四氟垫片垫片法兰连接的基本要求

垫片法兰连接的基本要求。

垫片法兰连接是由垫片-螺栓-法兰组成的结构，其力学行为和密封特性比其他机械构件复杂，因为它受到许多因素的影响，以致工作时的整体性能很难预测或解释。首先螺栓和螺母之间的摩擦关系复杂，依靠普通的拧紧工具，不可能地控制和预测螺栓的预紧载荷；其次，这些性能受到各个零件弹性的制约，尤其是存在垫片时，整个结构表现出弹塑性行为。因此，这种连接系统显然是静不定的，问题变得更加复杂了。如此的系统却随着多种载荷，如果栓力、垫片反作用力和流体压力，还可能有与之相连的设备或管道的反作用力（如重量、垫膨胀等），这些力zui终使法兰受到一外加弯矩的作用，在弯矩的作用下，法兰发生弯曲变形和角变形。因此整个系统的设计目的是在给定的垫片特性下，确定法兰和螺栓等结构的安全、经济尺寸，同时达到规定的密封度要求，即完整性—整修结构的机械或热应力必须在材料允许范围内；密封性—垫片应力必须使整个接头的泄漏率在允许范围内。

显然，起密封作用的垫片在整个连接系统中是关键的元件。在垫片法兰连接中，任何元件既相互又相互制约，例如垫片的结构形式和材料的选择合理与否，直接影响螺栓尺寸的大小与经济性；法兰结构尺寸确定好坏，影响到结构的刚度和紧凑性，它们之间的相互协调将zui终决定连接的密封性。

当初始垫片应力加在垫片上之后，它必须在装置的设计寿命内保持足够的应力，以维持允许的密封度。因为当接头受到流体压力作用时，密封面被迫发生分离，此时要求垫片能释放出足够的弹性应变能，以弥补这一分离量，并且留下足以保持密封所需要的工作（残留）垫片应力。此外，这一弹性应变能还要补偿装置长期运行过程中任何可能发生的垫片应力松弛，因为各种垫片材料在长时期的应力作用下，都会发生不同程度的应力降低。此外，接头的不均匀热变形，也会引起垫片应力的变化，例如连接件与紧固件材料不同，引起各自的热膨胀量不同，导致招牌应力的降低或升高；或者因受热引起坚固件应力的松弛而减少了作用在招牌上的应力等。

图2-2中的曲线表示上述两个过程中垫片的应力与变形关系，图中δg和δR分别对应垫片预紧至δgi时的压缩量和工作时δgo下的回弹量。综上所述，任何形式的垫片密封，都要在连接件的密封面与垫片表面之间产生一种垫片密封，其大小与装配垫片时的预压缩量以及垫片材料的弹性模量有关，而其分布状况与垫片截面的几何形状有关。至少从理论上说，垫片预紧应力愈大，垫片中贮存的弹性应变通也愈大，因而可用于补偿分离或松弛的余地也就愈大，当然这要以密封材料本身的zui大弹性承载能力为极限。但就实际使用而言，垫片预紧应力的合理值取决于密封材料与结构、密封程度、环境因素、使用寿命以及经济性等因素。