法兰垫片标准的y值和m值在哪个标准规定

C型密封环工程样件及专用材料和核级密封件热工水力试验台架通过鉴定
鉴定委员会一致认为:C型密封环工程样件主要技术性能满足技术规格书和相关标准规范要求,达到了国外同类产品先进水平,可工程应用。 &
核级石墨密封垫片-BMCSG
BMCSG 垫片遵循“金属碰金属”的密封新理念,是一种高性能石墨密封垫片,它由充当密封面的核级高纯石墨和起压紧限位作用的核级不锈钢外环、内环(经精加工)组成。 &
核级组合填料环-BMC3F
柔性石墨异型结构的组合,具有抗逸散 、低扭矩和低腐蚀的优点,安装便捷可靠,同时可满足ISO15848-2级紧密度要求。适用于高温,高压,辐照环境。 &
获得多家核电公司验收通过
BMC核级密封项目顺利通过:
&August 17,2012
海南昌江核电SEC系统项目
&October 21,2011
福清核电一期工程密封垫片项目
&October 12,2011
中广核工程有限公司阳江核电项目 &
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新型无石棉压缩垫片的开发
& & & & 在工业设计中密封件往往是最后一个要考虑的元件。虽然在法兰设计时已经考虑了垫片密封的一些特性,但对于密封材料重要性的了解还是不够的。本文从设计的角度讨论工程师们应该了解的有关垫片的一些信息,包括垫片材料的短期性能和长期性能两个方面。
& & & & 工业密封件范围很广,包括各种不同的材料和形状。本文主要讨论非金属和半金属的密封产品,因为他们是当前工业密封上使用得最为广泛的产品。
非金属密封
& & & & 当前,非金属密封有多种形态。工业上最为常见的非金属密封材料是各种人造橡胶、无石棉压缩材料、石棉压缩材料、纯PTFE、填充PTFE以及柔性石墨等。
无石棉压缩垫片的开发
& & & & 石棉垫片由于其纤维具有极好的抗负载能力,且具有非常好的抗老化性(耐化学腐蚀性)、抗压性和耐高温性,多年来,一度成为垫片材料的首选。但并非所有的石棉垫片都具有同等的优良性能。对于高档的石棉垫片,80%或以上的纤维质量直接影响着垫片的质量,纤维的长度和强度与垫片成本和要求的性能比必须最佳化,因此常常采取混合使用不同质量纤维的做法使成本降低。普通等级的石棉垫片在采用较低档次的纤维的同时,其纤维含量也较低。虽然在有些情况下不同质量的石棉垫片表现出相同的物理性能,但纤维质量较高的可以在制造厂家指定的较高温度下连续工作。在过去10~15年的时间里,压缩石棉垫片在美国的使用量急剧下降,主要原因是审理律师提出石棉有致癌作用。但在全球范围内,很多重要的密封问题仍然把压缩石棉垫片作为确保可靠工作的惟一可选材料。但由于需求的下降,很多制造商不愿再承担生产高档压缩石棉垫片的风险。
& & & & 在全球禁止使用石棉的环保行动的背景下,无石棉压缩垫片被开发了出来。本文在讨论无石棉压缩垫片时,只限于以橡胶为主的、纤维加强的压缩垫片。无石棉垫片的使用和被广泛接受是从上世纪80年代早期开始的。由于转向生产无石棉的垫片意味着增加最终用户的成本,故那时制造商面临很大的困难。从石棉垫片转向无石棉垫片经过了一段很长的时期,因为一种款式的无石棉垫片不可能代替一种款式的石棉垫片,通常的情况是,如要投入工厂化生产,需要有2种,甚至多种款式才行。主要原因是,用人造纤维或以对生命没有威胁的天然纤维作为代替品时,往往达不到石棉纤维所具备的性能。目前几种最常用的纤维一是芳纶(芳香族聚酰胺纤维),二是碳纤维。与石棉垫片相比,无石棉垫片中的纤维含量非常少,这一事实说明在设计无石棉垫片时需要考虑的设计要素要复杂得多。在石棉垫片中一种材料(例如:石棉纤维)能做很多工作,现在做相同的工作需要10种或更多的材料(例如:芳纶纤维,各种不同的填充材料等),这使得制造商在设计具有最佳性能、同时又具有最广泛应用范围的垫片材料时,要承受巨大的压力。
