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密封墊片的泄漏原因
來源:東莞市東晟密封件科技有限公司 - xranyun.cn更新時(shí)間:2015-04-13
一、密封墊片機(jī)理
泄漏即介質(zhì)從有限空間內(nèi)部流動(dòng)到外部,或者從外部進(jìn)入有限空間內(nèi)部。介質(zhì)流動(dòng)通過內(nèi)外空間的交界面即密封面發(fā)生泄漏。造成泄漏的根本原因是由于接觸面上存在間隙,而接觸面兩側(cè)的壓力差、濃度差則是泄漏的推動(dòng)力。由于泄漏面的形式及加工精度等因素的影響,密封面上存在間隙在所難免,這就會(huì)造成密封面不完全吻合,從而發(fā)生泄漏。要減少泄漏,就必須使接觸面最大程度地嵌合,即減小泄漏通道的截面積、增加泄漏阻力,并使之大于泄漏推動(dòng)力。
對(duì)密封面施加壓緊載荷,以產(chǎn)生壓緊應(yīng)力,可提高密封面的接觸程度,當(dāng)應(yīng)力增大到足以引起表面產(chǎn)生明顯的塑性變形,就可填補(bǔ)密封面的間隙,堵塞泄漏通道。
使用墊片的目的就是利用墊片材料在壓緊載荷的作用下較容易產(chǎn)生塑性變形的特性,使之填平法蘭密封面的微小凹凸不平,從而實(shí)現(xiàn)密封。
二、 墊片密封的泄漏形式
螺栓法蘭墊片連接中,墊片是最主要的密封元件。對(duì)于非金屬墊片來說,連接的密封是通過擰緊螺栓,造成法蘭與墊片接觸表面及其墊片內(nèi)部較大的壓緊應(yīng)力,從而一方面使墊片表面與法蘭表面緊密貼合、填滿法蘭表面的微間隙,另一方面減小墊片材料的孔隙率、亦即減小被密封流體的泄漏通道。
由于任何制造或加工方法都不可能形成絕對(duì)光滑的理想表面,也不可能實(shí)現(xiàn)密封面間的完全嵌合以及密封件本身孔隙的完全阻塞,所以在相互接觸的密封面間和密封件的內(nèi)部總是存在著微小的間隙或通道。因而,對(duì)墊片密封來說,泄漏總是不可避免的。當(dāng)介質(zhì)以一定的壓力通過螺栓法蘭連接時(shí),總會(huì)在密封點(diǎn)處出現(xiàn)泄漏,分析這種現(xiàn)象,可以發(fā)現(xiàn)它是以兩種形式出現(xiàn)的,即所謂的“界面泄漏”和“滲透泄漏”。
1、滲透泄漏
非金屬墊片通常由植物纖維、動(dòng)物纖維、礦物纖維或化學(xué)纖維與橡膠粘結(jié)壓制而成,或有柔性石墨等多孔材料制作而成。由于其組織疏松,致密性差,纖維與纖維之間存在無數(shù)微小間隙,很容易被介質(zhì)浸透,特別是在壓力作用下,介質(zhì)會(huì)通過材料內(nèi)部的孔隙滲透出來。這種發(fā)生在墊片材料內(nèi)部的泄漏現(xiàn)象稱為“滲透泄漏”。
2、界面泄漏
墊片壓緊應(yīng)力不足、法蘭密封面粗糙、管道的熱變形、機(jī)械變形以及振動(dòng)等都會(huì)造成墊片與法蘭密封面之間的貼合不嚴(yán)而發(fā)生泄漏。此外,螺栓法蘭連接在操作工況下由于溫度、壓力的作用,螺栓變形伸長(zhǎng),墊片蠕變松弛、回彈能力下降,墊片材料的老化、變質(zhì)等亦會(huì)造成墊片與法蘭密封面之間的泄漏。這種發(fā)生在墊片與法蘭密封面之間的泄漏稱為“界面泄漏”。