垫片密封技术及性能
现代密封技术
－垫片密封技术
2垫片类型和选用
●垫片类型
●垫片标准
●垫片选用
法兰情况
螺栓情况
螺栓紧固情况
连接工况
连接系统的内部工况
●垫片的紧固技术
2.1主要垫片类型及特性
●（非）石棉橡胶垫片
●聚四氟乙烯及其包覆垫片
●缠绕式垫片
●柔性石墨复合垫片
●金属齿形垫片和金属齿型组合垫片
●金属环垫
●其它
石棉橡胶垫片
●石棉橡胶垫片－以石棉纤维与特种橡胶复合压制而成的石棉密封材料，具有较好的耐高温和
耐介质性能，可应用于多数工况的密封要求。产品具有极好的性能价格比，是大众密封的首选材料。包括X B系列和N Y系列石棉橡胶板，胶乳抄取石棉纸、石棉胶乳抄取板。
●优点：适应性广，性价比高；可裁剪为任意平面形状和尺寸的密封垫片。
●缺点：环境不友好，被禁用和限用产品。
●主要应用：
●管法兰、阀盖、塔、槽、反应器、压力容器、热交换器等；
●防腐型可用于不锈钢制管法兰以及机械设备；
●低氯、低硫型（100p p m以下）可用于核电
●注意：
●NY、XB牌号问题
●品质差异问题
●标准
非石棉橡胶垫片
●非石棉橡胶垫片－以无机非石棉纤维、碳纤维、特种有机合成纤维与合成橡胶等复合制成的
绿色环保型产品，具有较好的耐高温和耐介质性能，能广泛替代压缩石棉橡胶板，满足大多数苛刻工况的密封要求。
优点：环境友好，性能范围广；
缺点：性价比低，长期性能、时效性能差。
●应用：一般配管、热交换器、塔、槽、检修孔、泵的外壳及机械设备密封
●国外企业：G a r l o c k、K l i n g e r、华尔卡、霓佳斯、标牌、特力、I n t e r f a c e等
●国内企业：多、杂，研究、生产
上海赋瑞、舟山海山、江门本和、长春兰天、成都骏马、烟台石川、成都天府、南阳天一
国内外不同工艺制品性能比较
压缩板密封垫片（纤维增强）的加工
提高纤维橡胶垫片
密封效果的措施
聚四氟乙烯垫片
●聚四氟乙烯垫片－以聚四氟乙烯（P T F E）为主的高品质密封材料，具有优异的耐化学介质腐
蚀性能和密封性能，突出的表面不粘性和抗污染性，良好的压缩回弹性能和抗蠕变松弛性能，特别适合于强腐蚀性介质或对卫生要求严格的食品、医药等行业的中低温密封。
优点：应用范围广，耐低温，抗腐蚀，不粘附性；
缺点：性价比较低，易冷流，耐高温性能差；
通过填充改性、微孔改性、膨化改性以提高应用范围。
l应用：用于各种产业的设备、药液配管、纯水管线、低温管线、氧气管线等
聚四氟乙烯包复垫片
●聚四氟乙烯包覆垫片－以聚四氟乙烯（P T F E）为包覆层，以石棉或非石棉压缩板等为内芯的
复合垫片。垫片既具有P T F E优异的耐化学介质腐蚀性能和密封性能，突出的表面不粘性和抗污染性，又具有压缩板材良好的压缩回弹性能和抗蠕变松弛性能，特别适合于强腐蚀性介质或对卫生要求严格的食品、医药等行业的中低温密封。
广泛的抗腐蚀能力
广泛的类型和尺寸
可靠的密封和安全保证
满足F D A要求的聚四氟乙烯材料
最经济的代石棉聚四氟乙烯包复垫片
●应用：药液管线、玻璃衬里设备、半导体的设备、食品医药设备等密封
缠绕式垫片
●缠绕式垫片－以V型或W型断面的金属带与非金属填充材料缠绕而成。分基本型、带内加强环、
带外环和带内外环型，软填料有特殊石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯和非石棉纸。另有特窄型、椭圆型等异型缠绕垫片及组合型（带金属包垫片）、铁路机车缸头专用的缠绕垫片。
●特点－优异的压缩回弹性能和安全可靠的长期密封性，极好的耐高低温性能和抗压力波动
性，对介质有很好的适应性,适用于中高低温、中高压设备及管线法兰的密封，也是机动车排气管用垫片的首选。
柔性石墨复合垫片
●柔性石墨：应力松弛较小、适用范围从极低温（-240℃）到高温（500℃，2500℃）、耐
辐射性优异、耐介质范围广
●柔性石墨复合垫片－是以高纯度柔性石墨板材与金属骨架复合而成，具有优异的耐介质腐蚀
性能和耐高低温性能，在极端条件下具有优异的密封性能，能满足普通材料无法胜任的密封要求，且工艺成熟、使用方便，具有广泛的适用性。
●适用介质：水、空气、惰性气体、饱和蒸汽、中强度化学品、碳氢化合物等水、饱和蒸汽、
碳氢化合物及大多数腐蚀、非腐蚀性介质。
●型式：冲齿板增强(高强垫片)、波齿板增强、波纹板增强、金属丝网增强、金属箔增强等。
●应用：用于各种产业的设备、配管（LNG船、LPG船）；热催化油管线等
金属包覆垫片
●金属包覆垫片－以石棉、非石棉、柔性石墨等非金属材料为缓冲材料作为内芯，表面包覆金
属层，可制成任意形状，特别适用于异型法兰及换热器用密封垫片。
●使用范围－适用于各种行业的热交换器、压力容器、塔槽类、阀帽等的密封垫片。
温度：视包覆材质定
压力：7MPa
●金属包覆垫片具有与包覆金属相同的耐腐蚀性和相近的耐热性，非金属填充材料使垫片具有
较好的弹性。
●与非金属垫片相比，该类垫片在经常拆卸的条件下不易损坏、不玷污、不腐蚀法兰密封面并
具有较高强度。
●也备有将膨胀石墨带粘贴于密封垫片表面、进一步提高其密封性的产品
●用于热交换器、管法兰、塔、槽阀盖等
金属平垫、齿形垫片及其复合垫片
●金属平垫-将已轧制的金属板加工成规定尺寸的经济性密封垫片。高垫片比压，多用于强制
密封。
●金属齿形垫片－金属车削而成，断面为锯齿形，齿间距1.5～2mm，齿高0.65～0.85mm，顶宽
度0.2～0.3mm，密封面上有若干同心圆。
●结构型式－基本型、带内环型、带外环型、带内外环型。
●优点－与金属垫片相比，预紧力较小，密封效果好；
●缺点－易损伤法兰面。
●使用范围－高温、高压场合。
温度：视金属材质定，一般小于650℃；
压力：25MPa以下
●复合垫片－在其表面复合一层非金属材料，包括石棉橡胶板、非石棉橡胶板、柔性石墨、
聚四氟乙烯等，可以保护法兰面，提高密封效果，密封压力可大为提高（42MPa）。
●应用领域：适用于高温、高压的阀盖以及管法兰、压力容器的盖板密封垫片等
金属环垫
●金属环垫－是以不同金属材料经锻造、精密加工而成的环状垫片，主要指截面为八角形的八
角垫和截面为椭圆形的椭圆垫。它们具有优异的高温、高压密封性和抗渗透性，可在一定条件下重复使用。适用于化工、炼油、石化、冶金、能源、核电等工业部门的高温、高压水蒸气及塔、槽、热交换器、高压罐、阀帽密封，也可用于平面形、槽形、嵌入形的所有接头密封。
●特点－具有优异的压缩回弹性能和安全可靠的长期密封性，极好的耐高低温性能和抗压力波
动性，对介质有很好的适应性,适用于中高低温、中高压设备及管线法兰的密封
●应用领域：高温及高压下的管法兰、阀盖、压力容器等
其它垫片－金属复胶垫片
●金属覆胶密封垫片（板材）是以薄钢板为骨架，采用特殊工艺在其表面复合一层特种橡胶或
轻度闭孔发泡的特种合成橡胶。产品具有优异的压缩回弹性能、极好的长期耐油密封性能和极低的压缩永久变形性能，对各种密封表面均具有很好的适应性，可广泛应用于－25℃～＋170℃温度范围内高耐油密封的需要，特殊品种可应用于－55～＋350℃的温度范围。产品密封效果特别优异，部分制品可以重复应用，是中低温密封材料的首选升级换代产品。
其它垫片－软木橡胶垫片
●软木橡胶（橡胶软木）垫片－系采用特种合成橡胶和软木粒子经特殊工艺混合、压制、硫化
而成，具有极好的耐油密封性能、压缩回弹性能、抗松弛性能、尺寸稳定性，适合机动车油底壳、管路、仪器仪表及变压器用耐油密封材料，也可应用于铁路、隧道、桥梁、涵洞等防震、隔音、密封之用。
其它垫片－橡胶垫片
●橡胶垫片－将各种材质的橡胶板冲裁加工而成的密封垫片，适用于不能施加很高紧固力的低
压场合。
●不足：使用温度、压力较低
2.2垫片标准
●垫片标准包括
垫片的尺寸标准-国内外
技术要求-国内
试验方法-国内外
●国家标准、国际标准、行业标准、企业标准
G B、I S O、A S T M、A P I、A N S I、B S、J I S、D I N、E N、J P I等
J B、H G、S H J等
中国垫片密封标准
●石棉橡胶垫片和非金属平垫片标准
●聚四氟乙烯包覆垫片标准
●缠绕式垫片标准
●柔性石墨复合垫片标准
●金属包覆垫片标准
●金属齿形垫片及金属齿形组合垫片标准
●金属环垫标准
●垫片试验方法标准
国内石棉密封材料试验标准及技术条件●GB/T539-2008 耐油石棉橡胶板
●GB/T 540-2008 非金属垫片材料试验方法
●GB/T 543-83 耐油石棉橡胶板浸油增厚率试验方法
●GB 544-83 石棉橡胶板密度试验方法
●GB3912-83 耐油石棉橡胶板浸油增厚率试验方法
●GB 3913-83 耐油石棉橡胶板腐蚀性试验方法
●GB/T3985-2008 石棉橡胶板
●GB 3986-83 石棉橡胶板烧失量试验方法
●GB 3987-83 石棉橡胶板老化系数试验方法
●GB 3988-83 石棉橡胶板压缩率、回弹率试验方法