& & & & 聚四氟乙烯(PTFE)垫片在无石棉垫片中是非常新颖的。由于石棉垫片已经逐渐淡出垫片市场,而无石棉垫片在极具腐蚀性和危险性化学环境中又无法达到与石棉垫片同等的性能,从而使PTEF垫片备受青睐。低档的PTFE垫片是由纯PTFE树脂材料制成,这种垫片的缺点是它对冷流动非常敏感,因此它的工业应用只能限制在低压和低温的场合。要克服纯PTFE材料冷流动或蠕变的缺点有两种方法:一是在树脂里加入填充剂,另一个方法是令PTFE膨化。加填充剂的PTFE可能成为工业密封领域较为普遍采用的产品。PTFE本身具有非常强的耐腐蚀性,因此,如在PTFE中加进填充剂,必须考虑填充剂的抗老化性,后者常常成为垫片新的制约因素。
& & & & 柔性已经成为代替坚韧石墨垫片极为普遍的选择。柔性石墨垫片一般用于温度较高、化学腐蚀性较强、不能以传统压缩无石棉垫片或PTFE垫片解决的场合。当前,中国柔性石墨材料的制造成本比过去只能由美国和欧洲生产这种材料时的成本还要低。对于大多数工业应用,柔性石墨中的碳含量不得少于98%,因为对于一般工况而言,当杂质含量大于2%时,就会很快发生问题。柔性石墨材料一般有均匀的柔性纯石墨板或嵌入不锈钢薄板(不锈钢复合增强板和冲刺不锈钢复合增强板)。嵌入的材料能改善石墨板的性能,包括嵌入的材料能防止垫片被吹出,并改善压缩性能和回复性能。实际上,为了满足使用需求,几乎任何材料都可以嵌入柔性石墨板之间。由于石墨材料本身的耐化学性很强,因此,在核查耐化学性能时,嵌入的材料就成为柔性石墨垫片中最薄弱的环节。
压缩垫片材料的制造
& & & & 制造压缩垫片的一般过程几乎没有什么变化,惟一的变化就是制造工艺和原材料。制造压缩垫片的工艺基本上有两种:一是逐层压合法,二是抄取工艺制作法。由于绝大多数工业用压缩垫片是采用逐层压合法制造的,本文将重点介绍这种方法。
逐层压合法的制造过程的第一步是把橡胶、纤维、各种填料和溶剂进行混合,制成一种叫做&面团&的混合物,然后把这个&面团&放进两个以相反方向转动的大辊子之间的夹缝中。其中一个辊子是热的(温度在105~115℃ 之间),另一个辊子是冷的(温度在15~38℃之间)。当辊子转过去时,处于夹缝中的&面团&就薄薄地粘在热辊子上面,这样一层一层地往上粘,&面团&不断地被送进夹缝中,辊子不断地转动,直到达到所需要的厚度为止。在混合阶段加入一些化学品,目的是保证&面团&被均匀地揉熟和防止在压合的材料中形成分层。最后压合成的一张板,其尺寸取决于热辊子的宽度和它的周长。大多数采用这种方法制造的压合板,其宽度为60&P,因为这种宽度比较容易制造,但世界上也有少数几家企业可以制造3m2或更大一些的压缩板。
& & & & 无石棉板的制造工艺与石棉纤维板的制造工艺略有不同。无石棉板的任何一种配方里面都有多达30种组分,而石棉板的配方可能只有10种组分,故无石棉板的制造比较复杂。众多加料的相互作用要求使用液压、气动、精密监控的复杂设备,而并非那些老式的、以齿轮和杠杆传动的设备。
采用压缩垫片材料的工程设计
& & & &工程师在设计法兰连接的管道系统时,必须考虑压缩垫片材料的一些主要性能,如耐温性、耐化学性和垫片系数。对于压缩性无石棉材料,此三项性能都必须直接从制造商那里获得,其原因是材料强度等特性是直接由每家制造厂商所用的具体配方决定的。制造厂家也非常乐于根据具体信息进行分析,并提出他们的建议。有时,制造厂家得不到该项目的所有信息,其结果只能是制造出一个&万能型&的混合材料垫片,这种材料的垫片虽然在各种场合都能勉强使用,但对于特殊用途如何选择垫片材料却&束手无策&。&&&
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垫片系数的计算
