墊片材料是目前每個(gè)領(lǐng)域不可缺少的一種輔助配件之一,在電子電子,航天工業(yè)以及工業(yè)建筑等等行業(yè)都有很廣泛的運(yùn)用,而選材是墊片產(chǎn)品的關(guān)鍵,目前在整個(gè)墊片行業(yè)當(dāng)中五金與橡膠材質(zhì)的使用范圍要廣泛一些,而對(duì)于墊片材質(zhì),很多朋友除了五金與橡膠之外還對(duì)其他材質(zhì)完全不知情,比如硅膠墊片,聚四氟乙烯片材,五金包膠等等等,那么對(duì)于墊片的材質(zhì)您了解過(guò)它的種類(lèi)有哪些嗎?
一、工業(yè)橡膠墊片
橡膠用作于墊片材質(zhì)在上幾十年前就已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)用在軍工建筑當(dāng)中, 如今在生活當(dāng)中同樣被廣泛作用,它的主要優(yōu)勢(shì)在于以下:
1、天然橡膠適用于水、海水、空氣、惰性氣體、堿類(lèi)、鹽類(lèi)水溶液等介質(zhì),但不耐礦物油和非極性溶劑,長(zhǎng)期使用溫度不超過(guò)90℃,低溫性能優(yōu)異,可在-60℃以上使用。
2、丁腈橡膠適用于石油類(lèi)產(chǎn)品,如石油、潤(rùn)滑油、燃料油等,長(zhǎng)期使用溫度為120℃,如在熱油中可耐150℃,低溫為-10~-20℃。
3、氯丁橡膠適用于海水、弱酸、弱堿、鹽溶液,耐氧和臭氧老化性能優(yōu)異,耐油性次于丁腈橡膠而優(yōu)于其他通用橡膠,長(zhǎng)期使用溫度低于90℃,最高使用溫度不超過(guò)130℃,低溫為-30~-50℃。
4、氟橡膠有多個(gè)品種,它們分別具有良好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐溶劑性能??梢栽趲缀跛械乃犷?lèi)介質(zhì)以及一些油和溶劑中使用,長(zhǎng)期使用溫度低于200℃。
5、橡膠板材作為法蘭墊片,多用于管道或經(jīng)常拆卸的人孔、手孔,壓力不超過(guò)1.568MPa。因在各類(lèi)墊片中,橡膠墊片最軟,貼合性能好,在較小的預(yù)緊力下就能發(fā)揮密封效果。正因如此,在承受內(nèi)壓時(shí),因墊片偏厚或硬度偏低而容易被擠出。
6、橡膠板材在苯、酮、醚等有機(jī)溶劑中使用,易出現(xiàn)溶脹、增重、變軟、發(fā)粘現(xiàn)象,導(dǎo)致密封失效。一般溶脹度超過(guò)30%就不能使用。
7、在低壓(尤其是0.6MPa以下)、真空情況下,采用橡膠墊較為適宜。橡膠材料致密性好,透氣率低。例如氟橡膠,最適宜作真空容器的密封墊片,真空度最高可達(dá)1.3×10-7Pa。橡膠墊在10-1~10-7Pa真空度范圍使用時(shí),需經(jīng)烘焙和抽氣處理。
硅膠材質(zhì)從來(lái)理論上來(lái)說(shuō)也是屬于橡膠工業(yè)化之中的一種,而它屬于合成橡膠材質(zhì),在添加不同的組合成分達(dá)到良好的性能與特效,列如材料的延伸力度以及耐溫效果,環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng),并且硅橡膠墊片的主要優(yōu)勢(shì)在于環(huán)保安全,在任何環(huán)境情況下不與任何物質(zhì)發(fā)生沖突,它的主要優(yōu)勢(shì)性能如下:
有很好的電絕緣性能。抗拉力強(qiáng)度較一般橡膠差且不具耐油性,硅膠的耐溫范圍溫:- 43~210℃,最突出的優(yōu)點(diǎn)是擁有優(yōu)良的耐高溫、抗靜電性能,而且通過(guò)特殊配方工藝,可以生產(chǎn)成食品級(jí)材質(zhì)
1、調(diào)制配方后抗張強(qiáng)度可達(dá)到500PSI及抗斯性可達(dá)88LBS。
2、良好及具良好的壓縮變形。
3、對(duì)中性溶劑具有良好的抵抗性。
4、具極佳的抗熱性,具極佳的抗寒性。
6、對(duì)于臭氧及氧化物的侵蝕具極佳的抵抗力。
7、硅膠膠墊為可長(zhǎng)期壓縮性材料,具有高彈性和黏彈性
8、與鋼鐵材質(zhì)相比,橡膠的彈性變形很大,彈性模量很小
9、橡膠的沖擊剛度大于動(dòng)剛度,動(dòng)剛度又大于靜剛度,有利于減少?zèng)_擊變形和動(dòng)態(tài)變形
10、應(yīng)力-應(yīng)變曲線為橢圓形滯后線,其面積等于各個(gè)震動(dòng)周期轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃康恼衲埽ㄗ枘幔?,可通過(guò)配方設(shè)計(jì)調(diào)整之
11、橡膠形狀可以自由選擇,硬度可以通過(guò)配方設(shè)計(jì)加以調(diào)整,可以滿足不同方向的剛度和強(qiáng)度的要求
二、聚四氟乙烯
聚四氟乙烯在受壓及高溫下易冷流及蠕變,故一般用于低壓、中溫、強(qiáng)腐蝕以及不允許污染的介質(zhì),如強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、鹵素、藥品等。安全使用溫度在150℃,壓力 1.0MPa以下。填充聚四氟乙烯雖然強(qiáng)度高些,但使用溫度也不超過(guò)200℃,且耐腐蝕能力下降。聚四氟乙烯包墊最高使用壓力一般不超過(guò)2.0MPa。
由于溫度升高,材料發(fā)生蠕變,致使密封壓力明顯下降。即使不升溫,隨著時(shí)間的延長(zhǎng),密封面的壓緊應(yīng)力也會(huì)下降,產(chǎn)生“應(yīng)力松弛現(xiàn)象。該現(xiàn)象在各種墊片中都會(huì)產(chǎn)生,只是聚四氟乙烯墊的應(yīng)力松弛現(xiàn)象較為嚴(yán)重,應(yīng)予注意。
聚四氟乙烯的摩擦系數(shù)較小(壓緊應(yīng)力大于4MPa,摩擦系數(shù)為0.035~0.04),預(yù)緊時(shí)墊片易向外滑移,所以最好采用凹凸式法蘭面。當(dāng)采用平面法蘭時(shí),可將墊片外徑接觸螺栓,利用螺栓阻止墊片外滑。由于搪玻璃設(shè)備是在金屬表面噴涂了一層瓷釉后燒結(jié)而成的,釉層很脆,加之噴涂不均勻和釉層流動(dòng),法蘭表面平面度較差。采用金屬?gòu)?fù)合型墊片易損壞釉層,所以推薦使用芯材由石棉板加橡膠的聚四氟乙烯包墊。這種包墊既容易與法蘭面貼合又耐腐蝕,使用效果良好。
有許多工廠在溫度、壓力不高的強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中,采用石棉橡膠板外纏聚四氟乙烯生料帶,用于經(jīng)常拆卸的人孔、管道上。由于制作、使用方便,頗受歡迎。
三、金屬包墊
金屬包覆墊片優(yōu)點(diǎn)是強(qiáng)度大、不易碎、牢固結(jié)實(shí),但回彈力有限,需要求法蘭表面平坦及緊固力很高才能達(dá)到良好效果(可改進(jìn)、外敷石墨板)。根據(jù)不同材料可以組合成201、304、316不銹鋼包石墨(耐溫650度)包覆墊、包石棉包覆墊,包陶瓷纖維(1400度)包覆墊片等多種形式。