●GB/T 12385－90 管法兰用垫片密封性能试验方法
●GB/T 12621－90 管法兰垫片应力松弛试验方法
●GB/T 12622－90 管法兰垫片压缩率及回弹率试验方法
●JB/T 87-94 管路法兰用石棉橡胶板
●JC69－82（96）衬垫石棉纸、板
●JC 203-76 400 石棉耐油橡胶板
●JC/T328－82（96）石棉纸、板性能试验方法
●JC/T 554-94 石棉胶乳抄取板
●JC555-2008 耐酸石棉橡胶板
（非）石棉密封材料试验标准及技术条件
（国外）
●ASTM F104?a03 非金属垫片材料标准分类体系
●ASTM F152?a95 非金属垫片材料拉伸强度试验方法
●ASTM F36?a99 垫片材料压缩率回弹率试验方法
●ASTM F38?a00 垫片材料蠕变松弛率试验方法
●ASTM F146?a04 垫片材料耐液性试验方法
●ASTM F37?a00 垫片材料密封性试验方法
●ASTM F433-2002 垫片材料导热系数测定方法
●ASTM F147?a87 非金属垫片材料柔软性试验方法
●ASTM F607?a03 垫片材料与金属表面粘附性试验方法
●BS 7531：1992压缩无石棉纤维垫片材料
●DIN 28091无石棉纤维垫片材料技术条件
非石棉密封材料试验标准及技术条件
（国内）
●GB/T20671.1-2006 非金属垫片材料标准分类体系
●GB/T20671.2 -2006 垫片材料压缩率回弹率试验方法
●GB/T20671.3 -2006 垫片材料耐液性试验方法
●GB/T20671.4 -2006 材料密封性试验方法
●GB/T20671.5 -2006 垫片材料蠕变松弛率试验方法
●GB/T20671.6-2006 垫片材料与金属表面粘附性试验方法
●GB/T20671.7 -2006 非金属垫片材料拉伸强度试验方法
●GB/T20671.8 -2006 非金属垫片材料柔软性试验方法
●GB/T20671.10 -2006 垫片材料导热系数测定方法
●GB/T9129－2003 管法兰用非金属平垫片
●GB/T 17727-1999 船用法兰非石棉材料垫片
–修订为 GB/T 17727 船用法兰非金属垫片
●GB/T 22208-2008 船用垫片用非石棉纤维增强橡胶板试验方法
●GB/T 22209-2008 船用垫片用非石棉纤维增强橡胶板
●CB/T 3589-1994船用阀门非石棉材料垫片及填料
2.3垫片选用
●垫片选用的基本原则
相配法兰的密封面型式和尺寸；
法兰及垫片的公称直径；
法兰及垫片的公称应力；
流体介质的温度；
流体介质的性质。
●其它因素
良好的压缩回弹性能，适应温度及压力的波动；
良好的塑性，能与法兰密封面很好的贴合；
不污染工艺介质；
有足够的强度，不因工作介质压力和紧固力而造成破坏；
低温不硬化，收缩量小，高温不易软化，抗蠕变性能好；
加工性能好，安装方便；
不粘结法兰密封面，拆卸容易。
密封垫片的设计
一般密封垫片的泄漏量
法兰情况
●法兰是新的还是旧的？
●表面粗糙度如何？
●加工痕迹如何？是同心圆还是螺旋状或平行线或弧线的加工痕迹？
●加工方法如何？是车还是铣、磨、研磨、抛光？
●表面轮廓如何？是波状还是翘曲、扭曲、拱形（凹或凸）状？
●表面状态如何？有否划痕、压痕、气孔、裂纹、凹坑？
●有否化学作用的后果，锈斑、腐蚀、蚀刻？
法兰面的加工
螺栓情况
●螺栓的尺寸和数量?
●螺栓用什么材料?是冷轧钢还是合金钢?
●螺栓是新的还是旧的?
●螺纹状态如何?是光制的还是粗制的?
●拧紧时是否使用润滑剂?
●螺母与法兰表面的接触状况如何?
●螺母与法兰表面之间是否使用垫圈和润滑剂?
螺栓紧固情况
●在拧紧每一个螺栓时，使用什么程序或步骤达到最终的载荷？
●是否使用扭力板手？若否，则用什么方法拧紧螺栓？
●安装人员是否有经验？
●在安装和运转中，紧固作业是否容易接近连接所在的位置？
●确保有足够的载荷从螺栓传到垫片上。
连接工况
●有哪些外部的机械载荷（扭转、压缩、拉伸、冲击、振动）作用在管系上，从而影响
接头的密封？
●假定有某些外载荷作用在管系上，则用了哪些预防措施（如支承和固定管道或采用膨胀节或
Ω环）减弱它们的影响？
●连接曝露在怎样的外部气氛中？如是否考虑极端温度？有否大气腐蚀？有否化学品或溶剂
溢出而接触接头？
●管系的配置如何，包括管阀等？如拧紧前管道有否偏心、错角或扭转等？
连接系统的内部工况
●密封介质
气体、液体还是浆液？酸性、碱性还是石油物质，有机、合成、芳香族还是脂肪族物质？
若是酸性或碱性的物质，则其P H值和百分比浓度多少？
●密封压力
操作时，正常的和最大的压力是多少？非正常操作状态下，有否任何的冲击或动力影响（如骤变）？关闭阀门是否引起的非正常压力？
●密封温度
操作的温度为多少？可能出现的非正常或极端温度为多少？管线与垫片之间的温度差为多少？
●介质、压力、温度、应用、尺寸－选择垫片的五个要素
2.4垫片的紧固技术
●设计
GB150、ASMEⅧ、BS5500等
法兰、螺栓、垫片的材料选择，尺寸计算等
●元件的选择
服役期、腐蚀、损伤
●装配程序
预紧载荷的分散程度
螺栓紧固次序
●扭矩损失
螺栓伸长、法兰变形、机械振动，工作温度及其变化引起各个元件的热变形或热膨胀等因素
垫片的蠕变松驰
螺栓法兰的一般安装要求
垫片与法兰密封面应清洗干净，不得有任何影响连接密封性能的划痕、斑点等缺陷；
垫片外径应比法兰密封面外径小，垫片内径应比管道内径稍大，两内径的差一般取垫片厚度的2倍，以保证压紧后，垫片内缘不致伸入容器或管道内，以免妨碍容器或管道中流体的流动；
垫片预紧力不应超过设计规定，以免垫片过度压缩丧失回弹能力；
垫片压紧时，最好使用扭矩把手或液压上紧器，且拧紧力矩应通过计算求得；
安装垫片时，应按一定次序拧紧螺母，且不可一次拧紧致设计值，一般至少循环2～3次，以便垫片应力分布均匀；
对易燃、易爆介质的压力容器和管道，换装垫片时应使用安全工具，以免因工具与法兰或螺栓相碰，产生火花，导致火灾或爆炸事故；
管道如有泄漏，必须降压处理后再更换或调整安装垫片，严禁带压操作。
螺栓紧固次序
●安装与突平面法兰相配的缠绕垫片时，应注意保证密封件与管道同心，一般采用外加强环
与螺栓内侧圆周面相接触来定位，不允许偏心安装。安装榫槽密封面法兰中的基本型缠绕垫片时，应注意与槽面保持一致；
●安装宽度较窄的金属包覆垫片时，应将一定厚度的钢板置于垫片外侧，再压紧法兰，以免垫
片内的包覆填料受压后，把金属外壳的接口（或搭口）胀开，损坏垫片；
●当法兰工作温度高于200℃时，在法兰密封面和垫片间应涂上密封胶，以防止高温下垫片与
法兰密封面烧结，给检修和更换垫片增加麻烦；
●密封面不平时，可在密封面上涂密封胶后在安装垫片。密封胶一般由二氧化锰、铅丹、石墨
粉和熬过的亚麻子油（干性油）组成。可根据密封介质、工作温度和介质压力等条件来选用相应的液态密封胶；
●对于安装金属八角垫，当金属环垫和法兰密封槽加工不太理想时，可通过配研来达到紧密贴
合。对于大直径的金属环垫，配研较为困难，为了填补金属表面微小的凹凸不平，可使用密封胶。
对螺栓螺母的检查
●螺栓及螺母的材质、型式、尺寸应符合图纸要求；
●螺母在螺栓上转动应灵活，不晃动；
●螺栓不应有弯曲现象；
●螺栓螺纹不允许有断开现象。
对法兰的检查
●应检查法兰型式是否符合要求、密封面是否光洁、有无机械损伤、径向划痕和锈蚀。
对垫片的检查
●垫片材质、型式、尺寸是否符合要求；
●垫片表面是否有机械损伤、径向刻痕、严重锈蚀、内外边缘破损等缺陷；
●对于椭圆形及八角形金属环垫在安装前应检查法兰梯形槽尺寸是否符合要求，槽内是
否光洁。可在环垫接触面上涂红铅油，以检查接触是否良好。如接触不良，应进行研
磨。
偏口：指管道与法兰不垂直、不同心，法兰面不平行。两法兰间允许偏差值为：非金属垫片，应小于2mm；金属－非金属组合垫片、金属垫片，应小于1mm。
错口：制管道与法兰垂直，但两法兰不同心。在螺栓孔直径及螺栓直径符合标准的情况下，不用其它工具可将螺栓自由地穿入螺栓孔为合格。
张口：指法兰间隙过大。两法兰间允许的张口值（除去管子预拉伸值及垫片或盲板的厚度）为：管法兰的张口应小于3mm；与设备接管连接的法兰应小于2mm。
错孔：指管道与法兰同心，但两个法兰相对应的螺栓孔之间的弦距离偏差较大。螺栓孔中心圆半径允许偏差为：
●螺栓直径≤30mm时，允许偏差为±0.5mm；
●螺栓直径>30mm时，允许偏差为±1mm；
●相邻两螺栓间距的允许偏差为±0.5mm。
●任何几个孔之间弦距的总偏差为：
?DN≤500的法兰，允许偏差为±1mm；
?DN600～1200的法兰，允许偏差为±1.5mm；
?DN1300～1800的法兰，允许偏差为±2mm。
安装螺栓法兰连接前，应先根据螺栓的新旧程度、润滑状态、材质等估算紧固力。若紧固力过小，则垫片预紧应力不足，连接无法实现密封；若紧固力过大常常引起垫片或密封面破损。对于缠绕式垫片，过度压缩将使其丧失弹性；对于金属齿形垫片，紧固力过大，齿尖就会被压平而失去齿形垫片的优点。