& & & & 垫片系数是工程师们要知道的最普通的设计准则,可能也是被理解得最少的。多年前ASTM曾制订了一个确定垫片系数的程序,对于不同的材料组,通过这个程序可得到ASTM推荐的M值和Y值。在创建这个程序时,几乎所有的垫片都是由压缩石棉材料制造。由于高质量的压缩石棉垫片所含石棉纤维至少达到80%,故不同的垫片产品归纳为几种垫片系数,对法兰设计而言,是可以接受的。当世界上开发成功无石棉垫片材料时,由于不同厂家生产的相同类型垫片的系数值可能存在极大差异,故上述确定垫片系数的程序就不再准确。多数厂家为使M值和Y值能被工程设计所接受,将各自的程序进行了修改。尽管修改了程序,但M和Y值仍存在差异,从设计的观点考虑,要做的工作还很多。目前M和Y值的问题是,在不同的实验室里得出的值不易再现。约20年前,ASME着手开发出了一套更便捷的垫片系数计算程序。由于对大多数工程师的培训是根据M和Y计算垫片系数来进行的,故新的垫片系数被工程师接受还需要一段时间。新的ASME垫片系数计算程序的推广使得所有制造商将采用的只有一个程序,这意味着如果没有别的问题的话,即使这种系数不被用于设计,也可在竞争性产品之间进行更为精确的比较。
抗拉强度的考虑
& & & & 以上并未提到抗拉强度这个工程设计中的重要性能,这是因为对于压缩性无石棉材料而言,抗拉强度对于材料的密封性能不是一个重要指标。反之,当比较压缩性石棉垫片材料时,抗拉强度却不容忽视,因为压缩石棉垫片的质量与石棉纤维的质量和强度是成正比的。在无石棉领域里,如把抗拉强度看成是一个质量控制指标,则更加恰当,制造厂家可利用这个指标迅速判断出制造过程是否按照设计进行。对于压缩性无石棉制品而言,除非操作条件接近制品的上限,否则1500psi和2000psi之间的真实差距是多少并不十分重要。再者,倘若真正重要的话,聪明的选择应当是考虑更换另一种能够提供更高安全系数的产品。
现场安装课题
& & & & 所有的制造商都拥有装备精良、采用能模拟每个细节程序的实验室。但是大家都知道,我们所处的世界并不完美,实验室的条件在现场很难找到。因此,必须尽可能地在作业预算范围内、遵照制造商推荐的安装程序。使用垫片的条件越关键,越要不计成本地、严格遵守安装程序。每个制造商都有针对其产品的独特安装程序,他们也都愿意提供这些程序,甚至愿意为最终用户的特殊情况专门设计一种安装程序。同样,垫片制造商也能培训现场人员如何分析螺栓连接接头的失效,确定失效的根本原因。虽然制造商看起来总不会有什么过错,垫片接头最为常见的失效很少是由于垫片的物理质量引起的,而多是由于安装程序不当,或使用了别的质量不好的材料、损坏了螺栓连接接头而引起的。在现场能对失效进行分析意味着每年能节省数千美元。
& & & & 目前市场上出售的密封产品比过去要多很多,因此,最终用户对于如何选择一种最适合他们用途的密封产品,往往感到无从下手。越来越常见的情况是,在对工厂进行全面分析之前,只是严格地按照价格购买垫片,而采购部门与工程设计部门之间缺乏联系,因此,买来的垫片不可能很合适。由于长期以来从不考虑从订购单上设法节省成本,结果是要花很多额外的费用用于维修、库存,甚至保证安全方面的问题。故极为重要的一点是,必须在最终设计确定之前,做好项目的长远成本分析。
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极低的泄漏率和优异的抗热交变性和耐辐射性,可广泛应用于核电,火电,石油,化工,冶金,船舶,等行业的苛刻工况条件。&&&&
可以任意叠加、组合使用,彻底解决由预紧力衰减造成的泄漏问题。&&&&
主要有纺织纤维,聚四氟乙烯,碳纤维,芳纶纤维和特殊纤维等材料。在苛刻条件下仍具有优异的密封性能,能满足普通材料无法胜任的密封要求。广泛应用于泵,阀门等设备。&&&&
一种可靠的泵轴和阀杆的密封型式,灵活的组合方式几乎可以服务所有宽范围的工况的产品以满足不同的客户的需求。&&&&
《中华人民共和国电信与信息服务业务经营许可证》
用微信扫一扫(2012o义乌市)如图,已知抛物线y1=-2x2+2,直线y2=2x+2,当x任取一值时,x对应的函数值分别为y1、y2.若y1≠y2,取y1、y2中的较小值记为M;若y1=y2,记M=y1=y2.例如:当x=1时,y1=0,y2=4,y1<y2,此时M=0.下列判断:
①当x>0时,y1>y2;&&②当x<0时,x值越大,M值越小;
③使得M大于2的x值不存在;&④使得M=1的x值是或.
