浏览数量： 20 作者： 本站编辑 发布时间： 2026-01-28 来源： 本站
法兰垫片放置于需相互连接的两片法兰的密封面之间，通过拧紧螺栓起到紧固的作用，垫片材料发生弹性或塑性变形，填充法兰密封面，从而起到密封作用。
其核心功能是在管道或设备的设计温度、压力和介质下，长期维持密封状态。
法兰垫片有效起到密封作用取决于“垫片比压”。垫片比压 是指作用在垫片单位有效密封面积上的压紧应力（单位：MPa, psi）。它不是一个固定值，而是在垫片安装和工作过程中动态变化的关键参数。
安装比压：通过拧紧螺栓，在垫片上产生足够的初始压紧应力（y 应力），使其流动并填满法兰面的微小缺陷，形成保护屏障。
工作比压：当系统通入介质后，内部压力会产生使法兰分离的力。此时，垫片上必须保持一个最小的残余压紧应力（m × 工作压力）才能防止泄漏。这里的m是垫片系数（一个经验值，代表垫片维持密封的难易程度）。
简单来说：法兰垫片要起到良好的密封作用，必须在螺栓提供的“夹紧力”和介质产生的“推开力”之间取得平衡。
法兰密封垫片的选择取决于介质、温度、压力和法兰密封面类型。常见的法兰垫片有以下三种类型：
用于中低压、常温或中温工作环境。
橡胶垫片：
材料：NBR（丁腈橡胶）、EPDM（三元乙丙橡胶）、FKM（氟橡胶）、Silicone（硅橡胶）。
特点：弹性好，密封性强，但耐温耐压有限。用于水、空气、油等。
非石棉纤维增强垫片：
材料：以无石棉纤维（如芳纶、纤维素、玻璃纤维）与橡胶粘结剂压制而成，是传统石棉垫片的环保替代品。
特点：通用性强，性价比高，适用于水、油、蒸汽、弱酸碱。常用形式为无石棉橡胶板垫片。
聚四氟乙烯垫片：
材料：PTFE（特氟龙）。
特点：卓越的耐化学腐蚀性，自润滑，但在持续压力下会产生形变，用于强腐蚀介质。
类型：纯PTFE垫片、填充PTFE垫片（加入玻璃纤维等改善抗蠕变性）、膨体PTFE垫片（ePTFE，柔韧性好，密封性强）。
由金属材料和非金属材料组合而成，兼具金属的强度和非金属的柔韧性，用于中高压、高温场合。
结构：V形或W形金属带与非金属填充带（石墨、PTFE、无石棉等）交替缠绕而成，带内环和外环。
特点：应用最广泛的半金属垫片，弹性好，能补偿部分法兰不对中，密封可靠。
类型：基本型（无环）、内环型、外环型、内外环型。环的作用是定位、防止垫片过度压紧和散架。
金属包覆垫片：
结构：非金属芯材（如石墨、无石棉板）外包覆金属薄板（如304、316不锈钢，钛，蒙乃尔）。
特点：比纯非金属垫片强度高，能提供更好的密封和抗吹出能力。
齿形/波纹形垫片：
结构：金属芯板冲压出同心圆齿纹，表面覆软密封层（石墨或PTFE）。
特点：齿纹能产生很高的密封比压，适用于更高压力。
全部由金属制成，用于高温、高压、苛刻介质的极端工况。
金属环垫：
类型：椭圆形环垫（R型）、八角形环垫（RX型）。
应用：用于环连接面法兰，如API 6A阀门、高压管道。密封原理是线接触，需要极大的螺栓载荷，密封极其可靠。
金属平垫/齿形垫：
应用：用于高压容器、换热器、凸面法兰等。通常由软金属（铜、铝、软铁）或高强度合金制成。
选择必须依据详细的应用管道或设备设计参数，通常遵循“P.T.R.”原则：
介质：
化学兼容性是首要考虑因素。垫片材料必须能抵抗介质的腐蚀、溶解或软化。
介质是否有毒、易燃、易爆？这决定了密封的安全等级要求。
温度：
垫片材料的使用温度范围必须涵盖工况温度。
温度会影响材料的机械性能（如橡胶老化、石墨氧化、PTFE冷流）和螺栓的松弛。
压力：
系统工作压力及可能出现的压力波动（水锤、脉冲）。
压力越高，需要垫片的强度和抗吹出能力越强。
法兰密封面因素：
全平面：通常配非金属垫片，需要与整个法兰面接触。
凸面：最常用，配缠绕垫、金属包覆垫或非金属垫片。
