列和含极性添加剂的齿轮油。,丁晴橡胶,应用：用于制作“O”圈、油封、皮碗，适用于液压、气动系统中作静密封或动密封用。优良的耐酸碱性和耐溶剂性,可在酸碱交替的介质中使用,有很高的机械强度,硬度高,耐磨性和自润滑性好，温度小于等于220。,常用密封材料的特性及应用,缺点：脆性大,加工困难，对介质有一定的污染性。,石墨,应用：广泛用于耐酸碱、油、水、醇、溶剂中做密封环。具有较低硬度，较高的弹性，能在较高的压力下，温度为-35+60C的空气中工作。具低温下耐酸碱。能够冲压成各种形状的密封件。易粘连密封面，不易清理。,石棉橡胶,应用：适用于水、空气、蒸汽、煤气、碱液等管道介质密封垫。,用在高温
10、、低温、高真空、超高压或强腐蚀性、放射性流体等工况条件下。金属垫片的种类很多，常用的有中空O型环，金属环及金属波形、平形、齿形密封垫片等。常用的材料有软钢、铜、铝、银、不锈钢、铬钢、蒙乃尔合金等。金属垫片密封要求较大的密封比压，法兰面应具有足够的硬度和表面光洁度。,金属密封材料的特性及应用,金属密封材料,金属平垫不适用于温度、压力波动较大的场合。高温、低温、高真空、超高压或强腐蚀性、放射性流体等工况条件下。,金属密封材料的特性及应用,金属密封材料,高压：压力800LB级以上密封；,高温：温度300以上密封；,强腐蚀：管道介质强酸强碱；,放射性流体：放射性物质,常见金属密封形式种类,金属椭圆垫,
11、金属八角垫,常见金属密封形式种类,金属齿形垫,常见金属密封形式种类,金属波齿垫,静密封定义,所谓静密封就是相对静止的两个部件之间的密封，没有往复、旋转或螺旋的交变载荷变化。请学员们举例说说我们装置现有哪些静密封？,静密封材料的选用,植物材质、矿物纤维、橡胶、塑料、金属等均可用作静密封材料。最常用的有橡胶、石棉、非石棉纤维、聚四氟乙烯、柔性石墨以及诸多种类的金属和合金。,静密封材料的选用原则,我们常见的静密封基本上是法兰之间、阀门填料、泵体连接等之间的密封，所以密封垫片的选择应遵循以下原则：1.密封面形式和尺寸；2.法兰公称直径和压力；3.介质温度和特性。,静密封材料的选用原则,选用密封材料应考
12、虑的因素:1.有良好的压缩回弹性能，能适应温度及压力的波动；2.有很好的塑性，能与密封面紧密贴合；3.不污染工艺介质；4.有足够的强度，不因工作介质压力和预紧力而破碎；5.低温时不易硬化，高温时不易老化；6.加工性能好，安装方便；7.不粘连密封面，易拆卸。,实例分析,1.甲醇介质：金属石墨缠绕垫（GRA），主要用于法兰之间密封；成型石墨填料、石墨盘根（GRA），主要用于阀杆密封；石墨垫（GRA）、石棉橡胶（XB350），主要用于低压、低温环境。2.中低压蒸汽介质：金属石墨缠绕垫（GRA），主要用于中低压法兰之间密封；石墨垫（GRA），主要用于低压法兰之间密封。,实例分析,3.公用工程介质：4.
