垫片密封技术课件

1主讲人:郝木明孙鑫晖实现以人为本—健康安全环保经济—现代化生产新理念流体静密封技术

（Static

FluidSealingTechnology）1主讲人:郝木明孙鑫晖实现以人为本—流体静密封技术

（2流体静密封的作用、意义和地位作用、意义节能、低耗可靠、延寿安全、健康地位应用面广维修量大持续发展跑、冒、滴、漏2流体静密封的作用、意义和地位作用、意义跑、冒、滴、漏3应用选择环境（内外部）（压力、温度、大气气氛、密封流体等）知识经验

健康技术选择环境（污染）

安全密封的环境因素

——环境的双重含义3应用选择环境（内外部）知识经验健康技术选择环境（污染）4内部环境介质性质：固体（粉尘、磨粒）、流体（气或汽体、液体）燃、爆、毒、腐蚀性、放射性、清洁度工作参数：压力、温度、速度、变载、冲击、振动装置结构：有效密封空间、运动类型、制造精度外部环境环境条件：温度、压力、外部介质性质（腐蚀、湿气、盐份、臭氧）环保要求：零泄漏和零逸出（散）密封型式、密封结构、密封材料密封的内部环境和外部环境4内部环境密封的内部环境和外部环境5主要内容一．垫片密封

二．法兰密封三．高压与自紧密封四．密封胶与密封剂5主要内容一．垫片密封6一：垫片密封1、概述2、垫片密封的结构及工作原理3、垫片的种类及性能4、垫片密封材料5、垫片的选用6一：垫片密封1、概述7

1：概述定义：垫片密封通常是指由容器、管道等的连接件和垫片组成的静密封。应用部位：设备上的人孔、手孔、视孔、大盖法兰连接处；各种工艺管线、仪器仪表接管与设备、机、泵、阀门等连接处

。应用比例：占静密封的很大部分。发展动力：随着压力容器技术的发展而发展。随着现代工业特别是近代石化、化学、原子能、大型电站等行业的兴起，压力容器向高温、高压、高真空、深冷和大型化、单系列方向发展，对垫片密封不断提出新的要求，各种新型结构和新型材料不断出现，解决了许多长期存在的难题。

71：概述定义：垫片密封通常是指由容器、管道等的连接件和垫8

1：概述密封理论：尚处于摸索和发展之中。标准化、系列化：国内：GB9112—9125系列、JB4700—4707系列、HG20592—20635系列、SH3406系列；国外：API系列、ASME／ANSIl6.5和16.7系列、JIS系列、BS系列等。设计方法：美国ASME的压力容器研究委员会的PVRC法。back81：概述密封理论：尚处于摸索和发展之中。标准化、系列化9

2：垫片密封结构及工作原理

图2-1垫片密封的结构

1—螺母，2—螺栓，3—垫片，4—法兰属于强制型、中低压密封结构

92：垫片密封结构及工作原理图2-1垫片密封的结构

110垫片：衬于法兰之间，通过螺栓施加压紧力使衬垫材料发生变形，以阻止介质的泄漏通道。10垫片：衬于法兰之间，通过螺栓施加压紧力使衬垫材料发生变形11

2：垫片密封结构及工作原理

图2-2高压自紧密封

1—螺母，2—主螺栓，3—压环，4—密封垫，5—浮动顶盖，6—筒体，7—垫圈属于高压自紧式密封结构

112：垫片密封结构及工作原理图2-2高压自紧密封

112按密封原理（即密封垫片受力情况）：强制型密封、自紧式密封和半自紧式密封三类。强制型密封：完全靠外力(如螺栓)对垫片施加载荷；自紧式密封：主要利用介质的压力对垫片施加载荷；半自紧式密封：上述两种方法兼而有之。

按操作压力：中、低压和高压密封。低压密封：P<1.6MPa；中低压密封：1MPa<P<10MPa；高压密封：10MPa<P<100MPa；超高压密封：P>100MPa。垫片密封分类12按密封原理（即密封垫片受力情况）：强制型密封、自紧式密封13

穿漏（Penetration）

O

P

渗漏（Percolation）垫片泄漏的方式

Verysmall——small——big——grossLEAK

两种方式：穿漏（界面泄漏）、渗漏。1314毛细管渗漏的数学模型：

层流泄漏

πd4（p1-p2）

Q=------------

128ηLp1p2dL

渗漏与介质的物性有关。

14毛细管渗漏的数学模型：15Y

压差流（Ｐoiseuilleflow）

N—S方程：

hp1p2

u（y）=-dpy（h-y）/2μdr

rQ=∫u2πrdy

r1

πh3（p1-p2）

Q=

r2

6μln（r2/r1）穿漏（界面泄漏）的数学模型：

界面泄漏是密封失效的主要原因，与法兰密封面的选择、加工精度、垫片的尺寸和材料性能、紧固方法和压缩程度等因素密切相关。15Y穿漏（界面泄漏）的数16垫片密封的机理（1）垫片应力的定义密封表面上垫片接触压强(单位接触面上的压力，MPa或N/m2)FF

P

σg

16垫片密封的机理（1）垫片应力的定义17

F（螺栓预紧载荷）

M=KFd

或

F=M/Kd

σgi=FN/Ag

目的：填平密封表面形状不平度、波度、粗糙度等，达到初始密封。（2）初始预紧M（螺栓扭矩）17F18（3）工作密封

σgo

=η（σgiAg

-pB）/

Ag

端部流体静压力P密封面分离目的：正常操作状态保持持续密封18（3）工作密封

σ19

（4）影响垫片应力的因素1、受长期压缩的垫片材料的蠕变2、垫片材料品质的损伤（退化）——温度物理损伤、化学腐蚀损伤3、热机械效应——热循环、应力松弛、蠕变、扭矩损失）4、螺栓拧紧方法19（4）影响垫片应力的因素1、受长期压缩的垫片材料的蠕20零泄漏(ZeroLeakage)和零逸出(ZeroEmission)