其中正确的是(  )
解:∵当x>0时,利用函数图象可以得出y2>y1;∴①错误;
∵抛物线y1=-2x2+2,直线y2=2x+2,当x任取一值时,x对应的函数值分别为y1、y2.若y1≠y2,取y1、y2中的较小值记为M;
∴当x<0时,根据函数图象可以得出x值越大,M值越大;∴②错误;
∵抛物线y1=-2x2+2,直线y2=2x+2,与y轴交点坐标为:(0,2),当x=0时,M=2,抛物线y1=-2x2+2,最大值为2,故M大于2的x值不存在;
∴使得M大于2的x值不存在,∴③正确;
∵当-1<x<0时,
使得M=1时,可能是y1=-2x2+2=1,解得:x1=,x2=-,
当y2=2x+2=1,解得:x=-,
由图象可得出:当x=>0,此时对应y1=M,
∵抛物线y1=-2x2+2与x轴交点坐标为:(1,0),(-1,0),
∴当-1<x<0,此时对应y2=M,
故M=1时,x1=,x2=-,
使得M=1的x值是或.∴④正确;
故正确的有:③④.
利用图象与坐标轴交点以及M值的取法,分别利用图象进行分析即可得出答案.中碳柔性石墨与石棉橡胶板等密封垫片的泄漏率_标准件_中国百科网
中碳柔性石墨与石棉橡胶板等密封垫片的泄漏率
    
中碳柔性石墨与石棉橡胶板等密封垫片的泄漏率
作者:任京成 沈万慈 袁伟 张保法
1 引言 近年来,特别是随着科学技术的发展,现代产业中具有高温、深冷、高压、高真空、易燃、易爆、剧毒、强腐蚀性等高参数流体的工况日益增多。这些系统中任何部位的泄漏都会造成严重的危害,因此对密封提出更加苛刻的要求。从根本上解决泄漏题目,其意义不问可知。西方发达国家十分重视密封材料的气密性能测试。美国(ASTM586―79)[1]要求一般产业密封材料的氮气泄漏率小于1×104cm3/s,1990年美国环保局发布了空气净化法,对泵、阀门、法兰的密封制定了易挥发物泄漏量的限制规定,要求近年来分别达到,50×10-6,这对静密封提出了新的要求[2]。德国在1995年制定的密封件质量检验标准(DIN20891_4)中,提出了密封垫片氮气泄漏率不于0.1mg/m.s的要求[3]。 我国开展三漏治理工作近40年,但并未能彻底解决。造成我国流体密封差的原因是多方面的,其中很重要的一个题目便是密封材料的应用水平低。具体表现是我国现行的密封垫片的特征参数y、m值沿袭美国ASME 40年代数据,迄今为止,我国在密封材料的泄漏率方面研究、开发的工作并未几,尚未制定有关测试标准和提出泄漏率要求,因而按照现行规范进行法兰连接设计无法满足现代产业定量控制泄漏率的要求。 另一方面,被誉为“密封王”的柔性石墨密封材料迄今为止没有得到广泛应用。国内目前柔性石墨的产量大约一千多吨[4],占世界的5%左右。而且材料品种单一,基本上是含碳98%~99%,残硫左右的普通产业级别。产业应用还是以石棉质密封材料为主。这固然与国内石棉密封材料限制不严有关,但更重要的是柔性石墨的价格劣势所造成的。开发低标号柔性石墨,是柔性石墨密封材料发展方向之一。低标号柔性石墨,若密封性能优于石棉,能满足泄漏率要求,而本钱可以较大幅度降低,这样在中低档产品市场就有很强的竞争力。迄今为止,国内尚未发现有关低标号柔性石墨的研究报道。 本文在自行设计研制的气体泄漏率测试装置上,进行了中碳柔性石墨、石棉橡胶板及无机纤维板等密封垫片常温条件下的气密性能测试和比较,并分析了不同垫片的泄漏机理。以期为我国低标号柔性石墨密封材料开发和密封材料应用水平进步而有所鉴戒。2 实验2.1 试样 试验所用试样如下: (1)中碳柔性石墨板:用内蒙古某石墨矿5089自然鳞片石墨,经电化学插层制得容积为210ml/g的膨胀石墨。按照原料→预压→热处理→轧制的工艺,制成密度1.0g/cm3、厚度1.0mm的柔性石墨板。 (2)石棉橡胶板,XB200,河北某厂生产 (3)石棉衬垫板,JG69―64,河北某厂生产2.2 泄漏率丈量装置及性能指标图1 试验装置参照德国标准DIN28091(密封件的质量检验),设计泄漏率测试装置(见图1)。测试装置由机架、试验法兰、垫片加载系统、试验介质给定系统、泄漏率丈量系统、控制和数据采集系统等组成。其性能指标如下:片最大压紧载荷500±25kN;加、卸载速度0.2~5kN/s;试验介质压力≤15MPa;垫片外径≤120mm;泄漏率丈量分辨率10-4mg/m.s;测漏率丈量范围10-4~102mg/m.s;泄漏率丈量系统误差2%。 试验条件: 温度298K;试样尺寸φ90×φ50×2mm;试验介质99.999%高纯氮。2.3 试验方案 同一条件下取三个试样进行重复试验,以排除数据的偶然性。选择四个压紧力等级:10、20、40、80MPa,三个介质压力等级:1、2、4MPa,测定不同垫片压紧力、不同介质压力下的泄漏率。试验时先恒定一垫片压紧力,介质压力由低到高逐级加载,得到同一垫片压紧力等级、不同介质压力下的泄漏率。改变垫片压紧力重复上述实验。 另外,按照ASTM F147―80标准,通过弯曲实验测试三种垫片的柔韧性。3 试验结果与分析3.1 密封性能试验 垫片密封性能是一项综合性能指标,受多种因素影响。从密封机理的角度,泄漏率λ是介质压力P和垫片预紧应力σ的函数。试验测得三者关系如图2所示。图2 泄漏特征曲线曲线1.σ=10MPa;曲线2.σ=20MPa;曲线3.σ=40MPa;曲线4.σ=80MPa由图2可见: 柔性石墨垫片在不同预紧应力σ下泄漏率和介质压力基本呈线性关系,具有粘性流体层流的一般特征。预紧应力越大,泄漏率越小,且在预紧应力≥20MPa时,泄漏率对内压变化不敏感。本文试验条件下几乎都能满足λ≤0.1mg/m.s的气密性要求。 石棉橡胶板的泄漏率特征表明:当预紧应力小于20MPa时,泄漏率随内压的增大急剧上升;预紧应力大于30MPa时泄漏率和压力呈线性关系,试验条件下λmin≤0.52mg/m.s,无法满足气密性要求。 无机纤维橡胶板的泄漏率特征与石棉橡胶板类似,但密封性能优于前者。在σ≥80MPa,P≤MPa的条件下可满足λ≤0.1mg/m.s的气密性要求。 3.2 气密性能比较与泄漏机理分析 试验结果表明,即使是中碳柔性石墨,密封性能也较传统的石棉和无机纤维板优异得多,尤其是在较低的预紧应力下,泄漏率相差103数目级。柔性石墨在较小的预紧应力下便可获得很好的密封效果。 密封垫的泄漏以所谓“界面泄漏”和“渗透泄漏”两种形式出现。在气密特征试验的基础上,结合对三种垫片的柔韧性测试(柔性石墨15mm,石棉橡胶板20mm,无机纤维板10mm)以及扫描电镜(SEM)CSM―950对上述三种垫片断面扫描(见图3),对上述三种垫片进行泄漏机理分析。图3 断面形貌研究发现:在较低的预紧应力作用下,三种密封垫片的界面泄漏和渗透泄漏两种形式同时存在,因它们的柔韧性接近,故三种垫片的界面泄漏率相当。随预紧应力的增加,界面泄漏基本得以消除,这点通过在高预紧应力下改变垫片厚度的气密性试验得到证实。在预紧应力较高的条件下,三种垫片的泄漏以渗透为主。柔性石墨和后两者渗透泄漏率的巨大差异,主要由材料组织结构不同所造成(见图3)。3.3 三种密封垫片性能比较 试验结果表明:中碳柔性石墨尽管含有一定杂质(见图3a中亮点),但粒度小且在断面呈离散分布。选取适当的垫片宽度尺寸,其杂质不会引起密封性能的质变。中碳柔性石墨与高纯柔性石墨一样,可以在较小的预紧应力下获得λ≤0.1mg/m.s气密性指标。 