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非金属软垫

1.  非金属软垫片

非金属软垫片是指用非金属密封材料加工制作的垫片。非金属材料中有石棉橡胶密封板、聚四氟乙烯、橡胶等。近几年来又出现了非石棉纤维橡胶密封板作为垫片的材料。就管法兰用非金属软垫片而言,石棉橡胶板垫片的用量占太多数。石棉橡胶密封板,简称LAFCompressed asbestos fibre),由于其主要成分石棉纤维对人体有危害,并且在生产使用过程中的石棉粉尘也会对环境造成污染导致对人体的毒害,因此国外发达国家从20世纪80年代就已禁止石棉制品的生产和使用。随着我国经济建设的发展与进步,对环境保护以及人民生命安全的重视,石棉制品生产和使用被严加控制。

聚四氟乙烯垫片一般用在腐蚀性介质条件下;而橡胶做的管法兰垫片则适用于法兰螺栓预紧力较小的场合,例如:玻璃管道法兰或其他低强度管道法兰,使其在较小螺栓预紧力下,垫片仍可产生较大的压缩变形以紧贴法兰。橡胶垫片只能在较低的介质压力和温度不太高的条件下使用。

石棉橡胶密封板以石棉纤维为骨架材料.以橡胶为粘结剂,辅以无机硅酸盐填充物制成。如果不用石棉纤维而用其他纤维代替石棉生产的密封材料即构成非石棉橡胶密封板。代替石棉的纤维有有机纤维和无机纤维两大类,有机纤维中应用最多、且性能最好的首推芳纶(Kevlar)纤维,其他还有碳纤维、聚丙烯腈纤维、酚醛纤维等。无机纤维则有硅酸铝纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维、岩棉等。

非石棉橡胶密封垫片的开发和应用为时不长,因此国内外现今没有统一的国家标准和行业标准。非石棉橡胶密封板在我国少数密封材料生产企业已经批量生产,可用于裁制管法兰用垫片。另外除了LAF生产工艺的材料外,我国还有一种用造纸法生产的非石棉胶乳抄取板,也部分地用于管法兰垫片。

1.1  型式结构

1.1.1  FF型-适用于FF型全平面法兰

PN0.25PN0.6PN1.0PN1.6PN2.0 MPa的全平面密封面(代号为FF)管法兰用非金属平垫片的型式结构见图1-1

1-1  FF型全平面密封面法兰用垫片

1.1.2  RF型-适用于RF型突面法兰

PN0.25PN0.6PN1.0PN1.6PN2.0PN4.0PN5.0 MPa的突面密封面(代号为RF)管法兰用非金属平垫片的型式结构见图1-2

注:RF型非金属软垫片又可分为I型和II型:

I型垫片用于通用型法兰密封面;

II型垫片用于窄型法兰密封面。

1-2  RF型、MF型、T型、G型密封面法兰用垫片

1.1.3  MF型-MF型凹凸面法兰

PN1.6PN2.5PN4.0PN5.0 MPa的凹凸密封面(代号为MF)管法兰用非金属平垫片的型式结构同图1-2

1.1.4  TG型-适用于T型榫面法兰和G型槽面法兰

PN1.6PN2.5PN4.0PN5.0MPa的榫式密封面、槽式密封面(代号为TG)管法兰用非金属平垫片的型式结构同图1-2

1.1.5  CM型-适用于平密封面、凹凸密封面中、衬环平密封面和衬环凹凸密封面法兰

平密封面、凹凸密封面、衬环平密封面和衬环凹凸密封面压力容器法兰用非金属软垫片型式见图1-3

1-3  平密封面、凹凸密封面、衬环平密封面和衬环凹凸密封面法兰用垫片

1.2  常用标准

GB/T 9126-2003,《管法兰用非金属平垫片》;

JB/T 87-1994,《管路法兰用石棉橡胶垫片》;

JB/T 4704-2000,《非金属软垫片》;

JB/T 4720-1992,《管壳式换热器用非金属垫片》;

HG 20606-1997,《钢制管法兰用非金属平垫片-欧洲体系》;

HG 20627-1997,《钢制管法兰用非金属平垫片-美洲体系》;

SH 3401-1996,《管法兰用石棉橡胶板垫片》。

1.3  材料及性能

非金属软垫片材料可为石棉橡胶板、非石棉纤维橡胶板、聚四氟乙烯和橡胶。但生产和使用石棉材料的板材时,应采取措施,以确保不会对健康造成损害。

1.3.1  石棉橡胶板

由石棉橡胶板裁制的垫片,其材料性能及适用范围随石棉橡胶板材而定。国产石棉橡胶板使用范围和性能见表1-1

1-1  国产石棉橡胶板适用范围和性能

名 称

牌 号

表面颜色

横向抗拉

强度/MPa

适用条件

标 准

压力/MPa

温度t/

石棉橡胶板

XB200

灰色

6.0

1.5

200

GB/T 3985-1995

XB350

红色

12.0

4.0

350

XB450

紫色

19.0

6.0

450

耐油石棉橡胶板

NY150

灰白色

8.0

1.5

150

GB/T 539-1995

NY250

浅蓝色

9.0

2.5

250

NY400

石墨色

26.0

4.0

400

1.3.2  非石棉纤维橡胶板

非石棉密封材料在我国起步较晚,目前尚无国家标准和行业标准,国内生产厂家不多,应用也未普及,但部分厂家能用辊压法工艺,即生产CAFCompressed asbestos fibre)材料的生产工艺制作非石棉橡胶密封板和用抄取法工艺制作非石棉橡胶密封板。用这两种生产工艺制作的非石棉橡胶密封板,都可以被用来裁制管法兰用非金属软垫片。抄取法工艺制作的非石棉橡胶板材作为管法兰垫片使用为数不多,但材料具有较大的压缩率(一般在12%~18%之间),同时还能保持较大的回弹率(一般在45%以上)。由于其具有较大压缩率的性能特点,所以法兰预紧力较小。

1.3.2.1  250无石棉密封衬垫板

250无石棉密封衬垫板适用于以优质合成纤维和优质无机纤维为主要材料制成的、以特种橡胶为粘合剂,压力为3.0MPa,温度在250℃以下的水、水蒸气、制冷液、弱碱液、化学试剂、热油为介质的法兰、阀门等连接处的密封。企业标准规定250无石棉密封衬垫板的物理性能见表1-2

1-2  250无石棉密封衬垫板的物理性能


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