泄漏级别

定义

0

无泄漏迹象

1

可目视或手感湿气（冒汗），但没有形成滴珠

2

局部有滴珠形成

3

沿整个垫片周边有滴珠形成

4

形成滴珠且沿垫片周边5分钟或更长时间滴漏1滴

5

以5分钟或更短时间滴漏1滴

6

形成流线状滴漏液体：1ml=20drop（1）泄漏的定性分级20零泄漏(ZeroLeakage)和零逸出(ZeroE21（2）泄漏的定量定义——泄漏（速）率

定义对特定介质在单位时间内通过单位密封长度的体积或质量泄漏量。单位

ml/s·mmmg/s·mm

21（2）泄漏的定量定义——泄漏（速）率22（3）零泄漏的概念漏是绝对的，不漏是相对的。

A、零泄漏测漏仪器的最高灵敏度规定的合格泄漏量。零泄漏：美宇航飞船——1×10-6Ncc/s（He）运载火箭——1×10-4Ncc/s（He）

B、允许泄漏率（AllowableLeakageRate）人为规定的最低限度泄漏量

C、影响允许泄漏率的因素装置密封的重要性介质性质——可燃、易爆、有毒、昂贵、腐蚀测漏仪器的灵敏度22（3）零泄漏的概念漏是绝对的，不漏是相对的。23垫片测漏方法灵敏度的比较：

FlowerPressurereduce

Pressureincrease

Massspectrograph

23垫片测漏方法灵敏度的比较：24（4）允许泄漏率标准泵用机械密封

MechanicalsealforPumps(JB4127—85)Φ≤50mm

L≤3ml/h（相当于0.1ml/h/mm）

Φ＞50mm

L≤5ml/h（相当于0.06ml/h/mm）阀门用填料密封

PackingforValve(JB/T7760-95)L≤5ml/h泵用填料密封

PackingforPumps

Φ=25mm

L≤8ml/minΦ=40mm

L≤10ml/minΦ=50mm

L≤16ml/minΦ=60mm

L≤20ml/min(3600rpm0.1-0.5MPa)24（4）允许泄漏率标准泵用机械密封Mechanical25（4）允许泄漏率标准

PVRC紧密度水平

紧密度等级质量泄漏率应用场合

TightnessLevelMass

leakagerateApplications

（mg/s/mm.dia.）

T1（经济）≤2×10－1

公用（水、空气）工程

T2（标准）≤2×10－3一般要求

T3（紧密）≤2×10－5

易燃、中、高度毒性介质

T4（严密）≤2×10－7极度毒性介质、高真空

T5（极密）≤2×10－9核装置25（4）允许泄漏率标准PVRC紧密度水平26（5）零逸出的概念

A、零逸出很微小的只凭听、看感觉不能发现的易挥发性物质（有机化合物VolatileOrganicCompound“VOC”）的合格泄漏量。通常用敏感的气体检漏仪，如有机蒸汽分析仪测量逸出气体的体积浓度，以百万分率，即“ppmv”

表示。B、允许逸出量人为规定的最低限度的逸出量。一个典型的有机合成化工厂，有超过3500连接部件因含有或接触5％的挥发性有害空气污染物而成为逸出点。26（5）零逸出的概念A、零逸出一个典型的有机合成化工厂，27逸出—

泄漏的新含义之一27逸出—泄漏的新含义之一28（6）垫片泄漏的原因1）设计引起的泄漏①法兰或法兰密封面型式选择不当。对有一定压力、强渗透性气体，应选用凹凸面或榫槽面法兰，不宜选用平面法兰；对于低压、高温介质和要求预紧力大的金属复合型垫片，不应单按其压力等级选用法兰，而要考虑温度的影响，适当提高所选法兰的等级。②垫片材料选用不当。正确选用垫片材料十分重要，因垫片材料选用有误而造成的泄漏事故很多。③法兰、螺栓材料选择不当。例如，化肥厂变换炉的人孔法兰螺栓，过去般采用碳钢，高温下产生蠕变，螺栓力下降，容易产生泄漏。改用耐高温的35CrMo钢后，解决了泄漏问题。28（6）垫片泄漏的原因1）设计引起的泄漏29（6）垫片泄漏的原因2）制造、安装与操作引起的泄漏①法兰和垫片的加工精度未达到技术要求；密封面有碰伤、划痕，特别是径向贯穿划痕，对密封性能有严重影响；②螺栓或垫片材料误用，同一法兰下采用不同材质螺栓等；③预紧螺栓时操作不当，造成垫片压偏、压损或法兰翘曲；④法兰密封面不清洁，粘附各种杂物；⑤管路法兰存在偏口、错口、张口情况；⑥设备操作不稳定，压力、温度波动大或超过允许值；⑦由于设备管路振动引起螺拴松动等。back29（6）垫片泄漏的原因2）制造、安装与操作引起的泄漏bac30影响密封性能的因素垫片密封件的功能要求和性能要求垫片的种类和性能非金属垫片金属复合型垫片金属垫片3、垫片密封的种类及性能30影响密封性能的因素3、垫片密封的种类及性能31影响密封性能的因素：

密封面的表面状况；

密封面的接触宽度；流体的性质；流体及环境的温度；垫片材质及制造品质；密封面比压；外部条件的影响。3：垫片密封的种类及性能31影响密封性能的因素：密封面的表面状况；3：垫片密封的种32垫片密封件的功能要求：

使密封件与配偶件紧密接合；阻止内部介质向外泄漏并防止外部杂质的内渗（抗渗透）；能有效抵抗使密封部位和密封件变形的机械力；能抵抗具有破坏作用的化学物品（介质或外部环境）和高温；不受因温度变化或配偶件的膨胀和收缩而导致的预紧力丧失的影响；容易安装和拆卸；密封件本体结构的一体性和耐流体冲刷性。3：垫片密封的种类及性能32垫片密封件的功能要求：使密封件与配偶件紧密接合；3：33垫片密封件的性能要求：

不泄漏（抗流体穿透性能）；良好的压缩性和回弹性；较低的蠕变和应力松驰率；抗压性；耐温性能良好；广泛的化学适应性；符合环保要求。3：垫片密封的种类及性能33垫片密封件的性能要求：不泄漏（抗流体穿透性能）；3：垫34

3：垫片密封的种类及性能⑴.垫片的种类种类繁多，按材料和结构分为三大类：非金属垫片：橡胶、石棉橡胶板、柔性石墨、聚四氟乙烯等，截面形状大多为矩形。金属复合型垫片：有各种金属包垫、金属缠绕垫；通常

采用金属与非金属组合复合的形式。金属垫片：有金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、八角垫、双锥环、C形环、中空O形环等。均用金属材料制成，不会产生渗透泄漏。按照密封分类的原则，上述垫片中的第一、第二和第三类的金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫属于