石棉橡胶板(XB200)和衬垫石棉板,特别是前者,即便是80MPa的预紧应力和1MPa的内压也难以满足λ≤0.1mg/m.s的气密性要求。 杂质对中碳柔性石墨的影响及其它特性尚特进一步研究。4 结论 (1)根据德国标准,自行设计的泄漏率测试装置具有自动连续加载、测试精度高、结果重复性好等特点,客观地反映了不同垫片材料的密封性能,且易于加工制造、推广应用。 (2)中碳柔性石墨气密性能优异,达到λ≤0.1mg/m.s的气密性要求,能满足一般产业应用需要,在中、低档密封材料产品市场取代石棉制品,对环境保护、进步密封技术水平和资源公道利用有重要意义。作者简介:任京成,1961年出生,副教授,清华大学访问学者,从事材料研究工作,发表论文10余篇。通讯地址:255200山东省淄博市淄博学院材料系。任京成(淄博学院)沈万慈(清华大学)袁伟(清华大学)张保法(清华大学)刘璇(清华大学)参考文献1,API Standard STD601,Spiral Wound Gasket Dimension for MSS SP-44.19822,蔡仁良.静密封技术发展新趋势.压力容器,):69~773,清华大学材料系译.密封件的质量检验.德国标准(DIN2)19974,任京成等.柔性石墨材料和膨胀石墨材料的现状及发展趋势.非金属矿,1999;(4):10~14(end)
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中、低压法兰密封计算
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世界各国在有关压力容器的技术规范中,密封计算都归属于法兰设计或法兰螺栓连接部分,而且都以法兰、螺栓的受力分析和计算为主要内容。这里不重复有关法兰的计算,重点介绍垫片计算与密封性能的校核。
  一、华特斯计算法 目前,我国的《钢制石油化工压力容器设计规定》与英国、日本有关压力容器规范一样,基本是沿用美国《ASME》规范,法兰和密封的设计采用华斯特法。这种方法在密封性能的计算方面强调螺栓的强度,华斯特认为:
世界各国在有关压力容器的技术规范中,密封计算都归属于法兰设计或法兰螺栓连接部分,而且都以法兰、螺栓的受力分析和计算为主要内容。这里不重复有关法兰的计算,重点介绍垫片计算与密封性能的校核。
  一、华特斯计算法 目前,我国的《钢制石油化工压力容器设计规定》与英国、日本有关压力容器规范一样,基本是沿用美国《ASME》规范,法兰和密封的设计采用华斯特法。这种方法在密封性能的计算方面强调螺栓的强度,华斯特认为:在各种情况下,只要螺栓强度足够,作用在垫片上的螺栓力不小于设计值,即能保证垫片和密封面的紧密连接。 1.在操作情况下所需的最小螺栓载荷Fm1(N)和在预紧螺栓时所需的最小螺栓载荷Fm2(N) 2.垫片计算密封宽度垫片计算密封宽度b可如下确定:当bo&0.0064m时,b=bo, 从表3-5可见,垫片的有效密封宽度bo不等于垫片与压紧面的实际接触宽度N。此因垫圈置于螺栓孔内侧时,螺栓力使法兰产生一定程度的偏转。内压建立后,介质压力产生的轴向力加剧偏转。因此,压紧力并不是均匀分布在整个接触面上,二是外缘紧、内缘松,介质可能渗透到垫圈的某一宽度,而且垫片宽度愈大,这种现象愈严重,所以计算宽度b&bo,DG的计算方法也随bo变化。 3.螺栓总截面积的计算
  二、西德DIN2505法西德标准DIN2505&法兰连接计算&中,垫片计算部分与我国现行规范有所不同,其步骤分为下列几个: (9)计算结束后,还需作受力图。将升压升温过程中法兰、螺栓、垫片变形量算出并反映在一张图上,以便了解在操作情况下,是否因过度松弛,需要在预紧时采用更高的螺栓力或另选垫片。
