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更新時間:2022-08-04
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σc對應(ying)的(de)點就是zui小(xiao)(xiao)有(you)(you)效(xiao)壓(ya)緊應(ying)力,它是一個(ge)極(ji)限值,在工(gong)程(cheng)應(ying)用加(jia)需(xu)加(jia)一定的(de)安全系(xi)數。把加(jia)了(le)安全系(xi)數的(de)zui小(xiao)(xiao)有(you)(you)效(xiao)壓(ya)緊應(ying)力,作為選用和計算(suan)密封墊的(de)設值,簡(jian)稱y值。
y值是(shi)密封(feng)墊的(de)固有(you)值,只與密封(feng)墊本身(shen)的(de)材料,形狀有(you)關(guan),而與介質的(de)種(zhong)類及內(nei)壓的(de)大小無關(guan)。y值通常由密封(feng)墊生(sheng)產(chan)廠(chang)在(zai)樣本或產(chan)品說明書(shu)中給出。或者有(you)關(guan)部門(men)根據長期使用經(jing)驗規定出標準(zhun)值。
但y值并未反映(ying)管內工作(zuo)介(jie)質(zhi)工作(zuo)壓力(li)的(de)影響,所以用作(zuo)選(xuan)用密封墊(dian)的(de)準則(ze)是(shi)不完善的(de),還需引用另一個(ge)重要參數——墊(dian)片系數m。
內(nei)壓(ya)(ya)的(de)影響主要表現在使(shi)壓(ya)(ya)緊(jin)墊片(pian)(pian)的(de)螺栓伸長,從而使(shi)法蘭結合面間的(de)間隙增大,使(shi)預(yu)緊(jin)狀(zhuang)態下的(de)墊片(pian)(pian)回彈,墊片(pian)(pian)的(de)變形(xing)量減小。因此在zui小預(yu)緊(jin)壓(ya)(ya)應力作用下,墊片(pian)(pian)能(neng)封(feng)住一定(ding)的(de)內(nei)壓(ya)(ya)(σc對應的(de)橫(heng)坐標值(zhi)),但當內(nei)壓(ya)(ya)超過此值(zhi)時(shi)墊片(pian)(pian)就不能(neng)達到密封(feng)。
當管道無內壓(ya)時,預緊力(li)是由螺(luo)(luo)栓壓(ya)緊形成的(de)。螺(luo)(luo)栓受拉力(li)、設(she)總拉力(li)為Fb0,墊片受壓(ya)力(li),壓(ya)緊力(li)的(de)大小與螺(luo)(luo)栓拉力(li)大小相等,方向相反。在數(shu)值有Fg0=Fb0(見(jian)圖4-4a)。
內壓作用后使(shi)法蘭分離,于是對螺栓附加(jia)了一個(ge)拉力,其(qi)值為(wei)(見圖(tu)4-4b):
式中 De——墊片的有(you)效直徑
于是,在(zai)泄漏開始發生時,墊片的有效(xiao)壓緊應(ying)力與(yu)內壓之比
m——“墊片系數”,它與墊片種類(lei)、尺寸、形狀、環境溫度(du)、介質壓力及法(fa)蘭密封面的表面粗糙(cao)度(du)等(deng)因(yin)素(su)有(you)關。表4-1所示為幾(ji)種密封墊片的試驗數據。
表(biao)4-1 墊(dian)片系數m試驗值(介質為水(shui))
| 墊片種(zhong)類 | 預緊壓(ya)應力 σgo(MPa) | 泄漏(lou)開始時壓力 pi(MPa) | 有效壓緊應(ying)力 σg(MPa) | 墊片系(xi)數 m=σg/pi |
| 橡膠密(mi)封墊(dian)(試件尺寸: φ75×φ61×1.6mm) | 5.40 7.18 15.0 | 1.5 2.5 5.0 | 2.46 3.27 4.80 | 1.64 1.63 0.96 |
| 石棉橡膠板試件尺寸: φ75×φ61×1.6mm) | 2.09 4.26 14.0 20.0 | 0.3 0.7 3.3 8.0 | 1.52 2.93 4.97 7.20 | 5.10 4.20 1.65 0.91 |
| 紙墊(dian)(試件(jian)尺寸: φ75×φ61×1.6mm) | 2.09 2.42 3.96 | 0.6 0.7 1.2 | 0.92 1.06 1.62 | 1.53 1.51 1.35 |
| 纏繞密封墊試(shi)件尺寸: φ60×φ48×5mm) | 10.0 20.0 30.0 40.0 50.0 60.0 | 0.5 0.6 1.1 2.3 6.4 10.0 | 9.1 18.9 28.0 35.0 38.7 42.3 | 18.2 31.6 25.5 12.0 6.2 4.2 |
墊片系數(shu)m是設計(ji)、選擇(ze)密(mi)封墊的(de)重要(yao)參(can)數(shu)。保證密(mi)封的(de)必要(yao)條件(jian)是:
實際上,在設(she)計密(mi)封墊(dian)時(shi),密(mi)封墊(dian)的zui小壓緊壓應力y和墊(dian)片系數m必須同時(shi)得到滿足,即應符合下列條件:
式中 Ae——有效承(cheng)壓面積(ji)。
這里Ag和(he)pi在使用條件下是給定的(de)(de),而墊片(pian)系數m和(he)y值可在表4-1和(he)密封(feng)產品樣本中查閱,因此用式就(jiu)能計算墊片(pian)的(de)(de)尺(chi)寸。