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柔性石墨复合增强垫片的性能及应用

发布时间:2022/09/13发布人:

论述了柔性石墨复合增强垫片的基本结构、冶金管道系统的应用和性能特点。研究表明柔性石墨复合增强垫片具有良好的压缩回弹性能、密封性能和耐热性能,适合石油、化工、金属冶炼等高温高压行业使用。


柔性石墨复合增强垫片结合了金属密封材料和非金属密封材料的双重优点,多槽形的构造使其具有良好的可压缩性、回弹性的密封性。目前国内各地生产厂家众多,但由于制造上的差异和材料使用上的不同,造成质量参差不齐。因此进行柔性石墨复合增强垫片进行常温压缩回弹性能的试验研究是很有必要的,这对进一步改良柔性石墨复合增强垫片的密封机制、性能、制造和使用也很有意义。

1.基本结构


柔性石墨复合增强垫片是以金属材料为骨架,在其上、下表面开有相互错开的特殊形状的同心圆沟槽(金属波齿环),以金属波齿环为基体,在其上、下表面复合上一层适当厚度的柔性石墨材料而构成的组合式垫片。石墨金属柔性石墨复合增强垫片使用时,在压力的作用,法兰密封面将石墨材料压入沟槽,金属骨架上下表面的环形齿峰与法兰紧密接触。当法兰被进一步压紧时金属骨架产生弹性变形,并使柔性石墨受到压缩,被封闭在金属骨架与法兰面之间形成的环形密闭空间里,这样,整个复合垫片就产生了多道金属线密封和柔性石墨密封的双重密封作用,从而实现对介质的密封。这种特殊构造的金属骨架是一个弹性元件,使柔性石墨复合增强垫片增强了弹性。柔性石墨复合增强垫片由于其特殊的结构具有更好的密封性能和压缩性能。另外柔性石墨熔点高、自润性好、膨胀系数大,而且骨架采用金属制作,柔性石墨和金属骨架复合后,垫片兼具有金属垫片和非金属垫片的特点,构成多层复合密封,因此具有优异的耐高、低温和耐腐蚀性能,易于适应温度和压力的波动及耐介质腐蚀性,保证密封的安全可靠性。


2.性能试验


在一定载荷下的压缩率和卸载时的回弹率是柔性石墨复合增强垫片性能的重要指标,压缩率表示垫片的承载能力,回弹率表示垫片的回弹能力,柔性石墨复合增强垫片的压缩回弹性能对垫片的密封性能有很大的影响,主要体现在垫片对载荷波动情况下的补偿适应能力,因此就要求垫片既要具有一定的压缩率,更要保证有一定的回弹率。柔性石墨复合增强垫片的压缩率主要由石墨层来提供,回弹率则由垫片金属骨架的结构来保证。试验用柔性石墨复合增强垫片为PN1.6、DN80规格垫片,试验采用全自动刚性试验装置,进行常温下的力学性能和密封性能的试验研究,压缩率、回弹率测试按JB/T6288-1993《柔性石墨复合增强垫片》中的规定,试验载荷为34.5MPa.垫片的压缩率和回弹率分别按照GB/T12622-2008《管法兰用垫片压缩率和回弹率试验方法》中公式(1)和公式(2)进行计算。