文档介绍：垫片压紧力对垫片密封效果的影响
影响垫片密封效果的因数很多,诸如垫片的厚度、宽度、垫片质的强度、耐热性、耐压性、弹性以及垫片的压紧力(紧固力)等等。这些因素又都是互相关联的,其中,垫片压紧力的因素尤为复杂,而压紧力又与垫片系数m和预紧力y有关。
垫片的预紧比压(或叫比压、最小设计压紧应力、或最小有效压紧应力等)y就是作用到垫片上的单位密封面积压紧力,使垫片在弹性内变形且足以将法兰表面上微观的不平度填补严密不致产生泄漏的最小数值,即 y=P/A(式中 P--垫片的有效压紧力;A--垫片有效面积)。不同的垫片具有不同的y值,它与管系的工作压力无关,即使管系工作压力很低,垫片的y值也不变。当管系升压到达操作压力时,因内压产生的轴向力作用,趋于将两片法兰分开。于是作用在垫片上的紧固力减少。当垫片的有效截面上的紧固压力小至某一临界值时,仍能保持密封,这时在垫片上剩余紧固力即为有效紧固压力。当小至临界值以下时就会发生泄漏,甚至将垫片吹掉。因此,垫片的有效紧固力必须超过管系的操作压力的m倍,即 m=p/p1(式中 P---垫片的有效压紧力,P1--管系的工作压力)。通常称m为垫片系数或剩余比压系数,不同的垫片有不同的 m 值,且 m 随垫片的硬度增大而增大。垫片系数m值与预紧比压y值都是垫片本身特有的数值,其值因垫片的形状、材质等不同而异。
如果垫片在螺栓预紧时承受了过大的压紧力,有可能被压缩成塑性变形而失去回弹能力,当法兰密封面在介质压力作用下产生分离时,垫片不能产生回弹去“贴紧”密封面,使其间不能保持足够的接触力(即垫片压紧力)而引起泄漏。因此,垫片在预紧时,既要压紧以使其单位有效密封面积上的压紧力不小于 y 值,又不能使其压紧力过大以防止被压成塑性变形。对平面密封的情况,为防止垫片被压成塑性变形应控制垫片预紧压紧力不大于 4y。垫片在预紧时,如果单位有效密封面积上的压紧力小于 y,会使“泄漏通道”不能消除,而达不到预密封要求;相反,当垫片预紧力过大(>4y)时,由于垫片失去弹性,会使垫片在内压作用时产生泄漏。垫片计算中的垫片最小宽度的校核就是出于这一目的。但此校核允许以经验替代,即垫片的最小宽度可按经验确定(参考有关垫片标准决定)。当无经验时,建议对其进行校核,以确保密封的可靠性。