螺栓紧固力控制方法
●使用专用工具：如测力扳手、定力矩扳手等专用工具，计算并控制预紧力；
●测量螺栓伸长量，以此计算预紧力；
●采用扭角法。螺母与法兰贴紧后再紧固螺母，用所需旋转的角度来控制预紧力。
预紧载荷的分散程度
3垫片密封设计
●垫片密封设计概述
●A S M E规范设计方法
●D I N2505规范设计方法
●A S M E规范设计新方法
●螺栓法兰连接的紧密性设计方法
●螺栓法兰连接的可靠性分析方法
●新方法与规范方法的比较
3.1垫片密封设计概述
●螺栓法兰垫片连接是压力容器和管道最常用的密封连接型式，其设计方法各国均有技术规范
进行规定，如我国G B150、美国A S M E、德国D I N2505等，这些方法称规范设计方法。
●螺栓法兰连接的基础研究以及设计方法的建立一直是国内外密封技术领域的热点课题之一。
●发展方向
新的A S M E规范的螺栓法兰连接设计方法
●一个新的附录将出现在A S M E S e c t i o nⅧ，D i v.1中，并与目前的附录2同时存在，而
最终取代它；
●一个新的A S T M标准垫片试验方法也将提出，并用它来确定某些垫片的设计常数G b，a，
G s。
紧密性设计方法
可靠性分析方法
3.2A S M E规范设计方法
●美国机械工程师学会（A S M E）锅炉及压力容器规范第八册第一分册附录2推荐具有环形垫片
的螺栓法兰连接计算规则是螺栓法兰连接最通用的设计方法，用于垫片全部位于螺栓孔中心圆以内的连接。
一个紧密的螺栓法兰垫片接头必须在安装时将垫片预紧到一定的载荷，然后当进入操作时，垫片上必须保持足够的最低载荷。这些操作和预紧要求的载荷都是基于规范推荐的m 和y两个系数；
y代表最小预紧垫片应力，而m代表最低操作垫片应力是介质压力的m倍。m、y定性表示零泄漏的紧密连接。
m、y值测试方法：A S T M F586测定垫片泄漏率与应力y和系数m关系的试验方法（已停用） 一般m、y值随垫片厚度增加而减少
●规范列出了一些常用垫片材料和接触面形状以及建议的垫片系数m和最小预紧比压y值，它们
既用来确定密封需要的螺栓载荷，又用来验证法兰尺寸是否满足设计要求。
（A S M E、G B150）规范的螺栓载荷计算方法
●确定操作工况下需要的最小螺栓载荷，W m1：
操作条件下螺栓除承受最大的许用工作压力作用在垫片反作用力直径范围内面积上流体静压轴向力H，还必须在垫片或连接接触面积上保持密封所必须的压紧载荷Hp。该压紧载荷以压力的m倍表示，垫片系数m是垫片材料和结构型式的函数。
P是设计介质压力，b是垫片有效密封宽度，DG为根据规范要求确定的垫片载荷作用中心的直径。
●确定预紧垫片需要的最小螺栓载荷，W m2：
Wm2=（Ag）y/2=3.14bDGy
●b－垫片有效密封宽度；DG－垫片接触面的平均直径
●由W m1和W m2确定需要的最小螺栓总面积（A m）：
Am=max.(Am1=Wm1/[δ]bt和Am2=Wm2/[δ]b)
●[δ]b和[δ]bt分别是螺栓材料在室温和操作温度下的许用应力
●由需要的最小螺栓面积（A m）和实际的螺栓面积（A b）决定设计预紧载荷：
W=0.5(Am+Ab)[δ]b
●决定设计操作载荷大小：
W = Wm1
●A S M E规范要求对法兰做弹性应力分析，证实这些螺栓载荷能否为法兰强度所接受。该规范没
有涉及连接的泄漏率或紧密程度以及外载荷、变形或装配方法对连接性能的影响。
m值、y值以及允许紧固压力
垫片预紧应力y
紧固力和紧固扭矩
3.4A S M E规范设计新方法
●与传统A S M E规范设计方法相比，新方法中法兰的弹性应力分析和强度评定准则基本保持不
变。
●新方法的基本特点是将法兰连接的密封设计建立在泄漏准则上，即在设计螺栓载荷下，法兰
密封面与垫片之间建立的垫片应力保证了操作压力下接头处的泄漏率不超过设计要求的泄漏率；
●但增加如下内容：
使用连接紧密性作为设计准则；
引入了基于垫片常数G b，a，G s的泄漏率和相应的计算方法，以此确定螺栓载荷。新的垫片常数表征垫片的紧密性，且可依据标准试验方法通过实验得到。给出了相应于这些常
数的垫片应力和紧密性范围；
提出了法兰刚度要求；
考虑了作用于螺栓法兰连接上的外力和外力矩；
对螺栓设计面积和设计螺栓操作载荷的定义作了修改；
考虑了如多程管壳式换热器中分程隔板上的垫片载荷对连接的可能影响。
●紧密性概念和紧密性参数
新方法引入了紧密性概念，通过紧密性参数把所密封的压力和质量泄漏率联系起来用于表征螺栓法兰连接的密封能力。
紧密性与所密封的压力成正比，与泄漏率成反比。紧密性也可认为是引起较小的泄漏率所需的压力。
对垫片而言，紧密性是在给定的载荷下，连接所能限制泄漏的能力的度量。当连接的泄漏率相同时，较紧密的垫片能密封较高的内压。连接越紧密，泄漏率越小。即紧密性越高越好。
紧密性的度量采用紧密性参数T p来表征，T p定义为引起外径150m m的垫片泄漏1m g/s氦气所需要的压力（单位为大气压），这相当于氦气通过一公称直径为100m m的管法兰用垫片、泄漏率为1m g/s时的压力（单位为大气压）。
式中：L R M－垫片单位外径的泄漏率；p*—大气压力（0.1013M p a）。
由式可见，连接紧密性提高10倍，泄漏率将减小100倍。
紧密度（T p）作为无因次度量，可以很方便地对给定的垫片应力下将压力和质量泄漏率关联起来。紧密度是度量在给定螺栓载荷下接头限制泄漏的能力。
●紧密度分级
把紧密性作为螺栓法兰连接的设计准则，就必须定义各种泄漏率水平。新方法把L R M＝2×10－－33m g/s·m m规定为“标准”紧密性等级所对应的泄漏率，并将其定义为T2级。这相当于一公称直径为250m m的螺栓法兰连接每天泄漏约40L的氦气。于是以此为标准将紧密性划分为5个等级，每个等级相差2个数量级。
新垫片常数
●G b和a共同代表了垫片在初始预紧下的密封能力，反映了垫片预紧应力和紧密度的关系，由
S T p＝G b×T p a可以计算维持一定紧密度所要求的最小垫片预紧应力；较低的G b和a值表明该垫片要求的预紧应力水平较低。
●G s是反映操作的独立常数，描述了垫片螺栓力变化对紧密度的敏感性，对一个特定的紧密度
水平，G s表明了垫片所需要的最小工作应力。较高的G s值表示较大的螺栓载荷才能保证操作上的紧密度要求，且垫片对卸载比较敏感。
●新的垫片常数将紧密度与连接设计相结合，对垫片生产、螺栓法兰连接设计以及应用都十分
重要。可由简化的室温紧密度试验（R O T T）求取。
典型的P V R C垫片常数
确定需要螺栓总截面的方法
●新的螺栓法兰连接设计方法与原规范方法的区别主要在于确定密封所需的螺栓载荷。新方法
由选定的紧密性等级和设计压力确定最低紧密性T p m i n，然后根据紧密性曲线间的关系，利用已知的新垫片常数求出预紧和操作状态下达到设计紧密性所要求的垫片应力，因此计算螺栓载荷并校核法兰应力。
●新方法提供了柔性法和简化法两种计算方法。
柔性法
●确定紧密度等级，T c－相当于使用可接受的泄漏率；
● 选择拟采用的垫片型式和材料的垫片常数G b ，a ，G s ； ● 按照规范确定垫片几何参数N ，b o ，b ，和D G ；
● 计算垫片预紧面积；
● 计算流体静压面积；
● 根据设定的T C 和P ，确定需要的最低紧密度T p m i n ● 根据给出的装配效率η、[δ]b /[δ]b t 、法兰尺寸和需要试差的装配紧密度T p n ，确定达到T p m i n 试差的S y a
● 设计螺栓载荷
简化法 (
确定紧密度等级，T c . (
选择拟采用的垫片型式和材料的垫片常数G b ，a ，G s . (
按照A S M E 规范确定垫片参数N ，b o ，和G . (
计算垫片预紧面积： A g =.7854(D 02-D 12) ( 计算流体静压面积：A j =.7854D G
2 ( 最低需要的紧密度或称设计紧密度T p m i n ：
( 需要的垫片装配应力对应的装配紧密度：
( 确定保证操作时达到T p m i n ，装配需要的垫片应力：S y a =(G b /η)(T p n ) ( 紧密度参数比：T 1=L o g (T p n )/L o g (T p m i n )
( 操作时达到设计紧密度所需的垫片应力：
( 设计压力作用后的垫片应力(与初始预紧有关)：
( 设计垫片系数
(
设计螺栓载荷 4 垫片密封的发展动向
● 易发挥物逸出控制的要求
● 非石棉材料的崛起
● 产品结构的变革
● 设计方法的突破
● 预紧控制的革新
● 广泛深入的性能研究
垫片的密封应力
垫片的密封应力 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