13、高温、高压蒸汽、高压工艺气介质：金属椭圆垫（10#、304、304H、316H）、金属缠绕垫（304+GRA）5.水介质：丁晴橡胶垫（视镜密封）。,实例分析,6.举例：TV1415B，介质为高压蒸汽、设计法兰材质为A105，密封面形式为梯形（环连接面）型。请选择法兰密封垫类型及其材料。环连接面，说明肯定要选用金属椭圆或金属八角垫；法兰材质为A105；说明要选接近的材质：10#；合成气压缩机透平入口高压蒸汽连接法兰，材质为A105，密封面形式为突出平面型，压力11.0MP。温度300以上，请选择密封垫类型及材料。突出平面型，肯定要选平面型垫片，高温高压，必须选耐高温高压材料：GRA，高压还要考虑
14、承受压紧力，密封件必须内外侧有制约，综合上述，应该选内外环金属石墨缠绕垫，材料：2222或1222.,动密封材料的选用,定义 动密封：就是两个相对运动的密封面之间的密封。从定义上看，动密封比静密封相对来说要复杂一些，实现起来也相对要难一些。动密封主要有往复密封和旋转密封，请学员们举例说一下我们2套甲醇装置里面有哪些动密封？,动密封材料的选用,1.机械密封结构及组成,动密封材料的选用,2.机械密封原理,机械密封主要是将较易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。如图所示，当轴转动时，带动了弹簧座、弹簧压板、动环等零件一起转动，由于弹簧力的作用使动环紧紧压在静环上。轴旋转时，动环与轴一起旋转，而静环
15、则固定在座架上静止不动，这样动环与静环相接触的环形密封面阻止了介质的泄漏。,动密封材料的选用,A,B,C,D,机械密封一般有四个密封点：,A、动环与静环之间的密封动密封,B、动环与轴或轴套之间的密封相对静密封,C、静环与静环座之间的密封静密封,D、静环座（压盖）与设备之间的密封静密封,机械密封的主要特点主是密封面为垂直于旋转轴线的端面。,动密封材料的选用,机械密封材料选择原则：较好的耐磨性，能有减摩作用（即f要小）良好的导热性，把摩擦热及时传出 孔隙率小，结构紧密，以免介质在压力下有渗透。动、静环是一对摩擦副，它们的硬度各不相同。一般动环的硬度比静环的硬度大。动环的材料可用铸铁、硬质合金、高合
16、金钢等，在有腐蚀介质的条件下可用不锈钢或不锈钢表面（端面）堆焊硬质合金、陶瓷等；静环的材料可用铸铁、磷青铜、巴氏合金等，也常用浸渍石墨或填充聚四氟乙烯。,机械密封材料的选择,动密封材料的选用,阀杆填料密封,阀杆填料密封由一个填料套、填料、压盖及紧固螺栓组成，密封填料置于杆套内。可用于高、中、低压各种介质阀杆密封，1.填料套、2.密封填料、3.填料压盖、4、压盖螺栓,1,1,2,3,4,动密封材料的选用,常用软密封材料应用特性,软密封材料的选用,软密封材料的选用,石棉编制+GRA,成型石墨,石棉编制+GRA,石棉编制,聚四氟乙烯,实例分析,6.举例：产品甲醇输送泵，介质为甲醇、请选择动、静环及辅
17、助密封圈材料。动环：碳化钨或Cr钢对焊STL合金，静环：树脂浸渍石墨或填充聚四氟乙烯芬醛塑料，辅助密封圈：聚四氟乙烯。碱液槽上下槽连通球阀阀杆密封材料的选择？介质：碱。选用成型或编制聚四氟乙烯材料，抗碱性强。,垫片种类,O型圈,D型石墨缠绕垫片,C型石墨缠绕垫片,A型石墨缠绕垫,B型金属缠绕垫,垫片种类,金属椭圆垫,金属八角垫,金属椭圆垫横切面,金属八角垫横切面,垫片种类,石棉橡胶垫,橡胶垫,石墨垫+304,四氟垫,法兰密封泄漏原因,法兰密封泄漏原因,结束语,通过与大家一起探讨和分享了密封与泄漏的关系，常用密封材料的特性，动、静密封中的材料选用原则；二套甲醇常用密封件的形式以及密封垫引起泄漏的原因等，希望我的讲解和介绍能给大家在日常的工作带来些许帮助！谢谢大家！,