包覆墊片材質(zhì):A3、不銹鋼(201、304、316)、銅、鋁等 包覆墊片填充料:柔性石墨(80%)、石棉(10%)、無(wú)石棉、陶瓷纖維(10%)等。
包覆墊片主要用途:適用于直徑較大的壓力容器(如換熱器、反應(yīng)器、鑄鐵法蘭、汽缸頭、鍋爐等)法蘭的密封。
各種介質(zhì)的機(jī)泵、管閥、管道及各類(lèi)設(shè)備的法蘭等密封,適用于中、低壓工況。
不銹鋼包覆墊片的焊接:大于1米或非腐蝕用工況可用焊接金屬模式;316、316L型一般禁止焊接。
包覆墊片的改進(jìn):為提高密封效果外層可以粘貼柔性石墨板材。
包覆墊片據(jù)耐溫選擇包覆物:石墨—耐溫650 耐腐蝕;陶瓷纖維—耐溫HA1200 、HZ—1600。
方形金屬包覆墊片應(yīng)弧度圓角整體鍛造,氬弧焊焊接。禁止直角,錫焊!否則使用后受壓、受熱分裂。
四、金屬纏繞墊
金屬纏繞墊巧妙地利用金屬的耐熱性、回彈性和強(qiáng)度以及非金屬材料的柔軟性,所以密封性能較好,其中又以不銹鋼帶纏繞柔性石墨墊的性能為最佳。其預(yù)緊比壓較石棉纏繞墊小,不存在石棉纖維毛細(xì)孔滲漏的缺點(diǎn)
在油介質(zhì)中,金屬帶材多使用0Cr13,而其它介質(zhì)則推薦使用1Cr18Ni9Ti。
不銹鋼帶柔性石墨纏繞墊在氣體介質(zhì)中,使用壓力為14.7MPa(國(guó)內(nèi)有高達(dá)19.6MPa),在液體中可用至30MPa。溫度-190~+600℃(在無(wú)氧、低壓情況下可用至1000℃)。
聚四氟乙烯的耐低溫性能良好,它在低溫下的屈服強(qiáng)度大大高于常溫時(shí)的強(qiáng)度。所以聚四氟乙烯纏繞墊可用于低溫介質(zhì),如液態(tài)烴等。同時(shí),因加入金屬帶提高了導(dǎo)熱性,聚四氟乙烯纏繞墊使用溫度可達(dá)250℃,在酸性介質(zhì)中可用至9MPa、200℃。
纏繞墊用于壓力和溫度波動(dòng)較大的換熱器、反應(yīng)器、管道、閥門(mén)、泵進(jìn)出口法蘭較為合適。對(duì)于中等以上壓力、溫度超過(guò)300℃者,應(yīng)考慮使用帶內(nèi)環(huán)、外環(huán)或內(nèi)外環(huán)。若使用凹凸面法蘭,配帶內(nèi)環(huán)的纏繞墊效果更好些。
在柔性石墨纏繞墊兩面貼覆柔性石墨板也能取得好的密封效果。某大型化肥廠廢熱鍋爐屬高溫高壓關(guān)鍵設(shè)備,用帶外環(huán)的柔性石墨纏繞墊,滿負(fù)荷時(shí)不漏,減負(fù)荷時(shí)則漏。在墊片兩面增加了0.5mm厚的柔性石墨板,剪成圓弧狀,接頭部分采用斜口搭接,使用情況良好。
五、金屬平墊,波形墊和齒形墊
一 般用于中、高壓閥門(mén)、管道和直徑較小的設(shè)備法蘭上。使用壓力則根據(jù)溫度的不同,前者為1.568~31.36MPa,后者為1.568~3.92MPa。墊片材質(zhì)根據(jù)介質(zhì)和溫度選取。
六、八角墊和橢圓墊
用于梯形槽面法蘭的八角墊和橢圓墊密封性能均好。在溝槽的錐面上,八角墊為面接觸而橢圓墊是線接觸。因此,橢圓墊在低緊固力下貼合性好,但需進(jìn)行二次緊固;而八角墊一般一次緊固后,不易出現(xiàn)泄漏。它們的不足之處為要求較大的螺栓擰緊力,當(dāng)用于低壓高溫情況時(shí),法蘭等級(jí)須在 PG25公斤級(jí)以上。