强制密封，而其余则为半自紧或自紧式密封。343：垫片密封的种类及性能⑴.垫片的种类35⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片1)橡胶橡胶品种较多，一般有天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、丁苯橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶等。橡胶材料质地柔软，经常加入各种织物予以增强，例如加入尼龙布、涤纶布、玻璃纤维布以及金属丝网等。橡胶垫片可用于密封水、油等一些无腐蚀性的介质。使用温度最高不超过260C，使用压力在1.6MPa以下。新型橡胶材料：全氟醚，使用温度可达316C。橡胶可与多种非金属及金属材料进行复合制成各种性能不同的密封垫片。35⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片36⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片2)石棉橡胶由石棉、橡胶和填料经压制而成。根据其配方工艺、性能及用途不同，主要有高压、中低压和耐油石棉橡胶板。石棉材料有湿石棉、蓝石棉(青石棉)两种。石棉纤维质量对石棉橡胶板的性能影响较大，要求抗拉强度高，耐热性能好，有一定长度，纤维易挠曲，有弹性。石棉属疏松性材料，压制成板材后内部尚有大量孔隙，须加入一定量的橡胶(作为粘结剂)和各种填充剂一般石棉纤维占60％～85％。36⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片37⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片2)石棉橡胶具有良好的耐热性、抗蠕变松弛性和耐化学腐蚀性，又具有较好的柔软性和弹性，且价格低廉。安全使用温度为－50℃～400℃。其适用压力范围一般不超过5MPa。随着石油化学工业迅速发展，相继出现一些新产品。如与一层或多层镀锌钢丝网或不锈钢丝网组成的增强石棉橡胶板以及在石棉中加入氟橡胶制成的耐酸耐油石棉橡胶板。37⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片38⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片2)石棉橡胶表2—1五种石棉橡胶板使用条件

石棉有致癌性、已被限用和禁用。back38⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片表2—1五种石棉橡胶39无石棉化

无石棉的概念：金属类垫片、柔性石墨类垫片、PTFE类垫片、压缩无石棉纤维垫片和各类橡胶垫片。问题：厚度、密度不均匀、纤维分散性不佳、仍使用10%左右的类石棉物质。应注意实际使用温度。39无石棉化无石棉的概念：金属类垫片、柔性石墨40⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片3)柔性石墨板材及带材

柔性石墨是一种新颖的密封材料，具有良好的回弹性、柔软性、耐介质性、耐温性。40⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片41新型石墨增强垫片41新型石墨增强垫片42波形活性抗压垫片

波形金属板为骨架，两面复合柔性石墨材料适用压力≤6.4MPa适用温度≤650℃泄漏率≤1.0×10-4cm3/s

42波形活性抗压垫片波形金属板为骨架，两面复合柔性石墨材料43活性抗压垫片43活性抗压垫片44石墨基纤维增强垫片

结构特点：以天然鳞片石墨或柔性石墨为基体，以耐温材料为粘合剂，加入碳纤维、芳纶纤维或其它合成纤维为补强材料，通过辊压成型或抄取成型（类似于造纸）。由于采用了耐高温的石墨为基体（含量大于75%），其耐温性能较之常规的无石棉压缩垫片大为提高。44石墨基纤维增强垫片结构特点：以天然鳞片石墨或柔性石墨为45

石墨基纤维增强垫片

45石墨基纤维增强垫片46柔性石墨带状垫片46柔性石墨带状垫片47⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片4)聚四氟乙烯

合成树脂材料中的佼佼者。优良的耐腐蚀性使它在绝大部分强腐蚀介质中可作为密封垫片，对于不允许物料有污染的医药、食品等行业尤为合适，塑料中使用温度最高者。但受压后易冷流，受热后易蠕变，影响密封性能。通常加入部分玻璃纤维、石墨、二硫化钼，以提高抗蠕变和导热性能。垫片通常是由板材裁制的。它还可与石棉橡胶板、石棉板制成聚四氟乙烯包垫。

47⑵.垫片的性能和构造①非金属垫片48新型垫片

改性聚四氟乙烯垫片蠕变和冷流性能大幅度改善

48新型垫片改性聚四氟乙烯垫片49改性产品的显微结构Products：单向纤维化

ePTFE填充结构

PTFE网状纤维化

ePTFE49改性产品的显微结构Products：单向纤维化填充结构50改性聚四氟乙烯垫片主要性能

物理性能试验方式TF1570TF1580TF1590

颜色

蓝本白浅黄褐

适用介质PH范围

0～140～140～14最高使用压力（bar）

558383适用温度（℃）

-50～260-50～260-50～260P×T（bar×℃）1.5mm厚1200012000120003.0mm厚860086008600压缩率＠350bar%ASTMF36A≥304～107～12回弹率＠350bar（5%）ASTMF36A304040抗拉强度（MPa）ASTM152141414密度（g/cm3）ASTMD7921.702.902.10蠕变率（%）ASTMF38401118渗透性（毫升/小时0.7barASTMF37A0.12

50改性聚四氟乙烯垫片主要性能物理性能试验方式TF157051其它垫片PTFE包覆橡胶垫片带有O型圈的金属骨架增强橡胶垫片51其它垫片PTFE包覆橡胶垫片52弹性膨体PTFE密封带back52弹性膨体PTFE密封带back53⑵.垫片的性能和构造②金属复合型垫片非金属垫片(除柔性石墨外)的耐高温、高压性能均不如金属材料。为解决较高温度、较高压力设备的密封，可利用综合金属和非金属优点的金属复合型垫片。1)金属包垫

以非金属材料为芯材，外包厚度为0.25—0.5mm的金属薄板。按包覆状态分为全包覆，半包覆、波形包覆、双层包覆等。耐热性是金属包垫中芯材料的主要考核指标。一般采用石棉板或低橡胶用量的石棉橡胶板、耐高温性能好的碳纤维或瓷质纤维(一般指碳化硅纤维、氮化硅、氮化硼纤维)及柔性石墨板材等。53⑵.垫片的性能和构造②金属复合型垫片54可制成各式异形垫片。如椭圆形、方形、带叉形或更复杂的形状，可以满足各种热交换器管箱和非圆形压力容器密封的需要，而其他复合型垫片却不能。back54可制成各式异形垫片。如椭圆形、方形、带叉形或更复杂的形状55⑵.垫片的性能和构造②金属复合型垫片2)金属带缠绕式垫片

由薄金属波形带与石棉或柔性石墨等非金属带交替绕成螺旋状，将金属带的始末端点焊而成。国外亦称为螺旋垫片。

55⑵.垫片的性能和构造②金属复合型垫片56四种类型：图(a)为基本型，图(b)为带内环型，图(c)为带外环型，图(d)为带内、外环型。钢带剖面形状也有两种：W形和V形。W形弹性性能优于V形（回弹性），但加工困难。

