过程装备与管道的静密封教学PPT课件.pptxVIP

第三章过程设备和管道的静密封

1.中低压设备和管道的垫片密封

一.垫片密封

2.高压设备和管道的垫片密封

1.带压注剂密封技术

二.胶密封

2.带压粘接密封技术

前言

1.垫片的定义

垫片是一种夹持在两个独

立的连接件之间的材料或

材料的组合，其作用是在

预定的使用寿命内，保持

两个连接件间的密封。

三点要求：密封结合面、

对密封介质不渗透和不被

腐蚀、能经受温度和压力

的作用)

由上图，垫片密封一般由(1)连接件(如法兰)、

(2)垫片、(3)紧固件(如螺栓、螺母等)等组成

决定某个接头的密封性时，必须将整个连接结构作

为一个系统进行考虑

垫片工作正常与否，除取决于垫片本身的性能外，还取

决于系统的刚度和变形、结合面的表面粗糙度和不平行

度、紧固载荷的大小和均匀性等

所以，研究密封：把系统的各个结构单独分析特性，

然后在整合到一起

2.垫片密封的泄漏方式

(1)界面泄漏：占总泄漏的80-90%

(2)渗透泄漏：占总泄漏的10-20%

(3)吹出泄漏：事故性泄漏

解决方法：对于(2)渗透泄漏，可通过选用不同材料的

复合或机械组合形成不渗透性结构，或者使用较大的夹

紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏

对于(1)(3)与垫片的材料性质、接头的机械特征、

密封面的性质和状态、密封流体的特性以及紧固件夹紧

程度等有关。

3.垫片的密封机理

利用密封面上的比压使阻力压力差密封。

包括初始密封和工作密封。

(a)(b)

为了正确地进行密封设计，必须保证表征密封垫性能的

两个重要参数满足工作要求。这两个参数是最小有效压

紧力设计值σg;和垫片系数m。

(1)初始密封——连接件初始装配时需要的密封

产生初始密封的要求——压缩垫片，使其与密封面

间产生足够的压力(垫片预紧应力或称初始垫片比

压Y)

压缩垫片的作用——使垫片发生弹性或弹塑性变形，

能够填塞密封面的变形和表面粗糙度，以堵塞界面泄

漏的通道

螺栓紧固件的垫片预紧应力的计算

垫片应力——螺栓的数量N、拧紧螺栓

的转矩M、螺栓系统的摩擦状况和垫片

的压缩面积A,既

M=KFd

或

d—螺栓的名义直径；K—系数；F—单个螺栓的紧固力

σgi——垫片的预紧应力N—螺栓数目；Ag—垫片压缩

面积

σgi值是密封垫的固有值，只与密封垫本身的材料、

形状有关，而与介质的种类及内压的大小无关。

系数K变化范围：0.16~0.2

与润滑状况有关，0.16指良好润滑的螺纹，0.2指润滑

较差

预紧垫片应力能否做到初始密封，与使用的垫片材料

密切相关，不同的材料在相同的压缩量下得到的垫片

应力是不相同的，相同密封要求下所能密封的介质压

力也不一样，或者说相同的介质压力下，得到的密封

度不同

(2)工作密封

设备连接系统进行工作时，接头受到介质压力作用，

密封面被迫发生分离。此时对垫片的要求：1)垫片

能够释放足够的弹性应变能，以弥补分离量；2)

留下足以保持密封所需要的工作(残留)垫片应力；

3)弹性变形能还要补偿装置长期运行过程中任何

可能发生的垫片应力松弛。

此外，接头的不均匀的热变形，导致垫片应力的

波动；因受热引起紧固件应力的松弛而减少了作

用在垫片上的应力。

若管道内压为p,总压力为πD²p,/4,方向与F₀

相反。在此压力作用下，垫片被放松回弹，垫片上

通

曲

的压紧应力减小为：重Fo

pi

O

g

De:内压的作用半径。

再考虑工作时垫片的应力松弛，工作应力为

n:应力衰减系数