螺栓法兰接头安全密封技术（四） ——垫片密封应力—— 摘要： 在法兰接头设计或选用中，垫片虽然成本相对较低，但在保证连接密封性能、控制泄漏要求方面起着重要的作用。人们往往容易将泄漏的原因集中在垫片上，当然有垫片本身的原因，但更多的是法兰连接系统的设计或选用中存在的许多问题，最后通过垫片密封应力的降低表现了出来。 在法兰接头安装过程以及后续的各种使用过程中，垫片密封应力的大小和变化受到众多因素的影响。当垫片的密封应力降低到低于设计要求的基准值时，其结果是导致法兰连接的密封失效、发生泄漏。 本文分析了引起垫片密封应力降低的影响因素及其原因，介绍了估算方法，提出要减小弥补这样的影响，维持法兰接头的密封状态，初始安装螺栓载荷应足够大。同时螺栓也要有足够的强度，能承受相应的拉伸载荷及其可能的增加量。前言 螺栓连接法兰接头的强度和密封性能对于承压设备/装置以及管道系统的正常、安全运行非常重要。法兰连接强度的保证，在承压设备行业（包括锅炉、压力容器、压力管道）长期以来都非常重视，当然这很重要，但对于其密封性能的保证或评估国内却较少有研究。 螺栓垫片法兰连接的泄漏途径，一个是通过垫片内部的渗透泄漏，另一个是通过垫片与法兰密封面之间的间隙的界面泄漏，界面泄漏是最难对付的。通常，我们考虑通过选用不同材料和类型垫片用于不同的设计工况条件以及在垫片表面途密封剂量等方法，达到减少/控制泄漏的目的。
要控制法兰接头的泄漏，仅仅通过采用各种措施消除垫片与法兰密封面之间的间隙/泄漏通道是远远不够的，最重要的是无论在安装阶段、还是各种使用过程中，当螺栓/垫片有蠕变松弛产生、当有介质压力等外载荷/温度等作用下，垫片与法兰密封面上必须始终保持/维持有足够的压缩应力，本文称之为“垫片密封应力”。 所以，法兰接头的强度和密封需要通过螺栓提供足够的夹紧力和垫片密封应力，来承受介质压力或各种外载荷，保证垫片的密封应力在安装以及随后的各种工况条件下都维持在设计要求的基准值以上，才能获得有效的密封、控制泄漏。 在法兰接头设计选用中，虽然垫片的成本相对较低，但垫片是个核心的问题，在保证连接密封性能、控制泄漏达到设计要求中起重要的作用。 由于螺栓连接法兰接头的强度和密封性能受到诸多因素的影响，其复杂的力学和变形关系，涉及到一个专题领域，要消除/控制法兰接头的泄漏是困难的。为了保证安全使用、控制泄漏，垫片必须正确选用设计、保证质量、正确地安装，在任何工况条件下法兰密封面和垫片接触表面之间应具有足够的压紧应力。所以，垫片的密封应力（ = 总的螺栓载荷力/垫片的压缩面积）是法兰接头密封设计/选用的关键性能参数。 1、垫片的蠕变松弛 非金属垫片中，包括半金属垫片用填充材料或覆盖层，经常使用合成橡胶、PTFE等各种弹性材料。这类材料的特点之一，是具有不同程度的蠕变松弛特性，它与温度、时间、初始应力水平、密封材料厚度等多种因素有关。 对于法兰接头，经常遇到垫片的蠕变松弛问题。当安装/预紧达到密封设计要求的垫片，随着时间的推移，由于垫片的蠕变松弛行为，垫片密封面的压缩应
垫片基础知识
垫片基础知识 一、基本概念 1.垫片密封原理： 垫片密封是靠外力压紧密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以填满密封面上的微观凹凸不平来实现。也就是利用密封面上的比压使介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的介质压力差来实现密封。 2.垫片密封的泄漏有二种：渗透泄漏与界面泄漏 渗透泄漏(垫片中间泄露)：对非金属材料而言，从材料的微观结构看，本身存在微小缝隙和细微的毛细管。具有一定压力的流体自然容易通过它们泄漏出来，此泄漏称为渗透泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的10～20％。可以采用不同材料的复合或机械组合型式形成不渗透性的结构。或者使用较大的压紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏。 界面泄漏(两连接面泄露)：两连接表面（即密封面）从机械加工的微观纹理来看存在粗糙度和变形，它们与垫片之间总存在泄漏通道，由此产生的泄漏叫界面泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的80～90％。界面泄漏与垫片材料的性质、接头的机械性质与状态、密封流淌的特性以及紧固件的夹紧程度有关。 总结:要少泄露,首先垫片要“夹紧”，同时要求垫片有一定的“回弹力”以回弹填满空隙，否则也不行。回弹力取决于垫片本身的材质和结构及使用条件（温度、压力）。垫片夹紧后（初始密封），在介质压力作用下（垫片内侧直接和介质接触）的密封叫工作密封。从理论上说，预紧应力愈大，垫片中贮存的弹性应变能也愈大，因而可用于补偿分离或松弛的
余地也就愈大，当然要以密封材料本身最大弹性变形能力为极限。紧固件因受热引起应力松弛、垫片老化弹性下降，垫片长期受压等原因都可能导致“昨天不漏今天漏”。 二、钢制管法兰用垫片标记 根据现行国家标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG/T20592～20635-2009）的要求，钢制管法兰用垫片（PN系列）标记规定如下： 其中： a为标准编号 1、HG/T20606-2009 钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）； 2、HG/T20607-2009 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（PN系列）； 3、HG/T20609-2009 钢制管法兰用金属包覆垫片（PN系列）； 4、HG/T20610-2009 钢制管法兰用缠绕式垫片（PN系列）； 5、HG/T20611-2009 钢制管法兰具有覆盖层的齿形组合垫（PN系列）； 6、HG/T20612-2009 钢制管法兰非金属环形垫（PN系列）。 b为垫片名称 1、非金属平垫片用“垫片”表示； 2、聚四氟乙烯包覆垫片用“四氟包覆垫”表示； 3、金属包覆垫片用“金属包垫片”表示； 4、缠绕式垫片用“缠绕垫”表示； 5、具有覆盖层的齿形组合垫用“齿形垫”表示。 6、非金属环形垫用“椭圆垫/八角垫”表示。
垫片选择选型(详细1)
垫片弹片选型指南编辑：马立强
前言 本手册是指导设计、工艺、质检的参考手册。根据手册的相关标准及参考行业的相关标准进行垫片、弹片选型，并指导工艺设计、质量检验和质量验收。
第一章垫片原材料选择 选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度、压力、介质。 一）. 金属垫片材料 1. 碳钢: 推荐最大工作温度不超过538℃，特别当介质具有氧化性时。优质薄碳钢板地不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备，如果碳钢受到在的应力，用于热水工况条件下的设备事故率非常高。碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。布氏硬度约120。 2. 304不锈钢 18-8（铬18-20%、镍8-10%），推荐最大工作温度不超过760℃。在温度 -196~538℃区间，易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。布氏硬度160。 3． 304L 不锈钢 含碳量不超过0。03%。推荐最大工作温度不超过760℃。耐腐蚀性能类似304不锈钢。低的含碳量减少了碳从晶格的析出，耐晶界腐蚀性能高于304不锈钢。布氏硬度约140。 4． 316不锈钢 18-12（铬18%、镍12%），在304不锈钢中增加约2%钼，当温度提高其强度和耐腐蚀性能提高。当温度提高时比其它普通不锈钢具有更高抗蠕变性能。推荐最大工作温度不超过760℃。布氏硬度约160。 5． 316L不锈钢 推荐最续工作温度不超过760℃~815℃。碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优秀的耐应力和晶界腐蚀。布氏硬度约140。 6． 20合金 45%铁、24%镍、20%铬和少量钼和铜。推荐最大工作温度不超过760℃~815℃。特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备，布氏硬度约160。 7．铝 铝（含量不低于99%）。铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。布氏硬度约35。推荐最续工作温度不超过426℃。 8．紫铜 紫铜的成份接近于纯铜，其含有微量的银以增加其连续工作温度。推荐最续工作温
密封垫片基础知识[1].