56四种类型：图(a)为基本型，图(b)为带内环型，图(c)575758⑵.垫片的性能和构造②金属复合型垫片2)金属带缠绕式垫片

钢带材料：有低碳钢、不锈钢、钛、蒙乃尔合金等，厚度为0.15～0.2mm。非金属带材：以石棉、柔性石墨带为主，国外还出现了聚四氟乙烯带、陶瓷纤维纸、碳纤维纸缠绕垫片。工作原理：金属带的断面形状使缠绕垫获得一定弹性，再加上内、外环，则当基本型垫片受压时，外环和内环分别处于受拉和受压的状态；当基本型垫片载荷下降时，内、外环储藏的能量释放，提高了垫片的回弹力。优点：与其他类型垫片相比，对压力和温度变化的适应能力增强，二次紧固的必要性大大减少；加内环可阻止由于过度紧固造成的垫片压损，减小法兰之间的间隙，防止因流体涡流对垫片的侵蚀；加外环有利于安装时垫片定位。58⑵.垫片的性能和构造②金属复合型垫片595960⑵.垫片的性能和构造③金属垫片强制型密封常用的金属垫片有金属平垫、波形垫、齿形垫、环形垫(包括八角垫、椭圆垫两种)。制造比较复杂，特别对直径大的垫片(如环形垫)，需经卷制、焊接、探伤、车削多道工艺，精度和表面粗糙度要求相对高一些，特别是与其相配的法兰、螺栓尺寸大，故成本高。应用：一般用于高温、高压和非金属垫以及金属复合垫不能胜任的苛刻条件下。材料：根据介质的温度和物性，金属垫片通常选用铝、铜、软钢、纯铁、不锈钢、钛、蒙乃尔合金等材料。

60⑵.垫片的性能和构造③金属垫片61⑶.垫片的尺寸①垫片尺寸的确定垫片尺寸系指垫片接触面的宽度与厚度，决定垫片反力的作用位置，是计算法兰、螺栓受力大小的重要参数。垫片尺寸直接影响密封件的密封性能。61⑶.垫片的尺寸①垫片尺寸的确定62⑶.垫片的尺寸①垫片尺寸的确定垫片宽度：我国现行的有关标准中，压力容器法兰用非金属软垫片的宽度一般在18～30mm之间，金属包垫的宽度则在16～25mm之间。管道、阀门的垫片则更窄些。垫片厚度：一般地，设备密封直径在500mm以下，垫片厚度为1.5～3mm；密封直径大于500mm，垫片厚度t>3mm。

62⑶.垫片的尺寸①垫片尺寸的确定63⑶.垫片的尺寸①垫片的标准尺寸系列我国国家标准和一些行业标准都制定有压力容器及管道法兰用非金属软垫片、缠绕垫片、金属包垫、八角垫及椭圆垫等的标准，编制了垫片的尺寸系列。（1）JB4704—92《非金属软垫片》；（2）JB4705—92《缠绕垫片》；（3）JB4706—92《金属包垫片》；（4）GB150—98《钢制压力容器》中包含的八角垫、椭圆垫、双锥环垫等的标准。back63⑶.垫片的尺寸①垫片的标准尺寸系列back64⑴垫片密封材料的基本要求及其垫片性能表征⑵常用静密封材料和元件⑶静密封材料和元件的最新发展⑷密封材料和元件研究开发的重点和发展趋势⑸结语4、垫片密封材料64⑴垫片密封材料的基本要求及其垫片性能表征4、垫片密封材65⑴垫片密封材料的基本要求及其垫片性能表征垫片的密封能力垫片密封材料表面流动性较好的整体回弹性能密封材料的理化性能应力松弛、蠕变老化、硬化、脆化介质稳定性温度、介质、力学状态温度、介质物理和化学侵蚀65⑴垫片密封材料的基本要求及其垫片性能表征垫片的密封能力垫66方程（1）～（4）垫片材料和元件的性能表征密度、横向抗拉强度、柔软性、耐油性、烧失量…...压缩回弹特性、蠕变和应力松弛特性…...与泄漏率相联系…...力学性能基本密封特性垫片材料的性能垫片的性能66方程（1）～（4）垫片材料和元件的性能表征密度、横向抗拉67(1)、压缩特性方程:(2)、回弹特性方程：(3)、蠕变特性方程：(4)、基本密封特性方程：67(1)、压缩特性方程:(2)、回弹特性方程：(3)、蠕变68

密封元件的蠕变总是存在的，温度越高，蠕变量越大。

密封元件的塑性变形量随压紧应力的增大而增大，压缩曲线和回弹曲线均非直线且不重合，具有非线性和非保守性。

密封元件的基本密封特性是一个综合性指标，它与介质、工况条件、密封元件的结构和材料特性等有关。68密封元件的蠕变总是存在的，温度越高，蠕变69⑵常用静密封材料和元件

植物材质、矿物纤维、橡胶、塑料、金属等均可用作静密封材料。最常用的有橡胶、石棉、非石棉纤维、聚四氟乙烯、柔性石墨以及诸多种类的金属和合金。69⑵常用静密封材料和元件植物材质、矿物纤维70

石棉是一种含结晶水的硅酸盐，分为温石棉和蓝石棉(强酸性介质)

石棉的化学性能稳定、机械强度高，具有较好的耐热、耐蚀性能。石棉橡胶板具有良好的耐热性、抗蠕变松弛性和耐化学腐蚀性，又具有较好的柔软性和弹性，且价格低廉。石棉橡胶板的安全使用温度为－50℃～400℃。其适用压力范围一般不超过5MPa。石棉70石棉是一种含结晶水的硅酸盐，分为温石棉和蓝石棉(强酸71

具有优良的化学稳定性，可适用于多种腐蚀性介质,聚四氟乙烯无毒，无污染。使用温度一般在－196℃～200℃范围内。

耐热性能、抗蠕变性能差。在PTFE中按一定比例掺入不同性能的材料，可以明显改善其耐热性和冷流性。聚四氟乙烯71具有优良的化学稳定性，可适用于多种腐蚀性介质,聚四氟72

可制成各种不同形状的密封垫片。特点是耐高压、适应温度范围广、化学稳定性好。带有增强骨架的柔性石墨垫片，可适应压力10MPa、温度－200℃～550℃、PH0-14的各种流体。柔性石墨对介质有一定污染。柔性石墨72可制成各种不同形状的密封垫片。柔性石墨73

用在高温、低温、高真空、超高压或强腐蚀性、放射性流体等工况条件下。金属垫片的种类很多，常用的有中空O型环，金属环及金属波形、平形、齿形密封垫片等。常用的材料有软钢、铜、铝、银、不锈钢、铬钢、蒙乃尔合金等。金属垫片密封要求较大的密封比压，法兰面应具有足够的硬度和表面光洁度。金属平垫不适用于温度、压力波动较大的场合。金属垫片73用在高温、低温、高真空、超高压或强腐蚀性、放射性流体74

