大家好，我是鱼丝纹，在压力容器行业中，法兰、垫片和紧固件是确保设备安全运行的关键组成部分，统称为法兰接头。作为法兰接头中的核心，垫片的选择直接关系到设备的密封性能和运行效率。橡胶板材与垫片作为常见的密封材料，凭借其优异的弹性和密封性能，广泛应用于各种压力容器和管道系统中。
一、橡胶板材
橡胶板材是以橡胶为主要原料，通过加工压制而成的板材。根据其原料和加工方式的不同，橡胶板材具有不同的性能特点和应用场景。
天然橡胶：是一种从橡胶树的树汁中提取的弹性体，代号NR。它是通过切割橡胶树的树皮，收集流出的橡胶乳后，经过凝固、洗涤、干燥和加工等步骤制成。天然橡胶的主要成分是聚异戊二烯，具有良好的弹性和密封性能，广泛应用于水、海水、空气等介质的环境中。然而，它不耐矿物油和非极性溶剂，且长期使用温度不宜超过90℃。天然橡胶在低温环境下表现出色，能够在-60℃以上的温度范围内保持性能稳定。此外，天然橡胶的价格相对较低，且来源广泛，使其成为许多工业应用中经济实惠的选择。
丁腈橡胶：是由丁二烯和丙烯腈两种单体通过乳液聚合反应而成的合成橡胶。具有优异的物理机械性能和加工性能，代号 NBR。丁腈橡胶特别适用于石油类产品，如石油、润滑油和燃料油等。它能够在120℃的温度下长期使用，在热油环境中也能耐受高达150℃的温度。丁腈橡胶的低温性能也相当出色，能够在-10℃至-20℃的低温下保持其性能。此外，丁腈橡胶还具有一定的抗腐蚀性能，使其在多种工业环境中都能表现出色。
氯丁橡胶：也称为氯丁二烯橡胶，是一种合成橡胶，代号CR，具有优秀的耐化学性，适用于海水、弱酸、弱碱等介质。氯丁橡胶的耐油性优于大多数其他通用橡胶，能够在低于90℃的温度下长期使用，并且其使用温度可达130℃。在低温环境下，氯丁橡胶能够在-30℃至-50℃的低温下保持其性能。
氟橡胶：是一种高性能合成橡胶，代号FKM，具有出色的耐腐蚀性而广泛应用于强酸、强碱、氧化剂等腐蚀性介质的密封环境中。它的性能特点包括耐酸、耐氧化、耐油和耐溶剂，能够在长期使用温度低于200℃的条件下保持稳定。氟橡胶的耐腐蚀性能尤为突出，使其能够在恶劣的化学环境中保持其性能材料。
橡胶板材作为法兰垫片，适用于管道系统中的法兰连接，尤其是在需要经常拆卸的人孔和手孔中。这种垫片的使用压力通常不超过1.568MPa。然而，需要注意的是，氟橡胶在接触苯、酮、醚等有机溶剂时容易发生溶胀，这可能导致垫片体积膨胀、变软甚至发粘，从而影响其密封性能。因此，在选择氟橡胶作为密封材料时，必须确保其不会接触这些特定的有机溶剂，避免密封失效。
二、石棉橡胶板
石棉橡胶板：是一种以石棉纤维和橡胶为主要成分，经过压制工艺制成的密封材料。具有价格低廉和易于使用的特性。
然而，石棉橡胶板存在一些局限性。首先，由于其材质的特性，石棉橡胶板中存在微小的孔隙，这些孔隙无法完全阻止介质的渗透，因此在需要高度密封的应用中可能会出现问题。其次，在高温油类介质的使用过程中，随着时间的推移，橡胶和填充剂可能会碳化，导致垫片强度下降，从而更容易发生渗透现象。
温度和介质的种类也会对石棉橡胶板的强度产生显著影响。例如，高温环境会降低石棉纤维的强度，而在某些介质中，石棉橡胶板的性能可能会因为介质的侵蚀而受到影响。
因此，石棉橡胶板通常用于温度和压力不高、介质波动较小且不常拆卸的连接，例如水、蒸汽、空气以及其他惰性气体的密封。此外，由于石棉橡胶板可能含有对人体有害的石棉纤维，在某些情况下使用可能会受到限制。
三、聚四氟乙烯
聚四氟乙烯：又称特氟龙，代号PTFE，是一种性能优越的耐腐蚀材料，常用于密封。它能够耐受强酸、强碱、卤素等极具腐蚀性的介质，因此在化学工业等需要高度耐腐蚀性的场合中得到了广泛应用。
聚四氟乙烯的安全使用温度通常限制在150℃以下，工作压力在1MPa以内。然而，由于PTFE材料在高温和高压环境下易发生冷流和蠕变（塑性变形）现象，这意味着它在受到持续压力或高温作用时，可能会发生形变，从而影响密封性能。因此，在使用PTFE作为密封材料时，需要特别注意其可能出现的应力松弛现象，并确保密封面保持足够的预紧力，防止泄漏的发生。
四、其他类型垫片
除了上述选择外，还有其他类型的垫片可供选择。
石棉树脂板和浸渍石棉板：是专为耐酸性介质设计的石棉制品，能够在不超过80℃的温度和0.6MPa的压力条件下保持稳定的性能，广泛应用于化工、电力等工业领域的密封和隔热。这两种板材通过特殊的加工工艺提高了石棉的耐腐蚀性和机械强度，但使用时应注意遵守相关安全法规。
石棉编制垫片：是一种由石棉纤维编织而成的密封材料，具有良好的耐高温和耐压性能。它适用于在压力不超过0.1MPa，温度不超过800℃的工况下使用，常见于化工、石油、电力等行业中需要密封的法兰连接部位。
金属包石棉垫：是一种将石棉橡胶板与金属层结合的密封材料，也称为金属包覆垫，它通过金属层的增强，提高了耐压和耐高温性能，适用于高温高压的工况。
金属缠绕垫：将金属与非金属材料的优点相结合，适用于压力和温度波动大的环境，它具有良好的压缩性和回弹性，能够在变化的工况下保持优良的密封性能。
金属平垫、波形垫和齿形垫是三种常见的金属密封垫片，它们因具有良好的机械强度和适应不同压力条件的能力，广泛应用于中、高压阀门和管道系统中。这些垫片能够提供有效的密封效果，确保介质在高温高压环境下安全地流动，同时防止泄漏，使设备和系统正常运行。
八角垫和椭圆垫是两种特殊形状的金属垫片，它们设计用于配合梯形槽面的法兰连接，主要应用于那些需要较大螺栓拧紧力的场合。八角垫和椭圆垫的独特设计允许它们在螺栓紧固过程中更好地填充法兰密封面，从而实现在较高螺栓预紧力下可靠且持久的密封效果。
综上，垫片在设备、管道和工业生产中具有广泛的应用前景和价值。在选择密封材料时，我们应根据具体工况条件、介质特性以及设备要求等因素进行综合考虑，选择合适的密封材料以确保设备的运行效率和安全性。今天的分享就到此结束，非常感谢大家的关注与阅读。
