今天有许多老化和老化处理工厂在运行。事实上，许多电力、化工、石油等的加工厂已经服务了50多年。虽然管道本身可能保持完整，但由于反复操作、化学物质暴露和热循环，它们的螺栓法兰垫圈接头和连接处会变得不对齐、腐蚀和损坏。这可能导致代价高昂的破裂，可能导致数百万美元的损失、停机时间、违规处罚、不可挽回的环境影响和诉讼。
有一种解决方案可以延长老化管道系统的寿命，保持其功能:提高聚四氟乙烯(PTFE)垫片的表面轮廓。这种设计修改可以通过减少和管理垫片的接触面积来防止化学加工厂的泄漏、溢出和其他释放，从而实现并保持牢固的密封。
垫片技术简史
传统上，垫片厚度和密封性总是涉及性能权衡。当法兰处于良好状态时，可以使用1/16英寸厚(1.6毫米)的垫圈，以减少蠕变实现紧密密封。
然而，当法兰有不良或不对准的表面时，密封的完整性就会降低。
在这些情况下，当法兰状况不佳(或者如果法兰的形状是未知的)，人们会选择1/8英寸厚(3.2毫米)的垫片。的原因吗?用户不希望冒险安装一个更薄的垫圈，发现它不能正确密封，然后需要及时和昂贵的卸载和重新安装。然而，较厚的垫片不密封，以及他们的1/16英寸同行，当放置在相当的负载下。此外，由于垫片较厚，蠕变更大，需要重新扭矩。
为了解决这两种垫片选择的局限性，理想的垫片应该结合1/16英寸垫片的抗蠕变性能和1/8英寸垫片的可压缩性和一致性——说起来容易做起来难。
从历史上看，垫圈并不总是宽容的，易于使用或简单的拆卸。然而，随着技术的发展，密封产品的设计和设计可以优化工作，从而提供更紧密、更耐用的密封。
该方法不关注垫片厚度，而是关注其表面轮廓。结果产生的垫圈可以减少管道系统(包括老化化工厂的管道系统)的泄漏、溢出和其他释放。
图片1。垫片(图片由Garlock密封技术公司提供)抬高垫片轮廓
使用表面轮廓来减少面积和增加应力的概念在许多产品中都可以找到，例如跑鞋和汽车轮胎。减少接触面积，同时保持一定数量的压缩力导致应力增加。在鞋子或轮胎的情况下，这种压力提供牵引力。在垫片的情况下，垫片和法兰表面之间的牵引力或摩擦对于保持内部压力至关重要。如果由法兰上的紧固件产生的向下的力均匀地分布在更大的区域上，则产生的应力有助于使密封更有效。这种方法使老化的管道系统能够最大限度地发挥其密封潜力。
提高垫片轮廓的影响
表面轮廓在五个关键领域对垫片技术产生积极影响:可压缩性、耐压性、可扩展性、负载保持性和尺寸灵活性。
图片2。聚四氟乙烯垫片压缩系数
可压缩性是垫片的关键功能，因为它代表了垫片符合其密封表面的能力。在垫片表面增加凸起的特征，通过减少接触面积和增加产生的应力，直接影响可压缩性。
当法兰表面出现磨损、点蚀或划痕时(例如化工厂老化的管道系统)，维修/更换法兰使其恢复到“如新”状态的成本可能过高，而且几乎不可能。垫圈的可压缩性越强，就越有可能与法兰产生有效的密封。
密封性能
为了产生有效的密封，垫片必须执行两个功能:
- 符合法兰面。这将有助于防止介质在自身和法兰面之间通过。这就是压缩性变得重要的地方。
- 抵抗或阻止渗透。在微观层面上，大多数非金属垫片材料都有很小的空隙或空间。防止介质通过这些空隙或空间渗透的关键是通过使用压缩力将它们封闭起来。如果垫片非常硬，或者法兰的表面积相对较大，这有时会很困难。使用表面轮廓或凸起特征是有益的，因为力集中，产生更高的密度(改善垫片固结)，从而提高渗透阻力。压缩力的集中施加在凸起的特征与密封面/法兰接触的地方。这将导致更高的表面应力，最终提高密封效率。
负载保持和防井喷
垫片的性能与应力直接相关。一个垫圈能保留的压力越大，它的长期功能就越好。相反，不能保持应力会导致有害的蠕变松弛。
随着时间的推移，所有垫片都会经历负载损失，这就强调了使用具有可压缩性/一致性特性的材料的必要性，从而使垫片能够在给定的力下密封。
当一个法兰组件被加压时，内部介质向各个方向推动，轴向推动法兰分开，径向推动垫圈离开接头。内部压力的轴向力试图将法兰分开，并将垫圈推出接合处。如果由于高/有害的垫片蠕变而导致载荷保持较低，则轴向力(由于内部压力)可以克服螺栓中留下的力，并且接头将失效。更薄的垫圈蠕变更少，保持更高的螺栓负载保持和更好的防喷。较厚的垫圈蠕变更多，导致螺栓载荷保持较低，使它们更容易因井喷而失效。
维的灵活性
无论密封面形状或尺寸如何，高性能垫片都应该能够执行密封。大多数具有异形或凸起表面的垫片都是按特定形状或尺寸模压成型的，需要模具或有尺寸限制。由于泵、阀门、混合器、反应器等的密封面有无数的形状、尺寸和配置，所以最好的解决方案是可以很容易地切割成各种形状的片状垫圈。BETVICTOR体育官网
结论
提高聚四氟乙烯垫片的表面轮廓消除了1/16英寸和1/8英寸厚垫片固有的缺点，提高了耐压性，抗渗透性，优化了负载保持性，增强了尺寸灵活性。结果呢?一种性能更好的垫圈，允许化工厂老化的管道系统，以减少泄漏，溢出和其他释放的风险。
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