由金属和非金属材料可以制成金属包覆垫片、缠绕式垫片、非金属贴覆垫片等复合（组合）密封垫片。其压缩、回弹性能好、与法兰表面贴合能力强。能在高温、低温、冲击振动等循环交变载荷等各种苛刻条件下，保持优良的密封性能。金属垫片74由金属和非金属材料可以制成金属包覆垫片、缠绕式垫75⑶静密封材料和元件的最新发展1、改性聚四氟乙烯2、膨胀聚四氟乙烯密封材料3、非石棉纤维复合密封材料4、钛缠绕式垫片和镍铜合金缠绕式垫片75⑶静密封材料和元件的最新发展1、改性聚四氟乙烯2、膨胀聚76①、改性聚四氟乙烯玻璃纤维碳纤维青铜粉二硫化钼聚合物填充＋耐磨性；－强度、韧性－线膨胀系数、＋导热率，抗压强度、耐蠕变性、耐磨耗性改性聚四氟乙烯＋耐压性，散热性＋刚性、硬度、抗蠕变性、电绝缘性、导热性、耐磨性；－摩擦系数＋强度、硬度、耐磨性，基体与纤维的结合能力76①、改性聚四氟乙烯玻璃纤维碳纤维青铜粉二硫化钼聚合物填充77

8％～10％的玻璃纤维、3％～5％的二硫化钼填充聚四氟乙烯耐高低温，具有优异的自润滑性、较小的透气性、良好的化学稳定性和力学性能，可制成O型、Y、U、L、J等各种形式的密封元件，其使用压力可达30～40MPa。back778％～10％的玻璃纤维、3％～5％的二硫化钼填充78特点：1)、品质优异。具有高度的柔韧性、可压缩性，优异的抗酸、碱耐腐蚀性、抗老化、耐蠕变，自润滑性好，摩擦系数低和抗张强度高。

2)、使用方便、快捷。其使用温度为－218℃～320℃，使用压力可达20MPa，可适用于PＨ值0～14的环境。②、膨胀聚四氟乙烯密封材料78特点：1)、品质优异。具有高度的柔韧性、可压缩性，优异的79③、非石棉纤维复合密封材料芳纶纤维玻璃纤维碳纤维矿渣棉芳砜纶纤维非石棉纤维复合材料无害；密封性能好；水、蒸汽、油、烃类和中强度酸碱；<205℃气密性好；一般温度下多数介质；耐饱和蒸汽的温度小于250℃高温、高压、高性能；易切割；蒸汽、热油、碳氢化合物温度和压力不高；成本低密封性能好；水、蒸汽、油、中等极性有机溶剂、中强酸、弱碱79③、非石棉纤维复合密封材料芳纶纤维玻璃纤维碳纤维矿渣棉芳80

利用纤维的混杂效应，综合有机和无机纤维各自的优点，制备无石棉密封材料成了目前垫片材料的一个主要研制和应用方向。

国产非石棉纤维橡胶垫片的使用温度在－40℃～＋300℃的范围内，使用压力等级小于5.0MPa。国外非石棉纤维橡胶垫片的使用温度一般为－40℃～＋370℃，（最高480℃，碳纤维），使用压力等级达到7.0MPa，可用于密封水、饱和蒸汽、惰性气体、不饱和脂族烃、汽油、中强度酸碱。80利用纤维的混杂效应，综合有机和无机纤维各81密封性能优越，泄漏率小于1.0×10-5cm3/s。为大型化、高参数、强腐蚀等特殊工况条件的系统和设备提供了可靠的密封元件，可满足普通缠绕式垫片（不锈钢非金属填料组合）无法满足的使用要求。④、钛缠绕式垫片和镍铜合金缠绕式垫片镍铜合金缠绕式垫片可用于所有浓度、温度的苛性碱溶液，稀非氧化酸、有机酸和有机溶剂介质。钛缠绕式垫片具有极强的耐腐蚀性能，可用于氯碱工业、纯碱生产过程、碘、溴为工艺介质的设备，还可用于硝酸，亚硝酸盐—硝酸盐等介质。南京工业大学研制开发了镍铜合金和钛缠绕式垫片81密封性能优越，泄漏率小于1.0×10-5cm3/s。为大82⑷、密封材料和元件研究开发的重点和发展趋势1、非石棉密封复合材料的进一步研究开发2、适合特殊场合使用的密封材料和结构研究3、纳米材料在静密封领域的应用前景82⑷、密封材料和元件研究开发的重点和发展趋势1、非石棉密封83①、非石棉密封复合材料的进一步研究开发复合材料基体材料及增强纤维的选择增强纤维与基体界面结合方法及制备工艺性能表征考虑：增强纤维的耐高温性能、单丝强度和韧性、表面处理难易、耐腐蚀和耐溶剂能力、性能价格比。宜使用短纤维增强纤维之间、纤维与基体之间的润湿性，提高纤维与基体的界面结合强度，是改善非石棉纤维橡胶垫片性能的重要途径材料的本构关系、蠕变和松弛特性、基本密封性能以及最小预紧比压和密封系数研究重点83①、非石棉密封复合材料的进一步研究开发复合材料基体材料及84②、适合特殊场合使用的密封材料和结构研究

在超高压快开结构、高真空、超高压、温度波动剧烈等一些特殊的使用场合，采用单一密封材料很难满足要求。研制新型密封材料并改进密封件及其连接结构是行之有效的方法。

圆柱弹簧外覆薄金属的特种弹性金属垫片，可用于高真空，又可用于超高压条件；

改进C形环复合材料密封垫片，可适用于超高压快开装置。84②、适合特殊场合使用的密封材料和结构研究85③、纳米材料在静密封领域的应用

将一些纳米颗粒加入到塑料中去可提高塑料的强度、抗蠕变性能和抗老化性能。用纳米SiO2部分取代普通TiO2，以提高硅橡胶强度、弹性和耐磨性。纳米材料还可制成一些高分子材料，作为新型橡胶材料的补强填料。将纳米氧化铝添加到氧化铝陶瓷中，增加其韧性和延展性，制成高品质陶瓷纤维。

以纳米改性橡胶为基体、以纳米改性纤维为增强纤维，有望制成新型高性能密封材料和元件。85③、纳米材料在静密封领域的应用将一些纳米86⑸、结语

现代工业和科学技术的迅速发展对过程装备的密封提出了愈来愈高的要求，同时亦为密封技术的研究和应用开拓了广阔的前景。过程工业装备日趋高参数、大型化，新的工艺不断涌现，一些传统的密封材料和结构已经不能满足对系统和装备日趋严格的紧密性要求。

