垫片是影响接头密封性能最关键的环节,法兰和螺栓都是围绕保证垫片在最适当的状态下工作而设置的,因此,提高法兰接头的密封性能应首先考虑垫片问题。

长期以来,我国未把密封—泄漏率定量地作为影响压力容器和管道安全的主要因素,对垫片材料的选用未引起重视。一些装置在选用垫片时也同样存在诸多误区:

⑴把石棉橡胶板作为一个万能的垫片,不考虑使用条件而广泛采用。实际上,石棉橡胶板是将石棉纤维和不同橡胶及其它粘合剂混炼后压制而成,是一多孔的非金属材料,而且随着组成的品种和配比不同,其性能变化是很大的。

国内的石棉橡胶板标准有两个,即GB3985-1995“石棉橡胶板”和GB539-1995“耐油石棉橡胶板”,标准中的几张表格给使用者造成极大误解,见表2。

表2 GB3985-1995石棉橡胶板

由于标准中列入了这种条款,长期以来我们误认为石棉橡胶板可以用至450℃,6MPa(XB450),无论蒸汽系统、氢气系统、油品系统都可以普遍使用。实际上,国外对石棉橡胶板的使用有严格的限制,如美国杜邦公司规定易燃介质不得使用石棉橡胶板,因为一旦发生火灾,采用石棉橡胶板的法兰接头很难保证不产生二次泄漏。日本 “石油工业用石棉橡胶板”标准规定易燃有毒气体使用石棉橡胶板的条件为0~260℃,≤1.0MPa,水、空气、水蒸汽为-50~260℃,≤3.0MPa。而且,国外标准对石棉橡胶板的性能指标要求比国内同类产品要高。

 ⑵厚垫片比薄垫片好。事实上,石棉橡胶板是一多孔的材料,垫片越厚,其渗透率越高,为了保证较高的密封性,必须施加比薄垫片更大的压紧力,才能将其芯部泄漏率降低,因此厚垫片比薄垫片需要的压紧力要大。对于水这样的大分子液体来讲,通过垫片芯部的泄漏率很小,厚度影响不大。通常厚垫片仅仅是法兰直径较大,考虑密封面波浪度或瓢曲时使用。一般其厚度依次采用0.81,0.6,3.2mm。

垫片宽度也不是越宽越好,相反,适当窄一点能提高其密封比压。但非金属垫片保证一定的宽度是有必要的,一是可以控制内部泄漏,二是不致使压紧力过大,把垫片压溃。

⑶金属缠绕垫是现在常是用的一种半金属垫。它一般由0.2mm左右的V形金属带与非金属带(如四氟、石墨等)缠绕而成,非金属带一般要露头零点几毫米,以在两侧表面形成非金属密封层。金属缠绕垫的特点是强度高、弹性好、防渗漏、耐高温。因此缠绕垫适用于中压系统或要求较高的场合。但在使用中,有将不带内、外环的垫片用于平面法兰的情况,由于内、外环有定位、加固(压紧力的作用下不致垮散)、控制压紧力的作用,当法兰密封面为平面时,如使用的缠绕垫不带内、外环,极易使垫片压溃,使密封失效。