垫片 一、垫片的种类 垫片的种类繁多，按其材料和结构大致可分为三大类。 1.非金属垫片 有橡胶、石棉橡胶板、柔性石墨、聚四氟乙烯等，截面形状皆为矩形； 2.金属复合型垫片 有各种金属包垫、金属缠绕垫； 3.金属垫片 有金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、三角垫、双锥环、C形环、中空Ｏ形环等。 按照密封分类的原则，上述垫片中的第一、第二和第三类的金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫属于强制型密封，而其余则为半自紧或自紧式密封。二、垫片的性能和构造 各种垫片的性能和构造分别介绍如下： 1.非金属垫片 （1）橡胶板用于密封的橡胶品种较多，一般有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶。 制作垫片的橡胶板材用量较大的有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶三种。近几年，氟橡胶等特种橡胶也逐步推广使用。 有关橡胶板材的数据，详见工业橡胶板标准GB5574-85。 （2）石棉橡胶板石棉橡胶板是由石棉、橡胶和填料经压制而成的。根据其配方、工艺、性能及用途不同，主要有高压石棉橡胶板、中、低压石棉橡胶板和耐油石棉橡胶板。制造石棉橡胶板的石棉材料有温石棉、蓝石棉（青石棉）两种。温石棉属于蛇纹石类石棉，其主要成分是含有约13%结晶水的镁硅酸盐，它耐热、耐碱性好，抗拉强度高，耐酸性能较差，大多数石棉橡胶板都由它制作。蓝石棉属于角闪石类石棉，主要成分是含有2.5～3.5%结晶水的硅酸盐，氧化镁成分极微，氧化铁约占18～24%。蓝石棉不仅耐热性能好，而且耐酸性能也好，故多被用于制造耐酸石棉橡胶板。 石棉纤维的质量对石棉橡胶板的性能影响较大，故要求石棉纤维抗拉强度高，耐热性能好，有一定的长度，纤维易挠曲，有弹性。一般高压石棉橡胶板和400号耐油石棉橡胶板都采用2、3级石棉纤维。 因为石棉属疏松性材料，压制成板材后内部尚有大量孔隙，须加入一定量的橡胶（作为粘结剂）和各种填充剂制成石棉橡胶板。加入的粘结剂和填充剂可以填塞空隙，防止渗漏。一般，石棉纤维占60~85%。 例如，高压石棉橡胶板XB450其配方如下：
垫片选型
石化行业如何选用垫片？HG20608-97为柔性石墨复合垫，HG20609-97为金属包覆垫，HG20610-97为缠绕垫，HG20611-97为齿形组合垫。 问：HG20608-97为柔性石墨复合垫，HG20609-97为金属包覆垫，HG20610-97为缠绕垫，HG20611-97为齿形组合垫。根据HG20614-97《钢制管法兰、垫片、紧固件的选配规定》，本人认为上述四种垫片在多数情况下是可以通用的。想请教大家本人的想法是否准确？在石化设计中通常选用哪一种垫片？如果考虑经济性，应优先选用哪一种垫片？ 答一：一般炼油厂应用最普遍的是缠绕垫.柔性石墨复合垫承受力不够,压紧一次就损坏了.金属包覆垫一般用在防腐蚀部位,压力也不太高.聚四氟垫对温度压力也有要求(多用在1.0MP,250度一下),齿形组合垫用在特殊密封部位. 所以缠绕垫比较耐用常见的.比如可以热紧.发生轻微泄露可以继续适当紧固.一般内外环缠绕垫用在平面法兰压力1.0MP以下;内环缠绕垫用于凹凸面法兰,压力2.5MP4.0MP6.4MP和部分10.0MP部位. 较高压力时一般还常使用梯形槽法兰配钢圈垫片,压力使用在4.0MP~40MP,比如中高压蒸汽系统. 答二：要素：1、温度 2、压力 3、介质 4、开工周期 5、压力温度的波动 6、经济性 上面提到的几种垫片，由于其刚性、垫片系数等原因，大多数场合可以互替，但要考虑经济性。 答三：按标准来就可以只要压力等级搞对了就没问题！我选择4.0Mpa以上的要选用RJ的金属环垫，以下的石墨缠绕垫要316L石墨填充的，金属包垫也可以！看温度和介质也有很大关系，灵活用吧！10。0Mpa以上的还可以使用透镜垫的视情况吧！ 答四：常用的垫片可以分为三大类，即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。 a.非金属垫片： 石棉橡胶垫片，它是通过向石棉中加入不同的添加剂压制而成。在美国，很多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用。但在世界范围内，石棉仍以其弹性好、强度高、耐油性好、耐高温、易获得等优点而得到广泛应用。 适用范围：T≤260℃，PN≤2.0MPa（SH 3401） T≤400℃，PN≤4.0MPa（国标） 用于水、空气、氮气、酸、碱、油品等介质工况下。 聚四氟乙烯(PTFE)包覆垫片： 适用范围：T＝－180～200℃，PN≤4.0MPa 常用于低温或者要求干净的场合下 b.半金属垫片 半金属垫片有缠绕式垫片、金属包覆垫片和柔性石墨缠绕垫三大类。 缠绕式垫片：是半金属垫片中最理想、也是应用最普遍的垫片。 特点：压缩回弹性好、强度高，有利于适应压力和温度的变化，能在高温、低温、冲击、振动及交变载荷下保持良好的密封性能。 缠绕钢带：20、1Cr13、0Cr19Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2等材料 非金属缠绕带：特制石棉、柔性石墨带和聚四氟乙烯带， 适用范围：PN＝2.0～10.0MPa 表6－3缠绕式垫片的型式及代号
机械设计必备知识点 —— 密封垫片如何选型
机械设计必备知识点——密封垫片如何选型 在石油、石化、化工等行业的生产、加工、储运乃至销售环节，常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、有毒有害和腐蚀等危险因素，机器及设备在使用中工作介质的“跑、冒、滴、漏”，给生产带来极大的危害。设备中工作介质的泄漏，会造成浪费并污染环境。 垫片密封是过程工业装置中压力容器、过程设备、动力机器和连接管道等可拆连接处最主要的静密封型式。它们所包含的流体介质范围相当广泛，防止液体或气体通过这些接头处泄漏出来是工厂面临的最重要，也是最困难的任务。 随着生产装置的大型化，生产工艺向高温、高压、高速的方向发展，出现泄漏的机会越来越多，发生事故的概率越来越大，造成的经济损失也越来越大。往往一处法兰的泄漏就有可能导致一套装置乃至全厂停产，还极有可能会引起火灾、爆炸，造成人员伤亡等重大事故，发生泄漏带来环境污染、产品损失甚至事故，垫片密封的重要性也就不言而喻了。因此，垫片的选用、设计、制造所存在的问题已逐步引起人们的高度重视。 那么，究竟应该如何选择合适的垫片呢？ 垫片与垫片密封 垫片是一种夹持在两个独立的连接件（主要是指法兰）之间的材料或材料的组合，其作用是在预定的使用寿命内，保持两个连接件间的密封。 垫片必须能够密封结合面，并确保密封介质不渗透和不被腐蚀，能够承受得住温度和压力的作用。垫片密封一般有连接件（如法兰）、垫片和紧固件（如螺栓、螺母）等组成（见图1），因此决定某个法兰密封性时，必须将整个法兰连接结构作为一个系统进行考虑。垫片工作正常或失效与否，除了取决于设计选用垫片本身的性能外，还取决于系统的刚度和变形、结合面的粗糙度和平行度以及紧固载荷的大小和均匀性。
垫片的密封应力
螺栓法兰接头安全密封技术（四） ——垫片密封应力—— 摘要： 在法兰接头设计或选用中，垫片虽然成本相对较低，但在保证连接密封性能、控制泄漏要求方面起着重要的作用。人们往往容易将泄漏的原因集中在垫片上，当然有垫片本身的原因，但更多的是法兰连接系统的设计或选用中存在的许多问题，最后通过垫片密封应力的降低表现了出来。 在法兰接头安装过程以及后续的各种使用过程中，垫片密封应力的大小和变化受到众多因素的影响。当垫片的密封应力降低到低于设计要求的基准值时，其结果是导致法兰连接的密封失效、发生泄漏。 本文分析了引起垫片密封应力降低的影响因素及其原因，介绍了估算方法，提出要减小弥补这样的影响，维持法兰接头的密封状态，初始安装螺栓载荷应足够大。同时螺栓也要有足够的强度，能承受相应的拉伸载荷及其可能的增加量。 前言 螺栓连接法兰接头的强度和密封性能对于承压设备/装置以及管道系统的正常、安全运行非常重要。法兰连接强度的保证，在承压设备行业（包括锅炉、压力容器、压力管道）长期以来都非常重视，当然这很重要，但对于其密封性能的保证或评估国内却较少有研究。 螺栓垫片法兰连接的泄漏途径，一个是通过垫片内部的渗透泄漏，另一个是通过垫片与法兰密封面之间的间隙的界面泄漏，界面泄漏是最难对付的。通常，我们考虑通过选用不同材料和类型垫片用于不同的设计工况条件
以及在垫片表面途密封剂量等方法，达到减少/控制泄漏的目的。 要控制法兰接头的泄漏，仅仅通过采用各种措施消除垫片与法兰密封面之间的间隙/泄漏通道是远远不够的，最重要的是无论在安装阶段、还是各种使用过程中，当螺栓/垫片有蠕变松弛产生、当有介质压力等外载荷/温度等作用下，垫片与法兰密封面上必须始终保持/维持有足够的压缩应力，本文称之为“垫片密封应力”。 所以，法兰接头的强度和密封需要通过螺栓提供足够的夹紧力和垫片密封应力，来承受介质压力或各种外载荷，保证垫片的密封应力在安装以及随后的各种工况条件下都维持在设计要求的基准值以上，才能获得有效的密封、控制泄漏。 在法兰接头设计选用中，虽然垫片的成本相对较低，但垫片是个核心的问题，在保证连接密封性能、控制泄漏达到设计要求中起重要的作用。 由于螺栓连接法兰接头的强度和密封性能受到诸多因素的影响，其复杂的力学和变形关系，涉及到一个专题领域，要消除/控制法兰接头的泄漏是困难的。为了保证安全使用、控制泄漏，垫片必须正确选用设计、保证质量、正确地安装，在任何工况条件下法兰密封面和垫片接触表面之间应具有足够的压紧应力。所以，垫片的密封应力（ = 总的螺栓载荷力/垫片的压缩面积）是法兰接头密封设计/选用的关键性能参数。 1、垫片的蠕变松弛 非金属垫片中，包括半金属垫片用填充材料或覆盖层，经常使用合成橡胶、PTFE等各种弹性材料。这类材料的特点之一，是具有不同程度的蠕变松弛特性，它与温度、时间、初始应力水平、密封材料厚度等多种因素有关。
垫片基础知识
垫片基础知识 This manuscript was revised by the office on December 10, 2020.