密封技术领域的突破性进展往往依赖于新材料的出现，而新型密封材料的研究开发历来是密封技术领域的研究热点，纳米技术在密封技术领域的应用研究则是今后一段时间内该领域的一个重点课题。back86⑸、结语现代工业和科学技术的迅速发展对过875、垫片的选用⑴.垫片选用的原则正确选用密封垫片是保证设备无泄漏的关键。对于同一种工况，一般有多种垫片可供选择。必须根据介质的物性、压力、温度和设备大小、操作条件、要求运转周期长短等情况，合理地选择垫片，充分发挥各种垫片的特点。875、垫片的选用⑴.垫片选用的原则885、垫片的选用⑴.垫片选用的原则选择垫片时，首先参考已经在相似工况下的使用经验，同时应考虑下列因素：

有良好的弹性和恢复性，能适应压力变化和温度波动；

有适当的柔软性，能与接触面很好地贴合；

不污染工艺介质；

有足够的韧性及强度，不会在压力和紧固力下造成破环；

低温时不硬化，收缩量小，高温时不软化，抗蠕变性能好；

加工性能好，安装、压紧方便；

不粘结密封面，拆卸容易；

价格便宜，使用寿命长。

885、垫片的选用⑴.垫片选用的原则895、垫片的选用⑴.垫片选用的原则在垫片的使用中，压力和温度二者是相互制约的：随着温度的升高，在设备运转一段时间后，垫片材料发生软化、蠕变、应力松弛观象，机械强度也会下降，密封的压力降低。反之亦然。并不能简单使用手册上短时实验数据。例如，手册上列举高压石棉橡胶板XB450在水蒸气介质中使用温度450℃、压力<6MPa(该材料做密封性能试验时，在440～450℃、12MPa的蒸汽中保压30min)。但在长期实际使用中，温度若达到450℃，所能密封的压力仅0.3～0.4MPa，对于渗透性强的气体介质则仅有0.1—0.2MPa。895、垫片的选用⑴.垫片选用的原则905、垫片的选用⑵.国内垫片的选用1)、工业橡胶板

天然橡胶：适用于水、海水、空气、惰性气体、碱类、盐类水溶液等介质，但不耐矿物油和非极性溶液，长期使用温度低于70℃，最高使用温度不超过90℃；低温性能优异，可在-50℃以上使用。丁腈橡胶：适用于石油类产品，如石油、润滑油、燃料油等，长期使用温度为120℃，如在热油中可耐150℃，低温为-10～-20℃。905、垫片的选用⑵.国内垫片的选用915、垫片的选用⑵.国内垫片的选用1)、工业橡胶板

氯丁橡胶：适用于海水、弱酸、弱碱、盐溶液，耐氧和臭氧老化性能优异，耐油性次于丁腈橡胶而优于其他通用橡胶，长期使用温度低于90℃，最高使用温度不超过130℃，低温为-20～-50℃。

氟橡胶：品种多，它们分别具有良好的耐酸、耐氧化性能以及耐油、耐溶剂性能。可以在几乎所有的酸类介质以及一些油和溶剂中使用，长期使用温度低于200℃。915、垫片的选用⑵.国内垫片的选用925、垫片的选用⑵.国内垫片的选用1)、工业橡胶板

作为法兰垫片，多用于管道或经常拆卸的人孔、手孔，压力不超过1.6MPa。在各类垫片中，橡胶垫片最软，贴合性能好，在较小的预紧力下就能发挥密封效果。但是在承受内压时，因垫片偏厚或硬度偏低而容易被挤出。橡胶材料在苯、酮、醚等有机溶剂中使用，易出现溶胀、增重、变软、发粘现象，导致密封失效。在低压(尤其是0.6MPa以下)、真空情况下，采用橡胶垫较为适宜。致密性好，透气率低。例如氟橡胶适宜作真空容器的密封垫片，真空度最高可达1.3×10-7Pa。橡胶垫在10-1～10-7Pa真空度范围使用时，需经烘焙和抽气处理。925、垫片的选用⑵.国内垫片的选用935、垫片的选用⑵.国内垫片的选用2)、石棉橡胶板

目前国内石棉橡胶板主要有五个品种（见表3—1）。另有耐酸石棉橡胶板，浅灰色，内含19％的氟橡胶和其他填充剂，最高使用温度低于200℃，可在低于120℃，2MPa的酸性介质中长期使用。普通石棉橡胶板在酸性介质中使用，一般温度不超过50℃，压力低于1MPa。最大问题：垫片材料虽然加入了橡胶和一些填充剂，仍无法将那些串通的微小孔隙完全填满，存在微量泄漏；当用于一些高温油类介质时，通常在使用后期，由于橡胶和填充剂碳化，强度降低，材质变疏松，使界面和垫片内部产生渗漏，出现结焦和发烟现象。935、垫片的选用⑵.国内垫片的选用945、垫片的选用⑵.国内垫片的选用2)、石棉橡胶板

在高温下易粘结在法兰密封面上，给更换垫片带来了许多麻烦；另外，石棉对人健康有害，属逐步禁用材料。在受热状态下，垫片在各种介质中的使用压力取决于垫片材料的强度保持率。它由石棉纤维材料中存在着的结晶水和吸附水决定。国产石棉橡胶板XB450的推荐安全使用范围：温度250～300℃，压力3～3.5MPa。400号耐油石棉橡胶板使用温度不宜超过350℃。含有氯离子和硫化物，吸水后容易与金属法兰形成腐蚀原电池；耐油石棉橡胶板中硫黄含量高出普通石棉橡胶几倍，故在非油性介质中不宜使用。在油品和溶剂类介质中发生溶胀现象，在一定范围内对密封性能基本没有影响。945、垫片的选用⑵.国内垫片的选用955、垫片的选用⑵.国内垫片的选用3)、聚四氟乙烯

在受压及高温下易冷流及蠕变，一般用于低压、中温、强腐蚀及不允许污染的介质如强酸、强碱、卤素、药品等。安全使用温度在150℃、压力1MPa以下。填充四氟虽然强度高些，但使用温度也不超过200℃，且耐腐蚀能力下降。四氟包垫最高使用压力一般不超过2MPa。图3—9表示：聚四氟乙烯垫片以及包垫的使用曲线。由于温度升高，材料发生蠕变，致使密封压力明显下降。即使不升温，随着时间的延长，密封面的压紧应力也会下降，产生“应力松弛现象”。该现象在各种垫片中都会产生，只是聚四氟乙烯垫的应力松弛现象较为严重。955、垫片的选用⑵.国内垫片的选用965、垫片的选用⑵.国内垫片的选用3)、聚四氟乙烯

