金属垫片的类型和使用性能介绍
作者：化工泵 来源：化工泵 发布时间：2019-07-20
在管道连接，化工泵使用，设备安装中，金属垫片也是常用的垫片，金属垫片有哪些，使用性能如何呢？
一、金属平垫和金属波形垫
一般用于中、高压阀门、管道和直径较小的设备法兰上。使用压力则根据温度的不同，前者为1.568~31.36MPa，后者为1.568~3.92MPa。垫片材质根据介质和温度选取。
二、金属包石棉垫
由金属薄板包覆石棉板或石棉橡胶板，使其不与介质直接接触，避免了石棉纤维强度下降，客服了渗漏现象，从而扩大了石棉橡胶板的使用范围。一般金属包石棉垫使用温度为450℃(个别也有达600~700℃，如在常压~0.16MPa的烟道气中)，使用压力为4MPa，高可达6MPa。如压力再增高，垫片易产生横流现象，芯材从搭接处挤出。
由于金属包石棉垫需要较大的螺栓拧紧力，即使当使用压力低于2.45MPa，也不能采用pg25公斤级以下的法兰。否则，法兰、螺栓的刚度就显得不够，产生变形而导致密封失效。有人认为，若将芯材改为弹性较好的合成橡胶，其紧固力就会下降。其实不然，因为芯材改软后，紧固力被芯材吸收，不能提供金属板在法兰面上贴合所需的紧固力，包垫反容易被极坏。另外，在含氯离子较多的介质以及酸性介质中，不锈钢包垫及铁皮包垫的搭接处易产生缝隙腐蚀。
温度高于450℃，芯材可使用陶瓷纤维或碳纤维。某钢铁厂采用金属包陶瓷纤维垫片用于1100℃的高温，使用二年尚未损坏。柔性石墨作芯材是合适的。目前，国内已批量生产金属包柔性石墨垫。其使用效果优于金属包石棉垫。金属包垫能制成各种形状，大量用于各种热交换器、反应器的大盖、装卸孔、人孔法兰等。国内曾制作过直径为2m的铁包垫，使用情况良好。
在金属包垫的表面贴覆一层柔性石墨薄板，这种垫片与表面未包覆的同类金属包垫相比，预紧比压较小，密封性能更佳。
目前国内尚无此产品，故有的单位将现有的柔性石墨皱纹带贴在金属包垫以及金属平垫、齿形垫甚至石棉橡胶垫表面，解决了许多泄漏难题。例如某厂的热交换器，压力为5.88MPa、温度450℃，介质为氢/油气。曾用过金属平垫、齿形垫，均有泄漏。后在平垫上贴了柔性石墨皱纹带，解决了这一问题。应该指出，这种垫片形式是一种解决法兰垫片泄漏的简便措施，贴覆柔性石墨带的工作性质量直接影响设备能否正常运转。若在带材背面涂刷一层胶水，可提高贴覆质量。
三、金属缠绕垫
金属缠绕垫巧妙地利用金属的耐热性、回弹性和强度以及非金属材料的柔软性，所以密封性能较好，其中又以不锈钢带缠绕柔性石墨垫的性能佳。其预紧比压较石棉缠绕垫小，不存在石棉纤维毛细孔渗漏的缺点。图2-10为两者预紧比压与泄漏量的关系曲线。在油介质中，金属带材多使用0Cr13，而其它介质则推荐使用1Cr18Ni9Ti。
不锈钢带柔性石墨缠绕垫在气体介质中，使用压力为14.7MPa(国内有高达19.6MPa)，在液体中可用至30MPa。温度-190~+600℃(在无氧、低压情况下可用至1000℃)。聚四氟乙烯的耐低温性能良好，它在低温下的屈服强度大大高于常温时的强度。所以聚四氟乙烯缠绕垫可用于低温介质，如液态烃等。同时，因加入金属带提高了导热性，聚四氟乙烯缠绕垫使用温度可达250℃，在酸性介质中可用至9MPa、200℃。
缠绕垫用于压力和温度波动较大的换热器、反应器、管道、阀门、泵进出口法兰较为合适。对于中等以上压力、温度超过300℃者，应考虑使用带内环、外环或内外环。若使用凹凸面法兰，配带内环的缠绕垫效果更好些。
在柔性石墨缠绕垫两面贴覆柔性石墨板也能取得好的密封效果。某大型化肥厂废热锅炉属高温高压关键设备，用带外环的柔性石墨缠绕垫，满负荷时不漏，减负荷时则漏。在垫片两面增加了0.5mm厚的柔性石墨板，剪成圆弧状，接头部分采用斜口搭接，使用情况良好。