垫片基础知识 一、基本概念 1.垫片密封原理： 垫片密封是靠外力压紧密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以填满密封面上的微观凹凸不平来实现。也就是利用密封面上的比压使介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的介质压力差来实现密封。 2.垫片密封的泄漏有二种：渗透泄漏与界面泄漏 渗透泄漏(垫片中间泄露)：对非金属材料而言，从材料的微观结构看，本身存在微小缝隙和细微的毛细管。具有一定压力的流体自然容易通过它们泄漏出来，此泄漏称为渗透泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的10～20％。可以采用不同材料的复合或机械组合型式形成不渗透性的结构。或者使用较大的压紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏。 界面泄漏(两连接面泄露)：两连接表面（即密封面）从机械加工的微观纹理来看存在粗糙度和变形，它们与垫片之间总存在泄漏通道，由此产生的泄漏叫界面泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的80～90％。界面泄漏与垫片材料的性质、接头的机械性质与状态、密封流淌的特性以及紧固件的夹紧程度有关。 总结:要少泄露,首先垫片要“夹紧”，同时要求垫片有一定的“回弹力”以回弹填满空隙，否则也不行。回弹力取决于垫片本身的材质和结构及使用条件（温度、压力）。垫片夹紧后（初始密封），在介质压力作用下（垫片内侧直接和介质接触）的密封叫工作密封。从理论上说，预紧应
力愈大，垫片中贮存的弹性应变能也愈大，因而可用于补偿分离或松弛的余地也就愈大，当然要以密封材料本身最大弹性变形能力为极限。紧固件因受热引起应力松弛、垫片老化弹性下降，垫片长期受压等原因都可能导致“昨天不漏今天漏”。 二、钢制管法兰用垫片标记 根据现行国家标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG/T 20592～20635-2009）的要求，钢制管法兰用垫片（PN系列）标记规定如下：其中： a为标准编号 1、HG/T 20606-2009 钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）； 2、 HG/T 20607-2009 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（PN系列）； 3、HG/T 20609-2009 钢制管法兰用金属包覆垫片（PN系列）； 4、HG/T 20610-2009 钢制管法兰用缠绕式垫片（PN系列）； 5、 HG/T 20611-2009 钢制管法兰具有覆盖层的齿形组合垫（PN系列）； 6、HG/T 20612-2009 钢制管法兰非金属环形垫（PN系列）。 b为垫片名称 1、非金属平垫片用“垫片”表示； 2、聚四氟乙烯包覆垫片用“四氟包覆垫”表示； 3、金属包覆垫片用“金属包垫片”表示； 4、缠绕式垫片用“缠绕垫”表示；
垫片密封技术最新进展综述
垫片密封技术最新进展综述 摘要：对垫片密封技术的基本分类进行介绍并对不同垫片密封材料、国内外密封结构、技术进行比较，展现当前最新垫片密封技术的发展趋势及前景。 关键词：静密封、垫片、法兰、压力容器。 0.前言： 现代工业对密封的可靠性提出了越来越高的要求，密封失效不仅会造成巨大的经济损失，而且会污染环境，甚至酿成重大人员伤亡事故。据统计，静密封故障处理中，调整和更换垫片占49．2％，调整紧固螺栓占40．3％，更换法兰和螺栓的占10．5％[1]。垫片密封在现代工业中占有很重要的地位，密封失效造成的跑、冒、滴、漏严重地影响生产的连续性，密封的好坏直接关系到生产安全，因此垫片的发展越来越受到人们的重视。垫片密封技术的发展是随着压力容器的发展而发展的，应用范围越来越广，随着现代化工业特别是石油化工业、原子能工业、大型电站的兴起，压力容器向高温、高压、高真空、深冷和大型化发展，也对垫片密封提出新的要求。近年来，许多工业发达国家设立专门研究机构，投入大量人力和资金，就密封机理、密封材料、元件性能、连接设计方法及泄漏检测等展开了一系列研究，取得了较大进展[2-3]。 1.垫片的类型分类 现代工业中使用的垫片按其材料可分为非金属垫片(主要包括石棉橡胶板、聚四氟乙烯垫和柔性石墨垫，垫片形式多为平垫)、组合垫片(由两种非金属材料或一种金属和一种非金属材料组合而成的，主要包括缠绕式垫片、金属包垫以及最近发明的波形活压垫片等)和金属垫片(通常是由一种金属或合金通过机械加工而成的，主要包括平垫、椭圆形、八角形垫圈等)[4]。 1．1 非金属垫片 1．1．1 石棉橡胶垫片 石棉橡胶垫片是过去常使用的垫片之一，价格较其他垫片便宜，使用方便，一般用于压力不超过1.6MPa、温度不超过200℃的场合。对于污染性极强的介质，即使压力、温度不高也不能使用。需要特别指出的是由于健康和环保的原因，石棉制品不符合国际环保公约和国际标准化组织的要求，石棉垫片在国际市场上已被禁用或淘汰，建议少用或不用。 1．1．2 柔性石墨垫片 柔性石墨垫片是取代石棉垫片的理想选择。柔性石墨是膨胀石墨的别称，是天然石墨经过强酸氧化处理膨胀而成的一种理想的密封材料，具有良好的回弹性、柔软性、耐蚀性和耐温性。膨胀石墨的干摩擦系数仅为0．08—0．15，膨胀石墨比表面积和表面能很大，其表面总吸附着大量气体或水分子，形成极薄的气膜层或液膜而阻止介质的渗透，其不渗透性较好。柔性石墨几乎对一切无机及有机介质均耐蚀，有良好的耐低温性能，研究表明在超低温的液氧(-183℃)、液氮(-196℃)中，柔性石墨性能稳定，不发脆。 1．1．3 聚四氟乙烯垫片
垫片基础知识汇总
垫片基础知识汇总 一、基本概念 1.垫片密封原理： 垫片密封是靠外力压紧密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以填满密封面上的微观凹凸不平来实现。也就是利用密封面上的比压使介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的介质压力差来实现密封。 2.垫片密封的泄漏有二种：渗透泄漏与界面泄漏 渗透泄漏(垫片中间泄露)：对非金属材料而言，从材料的微观结构看，本身存在微小缝隙和细微的毛细管。具有一定压力的流体自然容易通过它们泄漏出来，此泄漏称为渗透泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的10～20％。可以采用不同材料的复合或机械组合型式形成不渗透性的结构。或者使用较大的压紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏。 界面泄漏(两连接面泄露)：两连接表面（即密封面）从机械加工的微观纹理来看存在粗糙度和变形，它们与垫片之间总存在泄漏通道，由此产生的泄漏叫界面泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的80～90％。界面泄漏与垫片材料的性质、接头的机械性质与状态、密封流淌的特性以及紧固件的夹紧程度有关。 总结:要少泄露,首先垫片要“夹紧”，同时要求垫片有一定的“回弹力”以回弹填满空隙，否则也不行。回弹力取决于垫片本身的材质和结构及使用条件（温度、压力）。垫片夹紧后（初始密封），在介质压力作用下（垫片内侧直接和介质接触）的密封叫工作密封。从理论上说，预紧应力愈大，垫片中贮存的弹性应变能也愈大，因而可用于补偿分离或松弛的
余地也就愈大，当然要以密封材料本身最大弹性变形能力为极限。紧固件因受热引起应力松弛、垫片老化弹性下降，垫片长期受压等原因都可能导致“昨天不漏今天漏”。 二、钢制管法兰用垫片标记 根据现行国家标准《钢制管法兰、垫片、紧固件》（HG/T 20592～20635-2009）的要求，钢制管法兰用垫片（PN系列）标记规定如下： 其中： a为标准编号 1、HG/T 20606-2009 钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）； 2、 HG/T 20607-2009 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（PN系列）； 3、HG/T 20609-2009 钢制管法兰用金属包覆垫片（PN系列）； 4、HG/T 20610-2009 钢制管法兰用缠绕式垫片（PN系列）； 5、 HG/T 20611-2009 钢制管法兰具有覆盖层的齿形组合垫（PN系列）； 6、HG/T 20612-2009 钢制管法兰非金属环形垫（PN系列）。 b为垫片名称 1、非金属平垫片用“垫片”表示； 2、聚四氟乙烯包覆垫片用“四氟包覆垫”表示； 3、金属包覆垫片用“金属包垫片”表示； 4、缠绕式垫片用“缠绕垫”表示； 5、具有覆盖层的齿形组合垫用“齿形垫”表示。 6、非金属环形垫用“椭圆垫/八角垫”表示。
密封垫片的标准
