密封垫片通常都有哪些泄漏原因

广东德龙密封科技有限公司 2023-10-08

一、密封垫圈原理

泄漏是指介质从受限空间内部流向外部,或进入受限空间内部。介质流通过内外空间的交界面,即突然泄漏。泄漏的根本原因是接触面有间隙,接触面两侧的压差和浓度差是泄漏的驱动力。

由于泄漏表面的形式、尺寸精度等因素,突出表面的间隙不可避免,导致突出表面不完全一致,然后发生泄漏。为了减少泄漏,接触面必须最大限度地嵌入,即减少泄漏通道的截面积,提高泄漏阻力,使其大于泄漏驱动力。

对突出表面施加压力负荷,产生卡紧应力,可提高密封面的接触水平。当应力足以引起表面明显的塑性变形时,可以填补密封面的间隙,堵塞泄漏通道。

使用垫片的目的是利用垫片材料在压缩负荷的影响下容易产生塑性变形,使其填充法兰密封面细微不均匀,从而实现密封。

二、垫片封闭泄漏方式

垫片是螺栓法兰垫片连接中最重要的密封元件。对于非金属垫片,连接密封是由拧紧螺栓,导致法兰与垫片接触表面和垫片内部卡紧应力大,一方面使垫片表面与法兰表面紧密接合,填充法兰表面的微间隙,另一方面降低垫片材料的孔隙率,即减少密封流体的泄漏通道。

由于任何制造或加工过程都不可能产生绝对光滑的理想表面,也不可能完全嵌入突出表面,完全堵塞密封本身的孔隙,因此在相互接触的突出表面和密封内部总是有细微的间隙或通道。因此,对于垫片密封,泄漏总是不可避免的。当介质在一定压力下通过螺栓法兰连接时,密封点总是有泄漏。通过分析这种情况,我们可以发现它以两种方式出现,即所谓的“界面泄漏”和“渗漏泄漏”。

1、渗入泄漏

非金属垫片一般由植物纤维、动物纤维、矿物纤维或合成纤维与橡胶粘接压制而成,或由柔性石墨等多孔结构加工而成。由于其组织松散,致密性差,纤维与纤维之间有无数细微的缝隙,容易被介质浸泡,特别是在压力作用下,介质会通过材料内部的孔隙渗透。垫片材料内部发生的这种泄漏称为“渗漏”。

2、界面泄漏

垫片卡紧应力不足、法兰突面粗糙、管道热膨胀、机械变形和振动会导致垫片与法兰突面之间的紧密性和泄漏。此外,螺栓法兰连接由于温度和压力、螺栓变形和伸展、垫片蠕变松弛、弹性下降、垫片材料老化和变质也会导致垫片与法兰突面之间的泄漏。垫片与法兰突面之间的这种泄漏被称为“界面泄漏”。

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