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适应不同工况的金属缠绕垫片

金属缠绕垫片形式比较金属缠绕垫片形式比较

按ASMEB16.20对金属缠绕垫片压缩的要求,缠绕式垫片的设计仅对有足够大小的螺栓载荷将垫片压缩到它的最佳厚度的螺栓法兰连接才是有效的,并且依靠钢带的“,V”型形状作为一个改进形式的弹簧来提供所需的回弹性能。紧固金属缠绕垫片时伸出垫片平面的缠绕钢带与法兰密封面直接接触,使垫片显得较硬,这对压力级别较低的法兰(例如ASME 16.5 Class 150)来说,由于金属缠绕垫片受到小尺寸和数量不多的螺栓的预紧,以及这些法兰本身刚度有限,刚性较大的垫片则不能被完全压缩,这就是人们常说的低压管路法兰拧不紧。在法兰拧紧不足的情况下,法兰连接不能适应压力和温度的变化、其结果必然造成流体泄漏。因此,Cary-Briggs和Antoine Serrant等提出了一种低应力密封的新概念—低应力(LS)金属缠绕垫片,如上图所示。

金属缠绕垫片典型压缩曲线与泄漏率金属缠绕垫片典型压缩曲线与泄漏率

低应力(LS)的概念是基于改进传统的金属缠绕垫,利用对“V”型形状的修改,使金属缠绕带基本上与压缩限制环保持平齐。这就在初始压缩阶段只有柔性石墨与法兰密封面接触,达到了在较低的螺栓应力下获得最佳压缩厚度的效果。加上柔性石墨本身由于具有较低的气体穿透性以及在较低的螺栓载荷下嵌入法兰密封面凹凸不平之处的能力,因此预紧力减小(约1/2),如图2所示:密封性能提高(相差1个数量级),如图3所示;可靠性也增加吸经受高温不漏)。除此之外,该金属缠绕垫片还具有提供压缩限制和防止垫片吹出的优点,从而能建立起良好的安全密封系统。这是因为低应力金属缠绕垫片的外部有一个实心的压缩限制环。

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