法兰系统中应该使用多大的垫片厚度？

在平行法兰系统应用中使用多大垫片厚度的问题经常出现，但很难轻易回答。“我应该使用 1.0 毫米还是 3.0 毫米厚的垫圈？”听起来像一个简单的问题，但需要的不仅仅是一个简单的答案。较厚的垫圈可以处理更多的法兰不规则性，因为它们可以压缩更多。如果法兰被腐蚀、不平整或不平行，则可能需要更厚的垫圈。最好的解决方案显然是修复或调整法兰的错位，但这并不总是现实的。那么，为什么大多数垫片制造商建议尽可能使用更薄的垫片呢？

更薄的垫片具有许多优点：
• 由于暴露在内部介质压力下的横截面积较小，因此具有更大的抗吹出性。
• 由于横截面积较小，泄漏率再次降低。
• 更好的抗压强度，因此更高的垫片表面载荷（压力）可以安全地施加到较薄的垫片上。
• 由于较薄垫片的蠕变松弛特性较低，因此具有更好的紧固件扭矩保持力。
• 垫片本身的成本更低。
只要有可能“，在现实中很难适用。如上所述，较厚的垫片更符合严重损坏或翘曲的法兰，因为垫片填充法兰不规则的能力基于给定载荷下的垫片压缩量。
由于平行载荷下的可压缩性通常表示为垫片原始厚度的百分比，因此具有较大原始厚度的较厚垫片实际上压缩了更大的距离。例如，1.0 mm 垫片的 10% 压缩意味着 0.1 mm 的压缩。在 3.0 mm 垫片的 10% 压缩下，垫片将压缩 0.3 mm。这种额外的垫圈压缩意味着较厚的垫片将比较薄的垫片更好地填充更深的划痕或低点。在字符 t 1 中显示了 1.0 和 2.0 mm 厚的垫片根据垫片可压缩性而变化的垫片厚度变化的一个示例。
但是，使用较厚的垫圈的优点可能会产生误导。虽然较厚的垫片密封更多的法兰不规则性，但也可能导致其他问题。较厚的垫圈受热的影响更大，因此蠕变松弛率更高。两个不同厚度的垫片将垫片暴露在温度下后表面压力的变化如图 t 2 所示。如果垫片负载 220 MPa 并在 100°C 的高温下暴露 4 小时，则 1.0 mm 厚垫片的残余垫片表面压力为 210 MPa，2.0 mm 厚垫片的残余垫片表面压力为 190 MPa（刚度为 500 kN/mm）。这意味着较厚的垫片会损失更多的垫片表面压力，这可能导致垫片的使用寿命更长，并且在运行过程中泄漏率更高。垫片表面压力的损失在较高温度下更为明显。

较厚的垫片也具有较低的抗压强度，因此垫片可以承受而不会造成损坏的最大垫片表面载荷较低。这适用于室温和高温。可施加到垫圈上的最大表面压力随温度变化，在字符 t 3 中显示了 1.0 和 2.0 mm 厚的垫片。最大垫片表面压力可根据EN 13555等标准确定。
毛皮热，垫片和法兰之间的摩擦也是决定螺栓法兰接头抗吹出的因素之一。摩擦是垫片和法兰表面之间的摩擦系数与螺栓总载荷的组合。由于薄垫片的蠕变松弛较低，因此接头可保持较高的螺栓载荷，从而提高防喷安全性。
最后，由于所有垫片材料在某种程度上都是可渗透的，因此介质可以通过垫片的主体。较厚的垫圈为渗透形成更宽的路径，因此会产生更高的泄漏率，但请注意，也可能发生相反的情况。如果垫圈太薄而不符合法兰不规则性，介质可能会泄漏而不是通过垫圈。这可能导致比较厚的垫圈更高的泄漏率。因此，平坦和原始的法兰足以处理薄垫圈，用更薄的垫圈密封得更紧。
板材垫片材料的类型和可用的压缩载荷也会影响密封平行接头所需的厚度。具有较高可压缩性值的垫片不需要与更硬、更难压缩的类型相同的负载来实现紧密密封。

这是因为更多的可压缩垫片可以更好地补偿法兰表面的不规则性，因此可以使用更薄的垫片。需要较厚垫圈的法兰会产生垫片制造商无法控制的问题。因此，最好的解决方案是使用或设计具有更高可用压缩载荷的法兰，保持表面光洁度良好，并尽可能使用 1.5 毫米甚至 1.0 毫米厚的垫圈。
然而，不太完美的法兰仍然需要密封。这通常是通过在选择垫片材料的样式和厚度时仔细考虑应用中的所有变量来实现的。请咨询您的垫片供应商，以获取有关任何法兰系统应用的具体指导。与往常一样，正确安装至关重要。

因此，垫片应以正确计算的初始垫片压力进行组装，并使用良好的安装程序进行安装。