刘利国
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垫片密封失效主要表现在密封面间的泄漏。由垫片本身的毛细管作用而发生渗漏的可能性很小。垫片靠外力压紧后，垫片靠本身的回弹性填满密封面上微小的凸凹不平的间隙，当介质通过密封面的阻力大于密封两侧的压差时，即达到密封。但受到外界条件影响时，密封受到破坏，从而使垫片密封失效产生泄漏。垫片密封失效的原因主要有5个方面。 1、介质的操作参数问题 操作参数即介质的压力、温度及介质的理化性质。石油化工生产中的大多数介质操作条件都是中、低压，往往单纯的压力和介质因素对垫片泄漏的影响并不是很大，只有在操作压力、操作温度和介质理化特性联合作用时，才会导致垫片密封失效问题。 介质在高温下粘度小，渗透性强，易促成渗漏。常温下粘度大的蜡油、重油等，在高温时有很强的渗透性，对垫片的腐蚀作用也加剧。同时在高温时，法兰、 螺栓和垫片可能发生蠕变和应力松弛，致使密封松懈，密封比压下降。一些非金属垫片在高温下加速老化或变质，甚至被烧毁，回弹量将下降，这样势必影响密封。又由于密封组合件各部位的温度不同，热膨胀不均匀，增加了垫片密封失效的可能。若温度反复变化时，密封失效的可能性更大。 2、螺栓预紧力不当 螺栓预紧力与垫片的密封能力有很大的关系。预紧力过小，垫片没有压紧会造成泄漏，过大的螺栓预紧力，会使垫片失去弹性而发生塑性变形，甚至会将垫片压坏或挤出，导致密封失效。螺栓预紧力的大小在于垫片系数与预紧比压值的选择及其准确性，实际安装中，控制螺栓预紧力的大小很难，螺栓拧紧顺序不当，也可造成垫片弯曲变形或缠绕垫片解体。 另外，在装置开工升温过程中，由于螺栓热膨胀，如果不及时对法兰螺栓进行预紧，也会导致间隙过大而产生泄漏，一旦泄漏，高温热介质喷出，会造成垫片表面损坏，导致垫片失效。 垫片在使用一段时间后还应再紧1次螺栓，这对高温和有温度冷热循环变化的使用场合尤为重要。 3、垫片材料不匹配 垫片材料是影响垫片性能的主要因素，垫片材料应当致密，不易浸渍介质。适宜的垫片变形和回弹力是形成密封的必要条件，垫片变形包括弹性变形和塑性变形。同时可耐受温度、压力波动和介质腐蚀，如果垫片材料具有良好的弹性和柔软性，就能很好地与密封面吻合，不因低温而硬化，也不因高温而软化或塑流，自然密封效果好。 4、法兰刚度、 法兰与垫片的硬度差问题 法兰因刚度不足而产生过大的翘曲变形，往往是导致垫片密封失效的原因之一。刚度大的法兰变形小，并可使螺栓预紧力均匀地传递给垫片，提高垫片密封性能。但法兰刚度与很多因素有关，其中增加法兰厚度，减小螺栓中心圆径，都能提高法兰抗弯刚度及抗变形能力。 垫片的硬度应低于法兰硬度，在允许范围内，二者之间相差越大，实现密封就越容易。 5、密封面没有达到相应要求 法兰密封面的形状和粗糙度应与垫片相配合，一般与金属垫圈接触的密封面，要求尺寸精度很高，粗糙度在Ra6.3～3.2，而软质垫片的密封面精度可低些，粗糙度Ra25～12.5即可。但密封面必须避免径向机械刻痕、毛刺和其他机械损伤。 密封面的平直度和密封面与法兰轴线的垂直度是保证垫片均匀压紧的前提，因此在设计、安装时必须考虑管线热膨胀造成的推力或偏心力的影响。 密封面不洁净，有机械损伤和腐蚀损坏以及残留的旧垫片，也会导致垫片密封失效。
