在化工厂和管道系统中，垫片虽然价格低廉，却承担着至关重要的角色。它负责密封设备和管道法兰的连接处，防止液体和气体的泄漏。本文将介绍垫片的基本密封原理，并结合实际案例，说明如何在工程中正确选用垫片。
垫片的密封原理
- 垫片通过螺栓压紧，填充法兰之间的微小间隙，从而防止泄漏。
- 密封效果依赖于 压缩性（封堵泄漏通道）和 弹性（吸收振动与温度变化）。
线接触而非面接触
- 很多人误以为垫片是“整个面”密封，实际上主要靠 局部的线接触。
- 法兰的表面粗糙度、平面度以及施加的扭矩都会影响密封性能。
法兰沟槽与表面粗糙度
- 大多数法兰设计有同心沟槽，可以增加局部接触压力。
- 合适的粗糙度和法兰变形控制，对保持密封非常关键。
有效密封宽度
- 垫片的整个截面并不是都在起作用，真正有效的是所谓的 “有效密封宽度”。
- 如果法兰倾斜或扭矩分布不均，会显著降低密封效果。
特殊结构垫片
- 波形金属包垫、PTFE 包覆垫片 能在较小的螺栓载荷下实现高密封性能。
- 缠绕垫片 兼具柔性和弹性，适用于高温高压工况。
垫片系数（m 值与 y 值）
- 最小密封比压（y 值）： 开始形成密封所需的最低螺栓载荷。
- 垫片系数（m 值）： 在内部压力作用下保持密封所需的附加载荷。
- 在工程计算中，这两个参数是法兰强度设计和垫片选型的基础。
选型的实务要点
- 材料兼容性（耐腐蚀性、温度适用范围）。
- 厚度与压缩回弹性。
- 成本、供应情况、维护便利性。
- 特殊应用场合（搪玻璃设备、真空环境等）。
总结
不存在“万能垫片”。每一个工况都需要根据法兰条件、工艺要求以及密封原理来选择合适的垫片。理解压缩性、弹性、接触特性以及 m/y 值，可以帮助工程师降低泄漏风险，提升装置的可靠性。
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