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密封的基本条件是什么?什么叫密封比压?什么是垫片系数?何以要校核垫片宽度?
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垫片强制密封有两个条件:即预密封条件和操作密封条件。
预密封条件的意义是:法兰的密封面不管经过多么精密的加工,从微观来讲,其表面部是凹凸不平的,存在沟槽。这些沟槽可成为密封面泄漏通道。因此必须利用较软的垫片在预紧螺栓力的作用下,使垫片表面嵌入到法兰密封面的凹凸不平处,将沟槽填没,消除上述泄漏通道。在此单位垫片有效密封面积上应有足够的压紧力。此单位面积上的压紧力,称为垫片的密封比压力(单位:Mpa),用y表示。不同的垫片有不同的比压力。垫片材料越硬,y越高。
操作密封条件的意义是:经预紧达到密封条件的密封面,在内压作用下,由于压力的轴向作用,密封面会产生分离,使垫片与密封面压紧力减小,出现微缝隙,内压介质有可能通过缝隙产生泄漏。为保证其密封性,必须使垫片与密封面间保持足够大的液体阻力,只有当其阻力大于由介质的内外差引起的推动力时,垫片方能密封而不产生泄漏。由于垫片与密封面间的流体阻力与垫片压紧力成正比。为此在垫片与密封面间必须足够大的压紧力,以确保其缝隙足够小,则液体阻力足够的大。使垫片与法兰密封面间保持足够大的阻力使密封面不发生泄漏时,施加于垫片单位有效面积上的压力与其内压力的比值,称为垫片系数,以m表示。不同的垫片由不同的m值,且m随垫片的硬度增大而增大。
垫片在螺栓预紧时承受最大的压紧力,有可能被压成塑性变形而失去回弹能力。则当法兰在介质压力作用下,因密封面分离时不能产生回弹去“帖紧”密封面,使其间不能保持足够接触力(即垫片压紧力)而引起泄漏。为此垫片在预紧时即要压紧,使单位有效密封面上的压紧力不能小于y值.但为防止被压成塑性变形、则其压紧力也不能过大。对平面密封情况,为防止垫片被压成塑性变形应控制的垫片压紧力约为4y。垫片在预紧时,单位有效密封面积上的压紧力小于y,会使“泄漏通道”不能消除而达不到密封要求。相反当垫片预紧力过大(>4y),由于垫片失去弹性,同样会使垫片在内压作用下产生泄漏。垫片计算中的垫片最小宽度校核就是出于这一目的。但此校核允许以经验代替,即垫片的最小宽度可以按经验确定。
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预密封条件的意义是:法兰的密封面不管经过多么精密的加工,从微观来讲,其表面部是凹凸不平的,存在沟槽。这些沟槽可成为密封面泄漏通道。因此必须利用较软的垫片在预紧螺栓力的作用下,使垫片表面嵌入到法兰密封面的凹凸不平处,将沟槽填没,消除上述泄漏通道。在此单位垫片有效密封面积上应有足够的压紧力。此单位面积上的压紧力,称为垫片的密封比压力(单位:Mpa),用y表示。不同的垫片有不同的比压力。垫片材料越硬,y越高。
操作密封条件的意义是:经预紧达到密封条件的密封面,在内压作用下,由于压力的轴向作用,密封面会产生分离,使垫片与密封面压紧力减小,出现微缝隙,内压介质有可能通过缝隙产生泄漏。为保证其密封性,必须使垫片与密封面间保持足够大的液体阻力,只有当其阻力大于由介质的内外差引起的推动力时,垫片方能密封而不产生泄漏。由于垫片与密封面间的流体阻力与垫片压紧力成正比。为此在垫片与密封面间必须足够大的压紧力,以确保其缝隙足够小,则液体阻力足够的大。使垫片与法兰密封面间保持足够大的阻力使密封面不发生泄漏时,施加于垫片单位有效面积上的压力与其内压力的比值,称为垫片系数,以m表示。不同的垫片由不同的m值,且m随垫片的硬度增大而增大。
垫片在螺栓预紧时承受最大的压紧力,有可能被压成塑性变形而失去回弹能力。则当法兰在介质压力作用下,因密封面分离时不能产生回弹去“帖紧”密封面,使其间不能保持足够接触力(即垫片压紧力)而引起泄漏。为此垫片在预紧时即要压紧,使单位有效密封面上的压紧力不能小于y值.但为防止被压成塑性变形、则其压紧力也不能过大。对平面密封情况,为防止垫片被压成塑性变形应控制的垫片压紧力约为4y。垫片在预紧时,单位有效密封面积上的压紧力小于y,会使“泄漏通道”不能消除而达不到密封要求。相反当垫片预紧力过大(>4y),由于垫片失去弹性,同样会使垫片在内压作用下产生泄漏。垫片计算中的垫片最小宽度校核就是出于这一目的。但此校核允许以经验代替,即垫片的最小宽度可以按经验确定。