加载中…压力管道常用紧固件技术要求详解
(2014-05-08 11:36:53)
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螺栓/螺母
选择法兰连接用紧固件材料时，应同时考虑管道操作压力、操作温度、介质种类和垫片类型等因素。
垫片类型和操作压力、操作温度一样，都直接对紧固件材料强度提出了要求。例如，采用缠绕式垫片密封的低压剧毒介质管道的法兰连接，尽管管道的操作压力和温度都不高，但因为使缠绕式垫片形成初始密封时所需要的比压力较大，从而要求紧固件的承受载荷也大，因此，在这种情况下就要求紧固件采用高强度合金钢材料。
合金钢螺柱均应采用高级优质钢.即材料牌号后均应加字母A，如35CrMoA、25CrMoVA
根据结构型式的不同，螺栓可分为六角头螺栓和双头螺栓(又称为螺柱)两类，而双头螺栓又分为通丝和非通丝两种
六角头螺栓：常与平焊法兰和非金属垫片配合用于操作较缓和的工况下。六角头螺栓常用材料是BL3或者是Q235B;
双头螺栓：常与对焊法兰配合使用在操作条件比较苛刻的工况下，其中，因为通丝型双头螺栓上没有截面形状的变化，故其承载能力强。而非通丝型双头螺栓则相对承载能力较弱。
螺母材料常根据与其配合的螺栓材料确定，这些组合在一般的标准中都有规定。一般情况下，螺母材料应稍低于螺栓材料，并保证螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。
6.3.3垫片
垫片是借助于螺栓的预紧载荷通过法兰进行压紧，使其发生弹塑性变形，填充法兰密封面与垫片间的微观几何间隙，增加介质的流动阻力，从而达到阻止或减少介质的泄漏的目的。垫片性能的好坏以及选用的合适与否对密封副的密封效果影响很大。
常用的垫片可以分为三大类，即非金属垫片、半金属垫片和金属垫片。
a.非金属垫片：
石棉橡胶垫片，它是通过向石棉中加入不同的添加剂压制而成。在美国，很多标准中都将石棉制品列为致癌物质而禁用。但在世界范围内，石棉仍以其弹性好、强度高、耐油性好、耐高温、易获得等优点而得到广泛应用。
适用范围：T≤260℃，PN≤2.0MPa(SH 3401)
T≤400℃，PN≤4.0MPa(国标)
用于水、空气、氮气、酸、碱、油品等介质工况下。
聚四氟乙烯(PTFE)包覆垫片：
适用范围：T=-180～200℃，PN≤4.0MPa
常用于低温或者要求干净的场合下
b.半金属垫片
半金属垫片有缠绕式垫片、金属包覆垫片和柔性石墨缠绕垫三大类。
缠绕式垫片：是半金属垫片中最理想、也是应用最普遍的垫片。
特点：压缩回弹性好、强度高，有利于适应压力和温度的变化，能在高温、低温、冲击、振动及交变载荷下保持良好的密封性能。
缠绕钢带：20、1Cr13、0Cr19Ni9、0Cr18Ni10Ti、0Cr17Ni12Mo2等材料
非金属缠绕带：特制石棉、柔性石墨带和聚四氟乙烯带，
适用范围：PN=2.0～10.0MPa
表6-3缠绕式垫片的型式及代号
形式
适用密封面型式
垫 片 型 式 代 号
SH3407-96、HG20610-97、JB/T90-94、GB4622.1-93
基本型
榫槽面
AAAA
带内环
凹凸面
CBBC
带外环
凸台面
BCCB
内外环凸台面
PN≥5.0MPa、T≥350℃时。
DDDD
垫 片 材 料
法兰公称压力(MPa)
温 度 范 围 ℃
奥氏体不锈钢/特制石棉
≤25.0
奥氏体不锈钢/柔性石墨
≤25.0
奥氏体不锈钢/聚四氟乙烯
≤10.0
表6-4 常用缠绕式垫片的使用条件
垫 片 材 料
法兰公称压力(MPa)
温 度 范 围 ℃
奥氏体不锈钢/特制石棉
≤25.0
奥氏体不锈钢/柔性石墨
≤25.0
奥氏体不锈钢/聚四氟乙烯
≤10.0
铁包式垫片：密封性能不如缠绕式垫片，故压力管道中用的不多，它常用在换热器封头等大直径的法兰连接密封副上。
柔性石墨复合垫 由冲齿或冲孔金属芯板与膨胀石墨粒子复合而成。适用于突面、凹凸面和榫槽面法兰。
c.金属垫片
金属垫片常用在高压力等级法兰上，以承受比较高的密封比压。常用的金属垫片有平垫、八角形垫和椭圆型垫三种。
金属平垫片：常与凸台面、凹凸面、榫槽面法兰使用。
八角形金属垫片和椭园形金属垫片：常与环槽面法兰使用。与椭圆形金属垫片相比八角形金属垫片容易加工，故其应用比较多。
金属垫片的材料应配合法兰材料选用，且要求垫片硬度比法兰密封面硬度低(不少于HB30)。
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