  三、系数法国内有关单位在探讨垫片密封性能设计方法时曾作过大量工作。现将该计算方法作一简介。
  四、对三种计算方法的讨论(1)《ASME规范》作为美国的国家标准,在世界上影响很大。其垫片密封性能计算部分的核心是预紧比压y与垫片系数m值的确定。尽管《ASME规范》每隔3年修订一次,但四十多年来,y、m值的变化并不大。例如:内填石棉的缠绕垫过去y值为4500磅/英寸2,在77年版的《ASME规范》中修改为7000磅/英寸2。自1957年开始,一些国家的科学家对规范中推荐的垫片特性参数进行了大量的定性或定量的验证工作,证明:y和m值不仅仅依赖于垫片的材质与结构,还和垫片宽度、法兰表面光洁度、垫片应力、内压、介质和所允许的泄漏量有关。特别是泄漏量和介质对y、m值影响较大。这是近代密封技术研究取得的重大进展。 ①现行规范m和y值,没有泄漏量的概念。因为泄漏是一由小到大的连续过程,如果不规定泄漏量指标,则无法确定我们在定义中说到的&临界泄漏点&。所谓垫片的密封性能,只能以垫片在操作条件所能达到的最小泄漏量来衡量。 ②压力、温度、介质对m、y值也有影响。例如,若使泄漏量相同,采用石棉橡胶垫时,用于氢气的y与m值分别是用于谁的150倍和25倍。用于谁的m、y值与规范推荐值较为接近。实验还证明:在给定一泄漏值的情况下,垫片系数m与内压呈指数关系。 ③科学家们很早就注意法兰的表面粗糙度对密封性能的影响。在最早的垫片紧密性实验(1934年)中,曾使用了不同表面粗糙度的法兰。1979年,罗特(Raut)在其论文中提到,用石棉缠绕垫做四组不同粗糙度的法兰密封实验,结果表面:y值相同,泄漏量却不一样。表面粗糙度最低者,泄漏量最小。(2)DIN2505法(该方法实际上是将DIN2505中作图部分以计算公式来表示)将法兰、螺栓、垫片作为一个系统,着眼于垫片在设计温度、压力下的反力、甚至运转周期的影响。通过校核,得出密封是否可靠的结论,在一定程度上减少了盲目性。对垫片的特性参数,DIN2505发考虑到液体和气体的差别,因此数值有所不同,这在《ASME规范》中是没有的。另外,由于注意到垫片力、介质力对法兰产生的挠度、螺栓的拉伸、垫片的压缩、各种材料弹性模量在高温下的降低以及热胀冷缩,使得计算结果趋近于实际情况。在华特斯方法中,虽然也考虑到某些因素,如在计算密封宽度b时,计入了法兰变形对有效接触宽度的影响,但它不像后两种方法采用较严密的数学公式推导,而是定性的分析,所以计入的影响也是粗略的。 DIN2505法和系数法的不足之处在于计算过程较为繁复,涉及参数很多,有的需要采用电算。采用这两种方法的前提是要求安装时实际使用的预紧力与计算值确切相符,否则就失去了意义,而在目前要做到这一点是十分困难的。另外在计算过程中,仍然无法避免使用垫片的两个特性参数,因此,在计算过程中无法顾及诸如泄漏量、表面粗糙度、装配应力等因素的影响。上述原因,导致了DIN2505法在众多国家未能推广应用。至于系数法,国内在工程设计中也较少使用。(3)用于密封计算的华特斯法是一种强度计算方法,它着重于螺栓的强度,而没有把垫片反力是否足以阻止介质泄漏作为着眼点。长期实践表明:现行的m与y值在使用中&一般认为还是满意的&,法兰、螺栓连接系统是安全的,但也存在不同程度的泄漏。华特斯法的优点在于它的简便易行,所以长期为我国和许多国家采用。国内外开展对m与y值的重新测定,无疑是对华特斯法的完善。
  但在目前,人们为了保险起见,经常采用一些补救措施。例如,在国外,对处于苛刻条件的法兰连接处,订货时往往制定y与m值加大若干倍数。在国内,采用法兰螺栓升级的方法来解决某些易漏部位的问题,其目的也是为了增加y值。
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