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法兰垫片的密封原理和泄漏形式

法兰垫片的密封原理和泄漏形式

燃气输送过程中法兰接口泄漏是指燃气从管道系统内部通过垫片两侧的密封面从内部流向外部。造成泄漏的根本原因是法兰接触面上存在间隙,而管道内外介质的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。

燃气输送过程中法兰接口泄漏是指燃气从管道系统内部通过垫片两侧的密封面从内部流向外部。造成泄漏的根本原因是法兰接触面上存在间隙,而管道内外介质的压力差、浓度差则是泄漏的推动力。

由于密封面的形式及加工精度等因素的影响,密封面上存在间隙在所难免,这就会造成密封面不完全吻合,从而发生泄漏。要减少泄漏,就必须使接触面最大限度地嵌合,减少泄漏通道的截面积,增加泄漏阻力并使之大于泄漏推动力。对密封面施加压紧荷载,以产生压紧应力,可提高密封面的接触程度。当压紧应力增加到足以引起垫片产生明显的塑性变形时,就可以填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道。使用垫片的目的就是利用垫片材料在压紧荷载的作用下较易产生塑性变形的特性,使之填平法兰密封面的微小凹凸,从而实现密封。

压紧应力能否实现初始密封,与所使用的垫片材料密切相关。不同的垫片材料在相同的压缩量下,压紧应力不同,即在同样的密封要求下所能密封的介质压力不同,或者说在相同的介质压力下,得到

的密封性能不一样。

当管道投入运行后,垫片一方面必须维持这个应力,以保持密封状态;另一方面,由于受到管内燃气压力的作用,密封面被迫发生分离,此时要求垫片能释放出足够的弹性变形,以补偿这一分离量,并且留下足以保持密封所需的应力。此外,这一弹性应变能还要补偿法兰长期运行过程中可能发生的连接结构松弛。

理论上垫片预紧应力越大,垫片中储存的弹性应变能也越大,补偿法兰面分离和连接结构松弛的能力也越强。但实际使用时垫片预紧应力的合理取值与其材质和结构、密封要求、环境因素、使用寿命

以及经济性等有关。

任何制造或加工方法都不可能形成绝对光滑的理想表面,也不可能实现密封面间的完全嵌合以及密封件本身空隙的完全阻塞,在相互接触的密封面间和密封件的内部总是存在着微小的间隙或通道。

因此,对于密封垫片,泄漏不可避免。当介质以一定的压力通过法兰接口时,往往会在密封处出现泄漏。

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