965、垫片的选用⑵.国内垫片的选用975、垫片的选用⑵.国内垫片的选用3)、聚四氟乙烯

摩擦系数较小(压紧应力大于4MPa时为0.035～0.04)；预紧时垫片易向外滑移，最好采用凹凸式法兰面；采用平面法兰时，可将垫片外径接触螺栓，利用螺栓阻止垫片外滑。图3—3(a)、图3—3(h)两种聚四氟乙烯包垫使用直径不大于300mm，图3—3(c)则可用在直径300mm以上的设备特别是搪玻璃设备及管道。由于搪玻璃设备是在金属表面喷涂了一层瓷釉后烧结而成的，釉层很脆，加之喷涂不均匀和釉层流动，法兰表面平面度较差。采用金属复合型垫片易损坏釉层，所心推荐使用芯材由石棉板加橡胶的聚四氟乙烯包垫。这种包垫既容易与法兰面贴合又耐腐蚀，使用效果良好。975、垫片的选用⑵.国内垫片的选用985、垫片的选用⑵.国内垫片的选用4)、金属包石棉垫

包覆的石棉板或石棉橡胶板不与介质直接接触，避免了纤维强度下降，克服了渗漏现象，扩大了使用范围。一般使用温度为450℃(个别也有选600～700℃，如在常压～0.16MPa的烟道气中)，使用压力为4MPa，如压力再增高，垫片易产生横流现象，芯材易从搭接处挤出。由于需较大的螺栓拧紧力，即使使用压力低于2.45MPa，也不能采用PN2.5MPa以下的法兰。避免因法兰、螺栓的刚度不够，产生变形而导致密封失效。能制成各种形状，大量用于各种热交换器、反应器的大盖、装卸孔、人孔法兰等。在包垫表面贴覆一层柔性石墨薄板，这种垫片与表面末包覆的同类金属包垫相比，预紧比压较小，密封性能更佳。

985、垫片的选用⑵.国内垫片的选用995、垫片的选用⑵.国内垫片的选用5)、金属缠绕垫

利用金属的耐热性、回弹性和强度以及非金属材料的柔软性，密封性能较好，其中又以不锈钢带缠绕柔性石墨垫性能为最佳。其预紧比压较石棉缠绕垫小，不存在石棉纤维毛细孔渗漏的缺点。图3－10为两者预紧比压与泄漏量的关系曲线。不锈钢带柔性石墨缠绕垫在气体中使用压力为14.7MPa(国内有高达19.6MPa)，液体中可用至30MPa。温度-190-600℃(在无氧、低压情况下可用至1000℃)。聚四氟乙烯的耐低温性能良好，在低温下的屈服强度大大高于常温时的强度，用于低温介质，如液态烃等。同时，因加入金属带提高了导热性，缠绕垫使用温度可达250℃，在酸性介质中可用至9MPa、200℃。995、垫片的选用⑵.国内垫片的选用1005、垫片的选用⑵.国内垫片的选用5)、金属缠绕垫

用于压力和温度渡动较大的换热器、反应器、管道、阀门、泵进出口法兰较为合适。对中等以上压力、温度超过300℃，应使用带内环、外环或内外环。若使用凹凸面法兰，配带内环的缠绕垫效果更好些。在柔性石墨缠绕垫两面贴覆柔性石墨板也能取得好的密封效果。1005、垫片的选用⑵.国内垫片的选用1015、垫片的选用⑵.国内垫片的选用6)、金属平垫、波形垫和齿形垫

平垫和波形垫一般用于中、高压阀门、管道和直径较小的法兰上。使用压力根据温度不同，前者为1.6～32.0MPa，后者为1.6～4.0MPa。垫片材质根据介质和温度选取。齿形垫使用后易在法兰密封面上留下压痕，一般用于较易拆卸的部位。使用压力为l.96-19.6MPa。在一些常拆卸的大型高压容器人孔处，垫的两面贴上一层软垫，如高压石棉橡胶板、柔性石墨板、铝板、铜板等，不仅保护了法兰面，密封性能也明显提高。齿形垫除增加组合垫的弹性作用外，还对软垫片起到增强作用，致使石棉橡胶板这类强度较低的材料能承受高压。1015、垫片的选用⑵.国内垫片的选用1025、垫片的选用⑵.国内垫片的选用7)、八角垫和椭圆垫

用于梯形槽面法兰的八角垫和椭圆垫(炼油行业俗称“土钢圈”)密封性能均好。在沟槽的锥面上，八角垫为面接触而椭圆垫是线接触，椭圆垫在低紧固力下贴合性好，但需进行二次紧固；而八角垫一般一次紧固后，不易出现泄漏。不足之处在于要求较大的螺栓拧紧力，当用于低压高温情况时，法兰等级须在PN2.5MPa级以上。back1025、垫片的选用⑵.国内垫片的选用back103重点内容垫片密封的分类；垫片泄漏的原因；垫片密封件的功能要求和性能要求；密封材料和元件发展趋势；垫片选用的原则。103重点内容垫片密封的分类；104主讲人:郝木明孙鑫晖实现以人为本—健康安全环保经济—现代化生产新理念流体静密封技术

（Static

FluidSealingTechnology）1主讲人:郝木明孙鑫晖实现以人为本—流体静密封技术

（105流体静密封的作用、意义和地位作用、意义节能、低耗可靠、延寿安全、健康地位应用面广维修量大持续发展跑、冒、滴、漏2流体静密封的作用、意义和地位作用、意义跑、冒、滴、漏106应用选择环境（内外部）（压力、温度、大气气氛、密封流体等）知识经验

健康技术选择环境（污染）

安全密封的环境因素

——环境的双重含义3应用选择环境（内外部）知识经验健康技术选择环境（污染）107内部环境介质性质：固体（粉尘、磨粒）、流体（气或汽体、液体）燃、爆、毒、腐蚀性、放射性、清洁度工作参数：压力、温度、速度、变载、冲击、振动装置结构：有效密封空间、运动类型、制造精度外部环境环境条件：温度、压力、外部介质性质（腐蚀、湿气、盐份、臭氧）环保要求：零泄漏和零逸出（散）密封型式、密封结构、密封材料密封的内部环境和外部环境4内部环境密封的内部环境和外部环境108主要内容一．垫片密封

二．法兰密封三．高压与自紧密封四．密封胶与密封剂5主要内容一．垫片密封109一：垫片密封1、概述2、垫片密封的结构及工作原理3、垫片的种类及性能4、垫片密封材料5、垫片的选用6一：垫片密封1、概述110

