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三、垫片的选择
1、选择时的注意事项
正确选用密封垫片是保证设备无泄漏的关键。在同一工况下，通常有多种垫片可供选择。必须根据介质的物性、压力、温度和设备大小、操作条件、连续运转周期长短等因素，合理选择垫片，发挥其优点。选择垫片时，应考虑以下因素：
(1)有良好的弹性和恢复性，能适应压力变化和温度波动；
(2)有适当的柔软性，能与接触面很好地贴合；
(3)不污染工艺介质；
(4)有足够的韧性而不因压力和紧固力造成破环；
(5)低温时不硬化，收缩量小；
(6)加工性能好，安装、压紧方便；
(7)不粘结密封面、拆卸容易；
(8)价格便宜，使用寿命长。
2、国产垫片的选用
(1)工业橡胶板
天然橡胶适用于水、海水、空气、惰性气体、碱类、盐类水溶液等介质，但不耐矿物油和非极性溶剂，长期使用温度不超过90℃，低温性能优异，可在-60℃以上使用。
丁腈橡胶适用于石油类产品，如石油、润滑油、燃料油等，长期使用温度为120℃，如在热油中可耐150℃，低温为-10~-20℃。
氯丁橡胶适用于海水、弱酸、弱碱、盐溶液，耐氧和臭氧老化性能优异，耐油性次于丁腈橡胶而优于其他通用橡胶，长期使用温度低于90℃，最高使用温度不超过130℃，低温为-30~-50℃。
氟橡胶有多个品种，它们分别具有良好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐溶剂性能。可以在几乎所有的酸类介质以及一笑族些油和溶剂中使用，长期使用温度低于200℃。
橡胶板材作为法兰垫片，多用于管道或经常拆卸的人孔、手孔，压力不超过1.568MPa。因在各类垫片中，橡胶垫片最软，贴合性能好，在较小的预紧力下就能发挥密封效果。正因如此，在承受内压时，因垫片偏厚或硬度偏低而容易被挤出。
橡胶板材在苯、酮、醚等有机溶剂中使用，易出现溶胀、增重、变软、发粘现象，导致密封失效。一般溶胀度超过30%就不能使用。
在低压（尤其是0.6MPa以下）、真空情况下，采用橡胶垫较为适宜。橡胶材料致密性好，透气率低。例如氟橡胶，最适宜作真空容器的密封垫片，真空度最高可达1.3×10^-7Pa。橡胶垫在10^-1~10^-7Pa真空度范围使用时，需经烘焙和抽气处理。
石棉橡胶板价格较其它垫片低，使用方便；最大问题是：垫片材料虽然加入了橡胶和一些填充剂，仍无法将那些串通的微小孔隙完全填满，存在微量渗透。故在污染性极强的介质中，即使压力、温度不高也不能使用。当用于一些高温油类介质时，通常在使用后期，由于橡胶和填充剂碳化，强度降低，材质变疏松，便在界面和垫片内部产生渗透，出现结焦和发烟现象。另外，石棉橡胶板在高温下易粘结在法兰密封面上，给更换垫片带来了许多麻烦。
在受热状态下，垫片在各种介质中的使用压力取决于垫片材料的强度保持率。石棉纤维材料中存在着结晶水和吸附水。110℃时，纤维之间的吸附水已有2/3析出，纤维的抗拉强度约降低10%；368℃时，吸附水全部析出，纤维的抗拉强度约降低20%；超过500℃，结晶水开始析出，强度则更低。介质对石棉橡胶板的强度影响也很大。例如，在航空润滑油和航空燃油中，400号耐油石棉橡胶板横向抗拉强度相差80%，这是轿谨由于航空燃油对板材中橡胶的溶胀比航空润滑油严重之故。考虑到上述因素，国产石棉橡胶板XB450的推荐安全使用范围：温度250℃~300℃，压力3~3.5MPa;400号耐油石棉橡胶板使用温度不宜超过350℃。
石棉橡胶板含有氯离子和硫化物，吸水后容易与金属法兰形成腐蚀原电池，尤其是耐油石棉橡胶板中硫磺含量高出普通石棉橡胶板好几倍，故在非油性介质中不宜使用。垫片在油品和溶剂类介质中会发生溶胀现象，但在一定范围内，对密封性能基本没有什么影响。例如，400号耐油石棉橡胶板在常温航空燃油中作24小时浸泡试验，要求因吸油重量增加不得超过15%。
聚四氟乙烯在受压及高温下易冷流及蠕变，故一般用于低压、中温、强腐蚀以及不允许污染的介质，如强酸、强碱、卤素、药品等。安全使用温度在150℃，压力1MPa以下。填充聚四氟乙烯虽然强度高些，但使用温度也不超过200℃，且耐腐蚀能力下降。聚四氟乙烯包垫最高使用压力一般不超过2MPa。
(2)其它
石棉树脂板和浸渍石棉板垫片多用于各种酸性介质的管道、泵、阀、进出口法兰，其使用温度在80℃、压力在0.6MPa以下。
石棉编制垫片适用于压力0.1MPa以下，温度不超过800℃的低压、高温工况。并可根据设备的具体要求，编织成不通宽度、厚度、直径的垫片。或将石棉带剪下后直接敷在法兰表面。它用于大型硫酸、硝酸氧化炉以及一些未经加工的设备接口处，效果远远超过原来的石棉绳。
(3)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，最高可达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。柔性石墨作芯材是最合适的。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。图2-9为两者压紧应力与泄漏量的关系曲线。
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。
(4)金属缠绕垫
石棉垫片因其材质特性，能适用于多种工业环境下的密封需求。根据不同的配方和生产工艺，石棉垫片被分为几种类型，包括普通石棉板、高压石棉板、耐油石棉板以及耐酸碱石棉板。其中，普通石棉板呈现红色，适用于常规的水、水蒸气、油类及中等酸碱的密封环境，适合应用于中低压法兰的密封。高压石棉板则为黑色，具备更强的压力承受能力，适用于高压环境。耐油石棉板为绿色，能够抵抗油类介质的侵蚀，确保密封性能。耐酸碱石棉板为白色，适用于腐蚀性较强的酸碱环境，同样用于中低压法兰密封。
石棉垫片在众多工业领域中有着广泛的应用，如化工、医药、农药、化肥、染料、高分子、中间体、石油、电子、机械、电力、环保等行业。具体而言，它可用于反应釜罐口、人孔、手孔密封，锅炉人手孔、烟箱带、蒸球密封等场合。其密封性能稳定，能够有效防止泄漏，保证设备运行的安全性和可靠性。
根据不同的应用场景，石棉垫片又可以分为高、中、低压和耐油几种类型。耐温范围可达到-100至350摄氏度，耐压范围从0至5兆帕，适应的pH值范围为4至14。它们能够抵抗弱酸、盐类、石油、蒸汽、液氨、水等介质的侵蚀，广泛应用于各类法兰、阀门、容器等密封垫片。另外，石棉布圈（或金属丝增强）则进一步提高了垫片的耐温、耐压性能，适用于锅炉、容器等设备的密封。
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