密封垫片的标准 密封垫片的标准 垫片标准 GB/T 4622．1—2009缠绕式垫片分类 GB/T 4622．2—2008缠绕式垫片管法兰用垫片尺寸 GB/T 4622．3—2007缠绕式垫片技术条件 GB/T 9126—2008管法兰用非金属平垫片尺寸 GB/T 9128—2003钢制管法兰用金属环垫尺寸 GB/T 9129—2003管法兰用非金属平垫片技术条件 GB/T 9130—2007钢制管法兰用金属环垫技术条件 GB/T l3403 2008大直径钢制管法兰用垫片 GB/T l3404—2008管法兰用非金属聚四氟乙烯包覆垫片 GB/T l5601—1995管法兰用金属包覆垫片 GB/T l9066．1—2008柔性石墨金属波齿复合垫片尺寸 GB/T l9066．3—2003柔性石墨金属波齿复合垫片技术条件 GB/T l9675．1—2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片尺寸 GB/T l9675．2—2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片技术条件JB/T 87—1994管路法兰用石棉橡胶垫片 JB/T 88—1994管路法兰用金属齿形垫片 JB/T 89—1994管路法兰用金属环垫 JB/T 90—1994管路法兰用缠绕式垫片 JB/T 6369—2005 柔性石墨金属缠绕垫片技术条件
JB/T 6618 2005金属缠绕垫用聚四氟乙烯带技术条件 JB/T 8559—1997金属包垫片 JB/T l0688—2006聚四氟乙烯垫片技术条件 JB/T l0689—2006膨体聚四氟乙烯密封带技术条件 SH 340111996管法兰用石棉橡胶板垫片 SH 3402 1996管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片 SH 3403—1996管法兰用金属环垫 SH 3407—1996管法兰用缠绕式垫片 HG/T20592~20635-2009钢制管法兰、垫片、紧固件 基础标准 GB/T l047—2005 管道元件DN（公称尺寸）的定义和选用 GB/T l048 2005 管道元件PN（公称压力）的定义和选用 GB/T l2385—2008 管法兰用垫片密封性能试验方法 GB/T l2621 2008管法兰用垫片应力松弛试验方法 GB/T l2622 2008管法兰用垫片压缩率和回弹率试验方法 GB/T 20671．1—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第1部分：非金属垫片材料分类体系 GB/T 20671．2—2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法第2部分：垫片材料压缩率回弹率试验方法 GB/T 20671．3—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第3部分：垫片材料耐液性试验方法 GB/T 20671．4—2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法第4部分：垫片材料密封性试验方法 GB/T 20671．5—2006非金属垫片材料分类体系及试验方法第5部分：垫片材料蠕变松
常用密封件的分类及选型步骤
在机械设备中密封的功能是防止泄漏。起密封作用的零件称为密封件，简称密封。密封 件是机械产品中应用最广的零部件之一。在石油、石化、化工等的生产、加工、储运乃至销售环节，常常伴随着易燃、易爆、高温、高压、有毒有害和腐蚀等危险因素，机器及设备在使用中工作介质和润滑油的“跑、冒、滴、漏”，给生产带来了极大危害。 设备中的工作介质或润滑剂的泄漏，会造成浪费并污染环境，泄漏到环境中的物质一般 难以回收，严重污染了空气、水以及土壤。例如，很多化工厂区气味难闻，烟雾弥漫，对环境造成严重污染，严重危害职工的身体健康；易燃、易爆、剧毒、腐蚀性、放射性物质的泄漏，有可能发生着火、爆炸、中毒等事故，造成厂毁人亡，会危及人身及设备的安全：环境中的气体、灰尘、水等进入机械设备内会导致轴承、齿轮等过早地磨损报废，混入化工装置内会影响化工产品纯度；流体机械内部泄漏会影响容积效率等。随着生产装置的大型化，生产工艺向高温、高压、高速的方向发展，出现泄漏的机会越来越多，发生事故的危险越来越大，造成的经济损失也越来越大。往往一处管线、一台设备的泄漏就有可能导致一套装置，乃至全厂停产，还极可能会引起火灾、爆炸，造成人员伤亡等重大事故发生。因此，密封性能已成为评定机械产品质量的一个重要指标。 常用密封包括机械密封、液压与气动密封、垫密封、填料密封、胶密封、迷宫密封、螺旋密封、磁流体密封、高压密封等。 以下是我们在非标设备设计中需要常用到的一些密封件的选型步骤、设计技术要求等资料，各种常见密封的密封原理、基本结构、特点、使用性能、适用条件，如何根据使用条件，合理地选择密封材料、密封型式，正确进行密封结构的设计。 一、密封的分类 密封件可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。静密封的密封部位是静止的，如管道法兰、螺纹连接、压力容器与盖间的密封等。动密封的密封部位有相对
各种垫片图片及参数
密封垫片的选型 https://www.360docs.net/doc/7e6939704.html,/ (2004-9-13 12:24:46) --密封技术 任何一种类型的垫片，在恶劣的使用环境中，要保证长时间的有效密封，都必须具备以下八个重要特性： 垫片的气密性 对于密封系统的介质，垫片在推荐的温度和压力工作一定时间内不发生泄露。 垫片的可压缩性 垫片和法兰的接触面在连接螺栓紧固后，应能很好吻合，以保证密封。 垫片的抗蠕变性 垫片在压力负荷和使用温度的影响下，抗蠕变性应较好，否则回造成螺栓扭距损失，导致垫片的表面应力减小，从而硬气系统泄露。 垫片的抗化学腐蚀 所选用的垫片应不受化学介质的腐蚀，而且不能污染介质。 垫片的回弹性 即使在系统稳定的状况下，相连接的两个法兰由于温度和压力的影响肯定会存在微小位移，垫片的弹性功能应能弥补此位移，以保证系统的密封性。 垫片的抗黏接性 垫片在使用后应能方便的从法兰上拆除，不粘接 垫片的无腐蚀性 垫片应对连接的法兰表面无腐蚀性。 垫片的耐温度 所选用的垫片应保证在系统的最低温度和最高温度下正常使用。 金属缠绕垫片、外缠绕内加强垫片、内缠绕外加强垫片、内外加强垫片四种,其实就是基本型、内加强型、外加强型、内外加强型。 具体应用：基本型-------榫槽面及凹凸面法兰 内加强型-----凹凸面法兰 外加强型-----平面及凸面法兰 内外加强型---平面及凸面法兰
密封件选用参考
垫片的安装 https://www.360docs.net/doc/7e6939704.html,/ (2004-9-13 12:24:46) --密封技术 垫片的安装： 保证系统的密封除了要有好的密封材料外，还要按照以下正确的安装方式： 1、垫片必须安放在法兰的正中心，在突面法兰上尤为重要； 2、保证密封面的平整度和加工精度； 3、必须均匀对称的紧固连接螺栓； 4、必须使用弹簧垫圈以保证负荷均匀，紧固螺栓时使用扭力矩扳手； 5、在系统运行一天后，检查和重新校正连接螺栓的扭矩； 6、为保证垫片使用寿命，请不要使用液体或金属基体的防粘剂或润滑剂。
密封技术样本
目录 第一节静密封 .......................... 错误!未定义书签。 1、强制型垫片密封................................ 错误!未定义书签。 2、双锥环密封: .................................. 错误!未定义书签。 3、自紧式密封结构: .............................. 错误!未定义书签。 4、密封胶密封: .................................. 错误!未定义书签。第二节动密封 ........................... 错误!未定义书签。 一、填料函密封: ................................. 错误!未定义书签。 二、成型填料与油封............................... 错误!未定义书签。 三、机械密封: ................................... 错误!未定义书签。
密封技术 密封一般按运动状态来分, 分为静密封与动密封两大类。( 主要与我们化工生产的数据统计有关, 比如密封点的统计) , 其它的分类方法很多( 比如泵的密封、反应釜的密封等) 。 第一节静密封 静密封一般是指两个静止面之间的密封。密封办法主要是使用垫片。 垫片密封: 按密封原理分可分为强制型密封, 自紧式密封和半自紧式( 常见于高压状态下) 三类, 我们常见的是强制型密封( 比如法兰密封) 。 1、强制型垫片密封: 按材料来分, 有非金属垫片、金属复合型垫片及金属垫片三大类。 ( 1) 、非金属垫片: 有橡胶板、石棉橡胶板, 柔性石墨、聚四氟乙烯。 A、橡胶板( 其中, 氯丁橡胶, 能耐弱酸碱, 有一定的耐油性) : 一般使 用在≤1.568Mp, ≤90℃环境下。而氟橡胶则进行了改性处理, 其耐酸、碱、温度等方面有显著的提高。 B﹑石棉橡胶板: 石棉橡胶板价格低,但在高温下易粘结在法兰密封面上。 C、聚四氟乙烯: 一般用于低压、中温、强腐蚀以及不允许污染的介质。 ≤150℃≤1MPa环境下。 由于聚四氟乙烯在温度长高时, 材料易发生冷流及蠕变, 而使密封面的压紧应力下降, 产生”应力松驰现象”, 因此在密封时, 可采取凹凸式法兰结构。 ( 2) 、金属复合垫片: 我公司用过金属缠绕垫和金属包覆垫。 金属缠绕垫: 有四种类型: ( a) 基本型( b) 带内环( c) 带外环( d)