凹凸面/榫槽面：密封性好，垫片被限制在凹槽/榫槽内，不易吹出。
环连接面：必须配专用的金属环垫。
法兰材料、尺寸、螺栓信息：影响所需的垫片尺寸和压紧力。
垫片类型 | 典型材料 | 适用温度 | 适用压力 | 适用介质 | 法兰面型式 |
无石棉橡胶垫 | 无石棉纤维/橡胶 | -50~200°C+ | 中低压 | 水、蒸汽、油、空气 | 全平面，凸面 |
PTFE垫片 | 纯PTFE， ePTFE | -200~260°C | 中低压 | 强腐蚀化学品 | 全平面，凸面 |
304/石墨, 316/PTFE | -200~800°C | 中高压 | 蒸汽、油品、化学品 | 凸面（最常用） | |
金属包覆垫 | 304包石墨 | -200~650°C | 中压 | 蒸汽、油气 | 凸面， 凹凸面 |
金属环垫 | 软铁， 304， 合金钢 | 可达1000°C+ | 超高压 | 高温高压蒸汽、氢气 | 环连接面 |
正确的安装方式是法兰密封成功与否的重要环节。错误的紧固方式是泄漏的主要原因。
清洁：彻底清理法兰密封面、螺栓孔，确保无旧垫片残留、无划痕、无油污。
对中：将两法兰精确对中，避免强行拉拢。
垫片放置：将垫片准确放置在法兰中心。
润滑螺栓：在螺栓螺纹和螺母承压面涂抹高温防咬合剂或润滑剂。
手动预紧：用手拧上所有螺母，确保垫片不会移位。
使用扭矩扳手或液压拉伸器。
采用十字交叉或星形顺序，分多步（通常至少3步）上紧到最终扭矩值。
第一步：通常上紧至最终扭矩的30%。
第二步：上紧至最终扭矩的60%。
第三步：按顺序上紧至100%最终扭矩。
热紧：对于高温工况，在系统第一次升温至操作温度后，可能需要停机重新检查或补充拧紧（热紧），以补偿螺栓和法兰的热膨胀差异和应力松弛。
泄漏：
原因：选型错误、安装不当、法兰损坏、垫片老化。
垫片吹出：
原因：内部压力超过垫片设计能力、螺栓预紧力不足、法兰面对不准。
过度压缩/压溃：
原因：螺栓扭矩过大，或垫片材料太软，导致垫片失去回弹能力。
化学侵蚀：
原因：垫片材料与介质发生化学反应，导致软化、膨胀或强度丧失。
尺寸标准：ASME B16.20（管法兰用金属与非金属垫片）、ASME B16.21（管法兰用非金属平垫片）、EN 1514（欧洲系列）、JB/T 系列（中国机械行业标准）。
材料标准：ASTM F104（非金属垫片材料分类）、ASTM F36（垫片材料压缩率与回弹率测试）。
应用规范：在石油化工、核电等领域，垫片的选择和安装必须遵循严格的工艺管道规范（如ASME B31.3）。
正确选择和应用法兰垫片是法兰密封的关键因素：明确工作环境 → 匹配合适材料 → 选对正确类型 → 采用合理安装 → 定期检查维护。
无论是家用管道还是工业管道，正确的垫片应用都是安全、环保和高效运行的基石。
上海著诚管件制造有限公司作为一家专业的工程制造服务商，在工业管道领域深耕多年，集加工制造、定制服务与销售于一体。公司可承接各类工业管道系统装配、预制管段加工、钢结构工程、防护围栏及非标金属构件定制项目。从材料切割、成型、打磨到焊接组装，我们提供一站式加工服务，助力客户缩短供应链、降低成本、提升项目执行效率。
质量把控：严格实施质量控制体系，从原料采购、加工工艺到产品交付，全流程把控产品的质量。
定制服务：我们始终坚持以项目需求为基础，为客户提供弯曲加工、切割成型、表面打磨、坡口处理及专业焊接等加工制造服务。
专业售后：经验丰富的业务团队，为客户提供专业的技术支持及问题解决方案。
上海著诚管件制造有限公司致力于为客户提供从图纸、加工制造再到成品交付的一站式解决方案，欢迎各类工程项目方、承包商及企业客户来电来图咨询，我们将为您提供专业的技术支持与高效的制造服务，期待成为您值得信赖的合作伙伴。
电话：18625862121（微信同号）