1：概述定义：垫片密封通常是指由容器、管道等的连接件和垫片组成的静密封。应用部位：设备上的人孔、手孔、视孔、大盖法兰连接处；各种工艺管线、仪器仪表接管与设备、机、泵、阀门等连接处

。应用比例：占静密封的很大部分。发展动力：随着压力容器技术的发展而发展。随着现代工业特别是近代石化、化学、原子能、大型电站等行业的兴起，压力容器向高温、高压、高真空、深冷和大型化、单系列方向发展，对垫片密封不断提出新的要求，各种新型结构和新型材料不断出现，解决了许多长期存在的难题。

71：概述定义：垫片密封通常是指由容器、管道等的连接件和垫111

1：概述密封理论：尚处于摸索和发展之中。标准化、系列化：国内：GB9112—9125系列、JB4700—4707系列、HG20592—20635系列、SH3406系列；国外：API系列、ASME／ANSIl6.5和16.7系列、JIS系列、BS系列等。设计方法：美国ASME的压力容器研究委员会的PVRC法。back81：概述密封理论：尚处于摸索和发展之中。标准化、系列化112

2：垫片密封结构及工作原理

图2-1垫片密封的结构

1—螺母，2—螺栓，3—垫片，4—法兰属于强制型、中低压密封结构

92：垫片密封结构及工作原理图2-1垫片密封的结构

1113垫片：衬于法兰之间，通过螺栓施加压紧力使衬垫材料发生变形，以阻止介质的泄漏通道。10垫片：衬于法兰之间，通过螺栓施加压紧力使衬垫材料发生变形114

2：垫片密封结构及工作原理

图2-2高压自紧密封

1—螺母，2—主螺栓，3—压环，4—密封垫，5—浮动顶盖，6—筒体，7—垫圈属于高压自紧式密封结构

112：垫片密封结构及工作原理图2-2高压自紧密封

1115按密封原理（即密封垫片受力情况）：强制型密封、自紧式密封和半自紧式密封三类。强制型密封：完全靠外力(如螺栓)对垫片施加载荷；自紧式密封：主要利用介质的压力对垫片施加载荷；半自紧式密封：上述两种方法兼而有之。

按操作压力：中、低压和高压密封。低压密封：P<1.6MPa；中低压密封：1MPa<P<10MPa；高压密封：10MPa<P<100MPa；超高压密封：P>100MPa。垫片密封分类12按密封原理（即密封垫片受力情况）：强制型密封、自紧式密封116

穿漏（Penetration）

O

P

渗漏（Percolation）垫片泄漏的方式

Verysmall——small——big——grossLEAK

两种方式：穿漏（界面泄漏）、渗漏。13117毛细管渗漏的数学模型：

层流泄漏

πd4（p1-p2）

Q=------------

128ηLp1p2dL

渗漏与介质的物性有关。

14毛细管渗漏的数学模型：118Y

压差流（Ｐoiseuilleflow）

N—S方程：

hp1p2

u（y）=-dpy（h-y）/2μdr

rQ=∫u2πrdy

r1

πh3（p1-p2）

Q=

r2

6μln（r2/r1）穿漏（界面泄漏）的数学模型：

界面泄漏是密封失效的主要原因，与法兰密封面的选择、加工精度、垫片的尺寸和材料性能、紧固方法和压缩程度等因素密切相关。15Y穿漏（界面泄漏）的数119垫片密封的机理（1）垫片应力的定义密封表面上垫片接触压强(单位接触面上的压力，MPa或N/m2)FF

P

σg

16垫片密封的机理（1）垫片应力的定义120

F（螺栓预紧载荷）

M=KFd

或

F=M/Kd

σgi=FN/Ag

目的：填平密封表面形状不平度、波度、粗糙度等，达到初始密封。（2）初始预紧M（螺栓扭矩）17F121（3）工作密封

σgo

=η（σgiAg

-pB）/

Ag

端部流体静压力P密封面分离目的：正常操作状态保持持续密封18（3）工作密封

σ122

（4）影响垫片应力的因素1、受长期压缩的垫片材料的蠕变2、垫片材料品质的损伤（退化）——温度物理损伤、化学腐蚀损伤3、热机械效应——热循环、应力松弛、蠕变、扭矩损失）4、螺栓拧紧方法19（4）影响垫片应力的因素1、受长期压缩的垫片材料的蠕123零泄漏(ZeroLeakage)和零逸出(ZeroEmission)

泄漏级别

定义

0

无泄漏迹象

1

可目视或手感湿气（冒汗），但没有形成滴珠

2

局部有滴珠形成

3

沿整个垫片周边有滴珠形成

4

形成滴珠且沿垫片周边5分钟或更长时间滴漏1滴

5

以5分钟或更短时间滴漏1滴

6

形成流线状滴漏液体：1ml=20drop（1）泄漏的定性分级20零泄漏(ZeroLeakage)和零逸出(ZeroE124（2）泄漏的定量定义——泄漏（速）率

定义对特定介质在单位时间内通过单位密封长度的体积或质量泄漏量。单位

ml/s·mmmg/s·mm

21（2）泄漏的定量定义——泄漏（速）率125（3）零泄漏的概念漏是绝对的，不漏是相对的。

A、零泄漏测漏仪器的最高灵敏度规定的合格泄漏量。零泄漏：美宇航飞船——1×10-6Ncc/s（He）运载火箭——1×10-4Ncc/s（He）

B、允许泄漏率（AllowableLeakageRate）人为规定的最低限度泄漏量

C、影响允许泄漏率的因素装置密封的重要性介质性质——可燃、易爆、有毒、昂贵、腐蚀测漏仪器的灵敏度22（3）零泄漏的概念漏是绝对的，不漏是相对的。126垫片测漏方法灵敏度的比较：

FlowerPressurereduce

Pressureincrease

Massspectrograph

23垫片测漏方法灵敏度的比较：127（4）允许泄漏率标准泵用机械密封

MechanicalsealforPumps(JB4127—85)Φ≤50mm

L≤3ml/h（相当于0.1ml/h/mm）

Φ＞50mm

L≤5ml/h（相当于0.06ml/h/mm）阀门用填料密封

PackingforValve(JB/T7760-95)L≤5ml/h泵用填料密封

PackingforPumps

Φ=25mm

L≤8ml/minΦ=40mm

L≤10ml/minΦ=50mm

L≤16ml/minΦ=60mm

L≤20ml/min(3600rpm0.1-0.5MPa)24（4）允许泄漏率标准泵用机械密