平垫圈材料的选择
垫圈材料的选择 2008-11-27 来源：未知收藏此信息推荐给好友 在螺纹紧固件中因螺栓、螺钉、螺母的支承面不可能做得很大（受材料与工艺的限制），为减小承压面的压应力，保护被连接件的表面而采用垫圈。 为防止连接副的松动采用防松的弹簧垫圈和多齿形锁紧垫圈、圆螺母止动垫圈以及鞍形、波形、锥形弹性垫圈。 平垫圈主要用于减小压强，当有的部位拧紧轴向力很大时，易使垫圈压成碟形，这时可改用材料和提高硬度来解决。 弹簧垫圈的锁紧效果一般，重要部位尽量少用或不用，而采用自锁结构。对于用于高速拧紧（气动或电动）的弹簧垫圈，最好采用表面磷化处理的垫圈，提高其减磨性能，否则易摩擦发热而烧坏或张口，甚至损坏被连接件表面。对于薄板连接处，不应采用弹簧垫圈结构。据统计，弹簧垫圈在汽车上使用得越来越少了。 齿形弹性垫圈中的连接齿形由于锁紧力大而且均匀，在汽车行业中使用较多，而间隔齿型的则少一些。 对于弹簧垫圈、弹性垫圈，根据国标，一般可选择GB699-1999 《优质碳素结构钢》中的60 、70 钢和65Mn 钢。 我国平垫圈标准共有9项，从2000-2002年分别批准发布了GB/T97.3－2000、GB/T5 286－2001、GB/T95－2002、GB/T96.1－2002、GB/T96.2－2002、GB/T97.1－2002、G B/T97.2－2002、GB/T97.4－2002及GB/T5287－2002 等平垫圈标准。 根据平垫圈性能等级，作者推荐使用材料： 对于100HV级的可选用ST12、ST13及Q235、Q215、Q195等等，表面硬度可达到110HV 左右；
对于140HV级的可选用08F、08Al及10、10F等等，表面硬度可达到140HV左右； 对于200HV和300HV级的应选用45、50、60、70钢或65Mn钢，可通过热处理淬火回火达到200～300HV和300～400HV技术要求。 由于根据标准对于100HV 、140HV级的平垫圈可用低碳钢制造。一般企业在选用材料时大多数是采用宝钢材料，便于冷冲压。下面对Q/BQB403-2003宝钢标准作一点简述。 《冷连轧低碳钢板及钢带》及Q/BQB403－2003企业标准与BZJ407－1999标准相比有主要变化： ?对牌号进行了修改和整合 牌号由常用8种，整合为5种 St12改为DC01 ； ST13改为DC03 ； St14、St15改为DC04 ； BSC2改为DC05； St16、St14-T、BSC3改为DC06。 ?表面质量级别由两种修改为三种： 较高级的精整表面（FB ），表面允许有少量不影响成型性及涂、镀附着力的缺陷，如轻微的划伤、压痕、麻点、辊印及氧化色等。 高级的精整表面（FC ）产品二面中较好的一面无肉眼可见的明显缺欠，另一面必须至少达到FB 的要求。 超高级的精整表面（FD ）产品二面中较好的一面不得有任何缺欠，即不能影响涂漆后的外观质量或电镀后的外观质量，另一面必须至少达到FB 的要求。 表面结构由四种修改为两种，并增加了表面粗糙度的控制值。
法兰密封垫片选型参考
法兰密封垫片选型参考 一、垫片密封机理 泄漏——即介质从有限空间内部流到外部，或从外部进入有限空间内部的人们不希望 发生的现象。 介质流动通过内外空间的交界面即密封面发生泄漏。造成泄漏的根本原因是由于接触面上存在间隙，而接触面两侧的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。由于密封面的形式及加工精度等因素的影响，密封面上存在间隙在所难免，这就造成密封面不完全吻合，从而发生泄漏。要减少泄漏，就必须使接触面最大程度地嵌合，即减小泄漏通道的截面积、增加泄漏阻力，并使之大于泄漏推动力。对密封面施加压紧载荷，以产生压紧拉力，可提高密封面的接触程度，当应力增大到足以引起表面产生明显的塑性变形时，就可填补密封面的间隙，堵塞泄漏通道。使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧载荷的作用下较容易产 生塑性变形的特性，使之填平法兰密封面的微小凹凸不平，从而实现密封。 二、垫片密封的泄漏形式 1、界面泄漏 2、渗透泄漏 “界面泄漏”与“渗透泄漏” 三、影响垫片密封连接，导致泄漏的主要因素 1、气体的泄漏率大于液体的泄漏率，黏度小，泄漏率大。 2、工况的影响：介质的压力、温度等 ①介质两侧的压力差越大，介质就越易克服泄漏通道的阻力，泄漏就越容易； ②垫片的弹、塑性变形量均随温度升高而增大，而回弹性能随温度升高而下降，蠕变量则随温度的升高而增大。且随着温度的升高，垫片的老化、失重、蠕变、松弛现象就会越来越严重。此外，随着温度的升高，液体的黏度降低，而气体的黏度增加。温度越高，泄漏越容易发生。
3、法兰表面粗糙度的影响 通常表面粗糙度越小，泄漏量越小。这主要是由于粗糙度小的密封表面，其凹凸不平易被填平，从而使得界面泄漏大为减少。 4、垫片压紧应力的影响 垫片上的压紧力越大，其变形量就越大。垫片的变性一方面有效地填补了法兰表面的不平度，使得界面泄漏大为减少；另一方面使得垫片本身内部毛细孔被压缩，泄漏通道的截面减小，泄漏阻力增加，从而泄漏率大大减小。但如果垫片的压紧应力过大，则易将垫片压溃，从而失去回弹能力，无法补偿由于温度、压力引起的法兰面的分离，导致泄漏率急剧增大。因此要维持良好的密封，必须使垫片的压紧应力保持在一定的范围内。 5、垫片几何尺寸的影响 ①垫片厚度的影响 在同样的压紧载荷、同样的介质压力作用下，泄漏率随垫片厚度的增加而减小。这是由于在同样的轴向载荷作用下，厚垫片具有较大的压缩回弹量，在初始密封条件已经达到的情况下，弹性储备较大的厚垫片比薄垫片更能补偿由于介质压力引起的密封面间的相对分离，并使垫片表面保留较大的残余压紧应力，从而使泄漏率减少。 ②垫片宽度的影响 在一定的范围内，随着垫片宽度的增加，泄漏率呈线性递减。这是因为，在垫片有效宽度内介质泄漏阻力与泄漏通道的长度（正比于垫片宽度）成正比。但不能说垫片越宽越好，因为垫片越宽，垫片的表面积就越大，这样要在垫片上产生同样的压紧应力，宽垫片的螺栓力就要比窄垫片大得多。 垫片的性能和参数 一、垫片的常温性能 1、垫片的压缩性——指压缩后垫片厚度的变化量，它表征垫片刚性的大小。 垫片的回弹性——指压缩载荷卸除后垫片厚度的回复量。 无论哪种结构形式的垫片都有一定的塑性，即在压缩过程中，当垫片的载荷超过一定限度，垫片除产生弹性变形外，还会产生部分塑性变形或永久变形。即使是弹性最好的橡胶垫片也会产生大于5%~10%的塑性变形。 螺栓—法兰—垫片连接的密封，本质上是通过垫片变形，减小法兰与垫片之间及垫片本体的毛细孔截面积，增加流体泄漏阻力来实现密封的。
《汽车发动机用密封垫片技术条件》
《汽车发动机用密封垫片技术条件》 编制说明 1任务来源 根据国家发展和改革委员会办公厅文件,发改办工业[2007]1415号《国家发展改革委办公厅关于印发2007年行业标准修订、制定计划的通知》，由长春蓝天密封技术开发有限公司、中国汽车技术研究中心和吉林大学推荐并被授权联合起草。 2制定标准的目的、意义或必要性 随着国际一体化进程的不断推进，汽车的生产和开发逐步走向国际化合作，正在由汽车大国向强国发展，车用各种零部件也在向标准化和规范化方向发展。继排放和噪声之后，汽车发动机密封性能的优劣已成为衡量汽车质量的重要标志之一。与渗漏相关的原因有三个方面，即安装方法、金属件精度和垫片材料的选择。其中安装方法和金属件精度是由发动机生产厂家的生产线、工装器具、机加设备等工作条件、工作方法决定的，一般来讲变化不会很大。然而，起密封作用的零部件——汽车发动机用密封垫片的材料选择五花八门，如有工业耐油板、辊压板、纸板、乳胶抄取板、金属和非金属复合板、金属橡胶复合板、金属板、石墨金属复合板、胶圈、胶垫、塑料板等；对垫片质量的鉴别与判断方法也各不相同，如外观、手感、浸油变化、检测项目的数量、项目指标的高低等的要求存在很大差异。这样就给密封垫片的生产、选材、贸易、使用及发动机的密封质量控制带来诸多不便。所以，汽车发动机用密封垫片亟待标准化和规范化。为此，长春蓝天密封技术开发有限公司、中国汽车技术研究中心和吉林大学申请联合起草《汽车发动机用密封垫片性能技术要求与试验方法》，目的是指导垫片生产厂家和使用厂家合理的进行选择垫片及材料，减少发动机渗漏，提高汽车质量。 3编制标准的原则和依据 3.1本标准中密封垫片材料的种类要符合国内汽车发动机目前实际应用的密封垫片材料或为适应金属件加工精度的提高、环境保护要求的加强、密封质量的提高和稳定等将要选择的密封垫片材料。 3.2本标准中各种垫片的检测项目和技术条件是依据密封介质为冷却液、水、多种燃油、尾气、燃气、滑油，金件加工精度较低，不同密封部位工况差异较大，有些机型或密封部位要求便于拆检等实际情况确定的。另外，纤维橡胶金属复合垫片和非金属涂层钢板垫片的部分常温检验项目设定参照了国外同类材料的检测内容。指标的高低是依据垫片材料的自身特点、使用方法，安装扭矩的具体要求和不同密封部位介质的浸渍特点确定的，