第厶章垫片密封 流体密封 2123)垫片 (3)垫片的重要性能—垫片的力学性能—压缩(溃)强度 垫片应力越大,泄漏将越少。但是垫片应力太大时,垫片将会被压溃, 也可能压缩时己经碎裂。因此若测试压缩垫片的全过程,总会有发生压溃 的极限载荷,即为垫片的压缩(溃)强度。 压缩强度也与工作温度和垫片厚度有关。例如,1.5mm厚的石棉橡胶 板室温的压缩强度为110MPa,而3mm厚的石棉橡胶板仅60MPa;同样的垫 片300C时的压缩强度分别是72MPa和38MPa 不同构造材料和形式的垫片的压缩强度自然也不一样,如与上述同样 厚度和温度的橡胶粘结非石棉纤维(芳纶纤维)板,300C时的压缩强度仅为 45MPa(.5mm)和30MPa(3mm)。在温度下测得的压缩强度也有称热压缩强 度
第 2章 垫片密封 （3）垫片的重要性能——垫片的力学性能——压缩（溃）强度 垫片应力越大，泄漏将越少。但是垫片应力太大时，垫片将会被压溃， 也可能压缩时己经碎裂。因此若测试压缩垫片的全过程，总会有发生压溃 的极限载荷，即为垫片的压缩(溃)强度。 压缩强度也与工作温度和垫片厚度有关。例如，1.5mm厚的石棉橡胶 板室温的压缩强度为110MPa，而3mm厚的石棉橡胶板仅60MPa;同样的垫 片300C时的压缩强度分别是72MPa 和38MPa。 不同构造材料和形式的垫片的压缩强度自然也不一样，如与上述同样 厚度和温度的橡胶粘结非石棉纤维(芳纶纤维)板，300C时的压缩强度仅为 45MPa(l.5mm)和30MPa(3mm)。在温度下测得的压缩强度也有称热压缩强 度。 2.1.2.3 垫片
第厶章垫片密封 流体密封 21.23)垫片 (3)垫片的重要性能垫片的力学性能吹出抗力 力。影响因素:垫片应力,垫片与法兰密封面间的摩擦系数和操作压 2, T(D, +b)b>prD, 若D比b大得多,且f=0.1,则有 g>p(t/0.2b) (3-6) 以上式中、D—垫片内直径,mm; fog(D,+b)b P b—垫片宽度,mm; 垫片厚度,mm; 垫片应力,MPa; bDi p—密封介质压力,MPa; f垫片与法兰密封面间的摩 擦系数,f=0.5-0.05。 图3-10垫片的吹出抗力
第 2章 垫片密封 （3）垫片的重要性能——垫片的力学性能——吹出抗力 影响因素：垫片应力，垫片与法兰密封面间的摩擦系数和操作压 力。 2.1.2.3 垫片
第厶章垫片密封 流体密封 21.23)垫片 (3)垫片的重要性能—垫片的力学性能蠕变松弛行为 当施加螺栓载荷时,作用在垫片的压缩应力使垫片厚度减薄,但运转 段时间后,垫片厚度继续减小,垫片上的应力也发生减少,此称为应力松弛 实际上垫片的应力松弛是应力松弛和蠕变两个主要因素共同作用的结果。 应力松驰:恒应变下垫片应力的改变,通常以初始载荷下垫片应力变化的百 分率表示,称垫片的纯松驰。 蠕变:恒应力下应变的改变量,以初始载荷下垫片厚度的改变量表示 称垫片的纯蠕变。 对于螺栓垫片法兰系统而言,不发生在恒应力下,垫片厚度—螺栓 长度—垫片应力,称这种螺栓与垫片的相互作用为垫片的“蠕变松驰”。 纯蠕变发生在:螺栓受到的拉伸比垫片的蠕变高得多的情况。纯松驰:密封 面为槽面且具有金属接触的法兰接头中,或与具有非常大的刚度的平在密封 法兰接头中的情况
第 2章 垫片密封 （3）垫片的重要性能——垫片的力学性能——蠕变松弛行为 当施加螺栓载荷时，作用在垫片的压缩应力使垫片厚度减薄，但运转一 段时间后，垫片厚度继续减小，垫片上的应力也发生减少，此称为应力松弛。 实际上垫片的应力松弛是应力松弛和蠕变两个主要因素共同作用的结果。 应力松驰：恒应变下垫片应力的改变，通常以初始载荷下垫片应力变化的百 分率表示，称垫片的纯松驰。 蠕变 ：恒应力下应变的改变量，以初始载荷下垫片厚度的改变量表示， 称垫片的纯蠕变。 对于螺栓-垫片-法兰系统而言，不发生在恒应力下，垫片厚度——螺栓 长度——垫片应力，称这种螺栓与垫片的相互作用为垫片的“蠕变松驰”。 纯蠕变发生在：螺栓受到的拉伸比垫片的蠕变高得多的情况。纯松驰：密封 面为槽面且具有金属接触的法兰接头中，或与具有非常大的刚度的平在密封 法兰接头中的情况。 2.1.2.3 垫片
