金屬纏繞墊片和金屬齒形復(fù)合墊片都廣泛地使用于煉油廠和化工廠的熱循環(huán)、壓力變化、法蘭偏轉(zhuǎn)、應(yīng)力松弛和蠕變等工況。在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)該選擇金屬纏繞墊片還是金屬齒形復(fù)合墊片？本文將告訴您哪種墊片應(yīng)用在哪個場合是最合適的。

歷史和發(fā)展金屬纏繞墊片是在二十世紀(jì)初發(fā)明的，可壓縮的填充材料采用石棉帶，無內(nèi)外環(huán)。隨后的結(jié)構(gòu)改進(jìn)由可壓縮的填充材料和薄金屬帶交替纏繞（螺旋形）而成，加了起定位作用和限制壓縮的外環(huán)以及防止內(nèi)徑處失穩(wěn)的內(nèi)環(huán)，為高壓應(yīng)用工況提供了一種良好的密封。

到了二十世紀(jì)80年代后，柔性石墨和其它材料代替石棉作填充材料，二十一世紀(jì)初又有耐受更高溫度的新型材料用作填充材料，并結(jié)合采用多種新開發(fā)的合金或特種金屬來制作金屬帶和內(nèi)環(huán)，金屬纏繞墊片已能適應(yīng)煉油和石油化工生產(chǎn)中更多的腐蝕性介質(zhì)工況和擴(kuò)大了適用的溫度范圍，但其結(jié)構(gòu)和尺寸基本上已無大的變化。

密封原理金屬纏繞墊片的纏繞部分由填充材料和成型金屬帶交叉疊制纏繞而成，在安裝預(yù)緊時，其中的填充材料受壓后被擠壓出來，填塞了與法蘭接觸表面上的不平和變形等缺陷，建立了一個能堵塞介質(zhì)泄漏通道的密封。

金屬纏繞墊片在工作狀態(tài)中受到流體壓力時，纏繞部分中受壓鋼帶的彈性作用和填充材料的回彈能釋放出足夠的彈性應(yīng)變來彌補(bǔ)受壓后法蘭面的分離，補(bǔ)償長期運(yùn)行過程中，由于熱循環(huán)，壓力波動和受熱蠕變引起的緊固件應(yīng)力的松弛。

歷史和發(fā)展

金屬齒形復(fù)合墊片即為具有覆蓋層的齒形組合墊片，它是在歐洲首先開發(fā)應(yīng)用的，其齒形橫截面是在德國開發(fā)的，大約在40多年前被納入德國管法蘭標(biāo)準(zhǔn)DIN2697，(DN10-400,PN 63,100,160,250,320,400）。在換熱器和壓力容器的設(shè)備法蘭墊片中得到廣泛應(yīng)用來替代金屬包覆墊片。

這種墊片很早就在我國自行設(shè)計的48萬噸/年尿素裝置高壓設(shè)備（設(shè)計壓力為16.6Mpa）中得到應(yīng)用，在20世紀(jì)末，美國的許多工業(yè)裝置中也已采用它代替金屬纏繞墊片和金屬包覆墊片。多年來，原始的設(shè)計已經(jīng)被多次改進(jìn)。

密封原理在法蘭連接預(yù)緊時，金屬齒形墊片兩個齒形表面上覆蓋的軟性材料（柔性石墨或PTFE）不僅很容易地填塞了法蘭接觸表面上的不平缺陷處，而且被壓入到金屬芯部表面上的的許多同心圓齒槽中，預(yù)緊時的壓縮應(yīng)力提高了槽中和齒頂上的覆蓋材料的密度（例如柔性石墨在200Mpa的壓縮應(yīng)力下, 密度可提高到接近2.27g/cm3左右）。

預(yù)緊時的平均壓縮應(yīng)力很低時，在齒頂部位的柔性石墨壓縮應(yīng)力也會很高，仍能達(dá)到很高的密度。由此，在法蘭與墊片接觸橫截面上形成了多道同心的高密度密封圈。即使由于操作溫度的循環(huán)變化或不均勻的熱膨脹以及壓力的波動，導(dǎo)致螺栓載荷和墊片上平均壓縮應(yīng)力的變化，在齒頂部位的石墨仍能保持較高密度的狀態(tài)，加上金屬芯部份的回彈作用，使墊片能承受各種載荷的變化而維持良好的密封效果。

行業(yè)趨勢

金屬齒形復(fù)合墊片正在逐漸取代金屬纏繞墊片