第厶章垫片密封 流体密封 21.23)垫片 (3)垫片的重要性能—垫片的力学性能蠕变松弛行为 垫征的应力松弛性能是影响接头密封性能的一项十分重要的力学性能 它的最直接结果是垫片应力的下降,最终接头趋向泄漏,甚至发生垫片从 密封吹出。 表示方法: 螺栓松弛率:按螺栓伸长改变量(相当改变螺栓载荷)表示垫片的应力变化 称为蠕变松驰率。 cR=△(△L)(△L)×1 La-装配螺栓有效长度内的初始伸长量 △(△L2)-垫片蠕变后螺栓初始伸长量的变化量 应力松弛率:直接测量蠕变前后的垫片应力变化,称应力松驰率 R=a。/on×100% an-初始压缩的垫片应力 蠕变后残留的垫片应力
第 2章 垫片密封 （3）垫片的重要性能——垫片的力学性能——蠕变松弛行为 垫征的应力松弛性能是影响接头密封性能的一项十分重要的力学性能， 它的最直接结果是垫片应力的下降，最终接头趋向泄漏，甚至发生垫片从 密封吹出。 表示方法： 螺栓松弛率:按螺栓伸长改变量（相当改变螺栓载荷）表示垫片的应力变化， 称为蠕变松驰率。 应力松弛率:直接测量蠕变前后的垫片应力变化，称应力松驰率 2.1.2.3 垫片 ( ) ( ) ( ) C-R= / 100% B B B B L L L L − − 装配螺栓有效长度内的初始伸长量 垫片蠕变后螺栓初始伸长量的变化量 R= / 100% gr gi gi gr − − 初始压缩的垫片应力 蠕变后残留的垫片应力
第厶章垫片密封 流体密封 21.23)垫片 (3)垫片的重要性能垫片的力学性能蠕变松弛行为 通常垫片要有一定的塑性,所以蠕变是不可避免的。毫无疑问蠕变的 大不与材料和结构直关,还与初始厚度、载荷、温度、时间等许多因素有 关 蠕变与厚度成正比关系,同样材料的垫片,厚的比薄的蠕变大,所以选 择垫片时应尽可能选薄的垫片。 大多数法兰接头的蠕变松弛发生在预加载荷后的15-20min或者20一 25次载荷循环内,此后仍将继续下去,但逐渐趋于缓慢并转向稳定。因此 有推荐在螺栓预紧18~24h以后重新拧紧螺栓,以恢复部分螺栓载荷。但这 种做法通常用在温度较高的场合,因为高温对蠕变的影响比室温大得多, 甚至高达10多倍。 此外,蠕变的速率随作用在垫片上的初始应力的增加而提高,但有时也 有相反的结果。在不少应用中,将垫片蠕变引起的应力松弛谓之"转矩损 失",这是因为预紧螺栓的转矩直接与螺栓的伸长,也即垫片应力有关, 转矩损失也就意味着垫片应力的损失
第 2章 垫片密封 （3）垫片的重要性能——垫片的力学性能——蠕变松弛行为 通常垫片要有一定的塑性，所以蠕变是不可避免的。毫无疑问蠕变的 大不与材料和结构直关，还与初始厚度、载荷、温度、时间等许多因素有 关。 蠕变与厚度成正比关系，同样材料的垫片，厚的比薄的蠕变大，所以选 择垫片时应尽可能选薄的垫片。 大多数法 兰接头的蠕变松弛发生在预加载荷后的15一20min或者20一 25次载荷循环内，此后仍将继续下去，但逐渐趋于缓慢并转向稳定。因此 有推荐在螺栓预紧18~24h以后重新拧紧螺栓，以恢复部分螺栓载荷。但这 种做法通常用在温度较高的场合，因为高温对蠕变的影响比室温大得多， 甚至高达10多倍。 此外，蠕变的速率随作用在垫片上的初始应力的增加而提高，但有时也 有相反的结果。在不少应用中，将垫片蠕变引起的应力松弛谓之"转矩损 失"，这是因为预紧螺栓的转矩直接与螺栓的伸长，也即垫片应力有关， 转矩损失也就意味着垫片应力的损失 2.1.2.3 垫片