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常用非金属材料非金属材料包括除金属材料以外几乎所有的材料，主要有各类高分子材料（塑料、橡胶、合成纤维、部分胶粘剂等）、陶瓷材料（各种陶器、瓷器、耐火材料、玻璃、水泥及近代无机非金属材料等）和各种复合材料等。
本章主要介绍高分子材料、陶瓷和复合材料。
工程材料仍然以金属材料为主，这大概在相当长的时间内不会改变。
但近年来高分子材料、陶瓷等非金属材料的急剧发展，在材料的生产和使用方面均有重大的进展，正在越来越多地应用于各类工程中。
非金属材料已经不是金属材料的代用品，而是一类独立使用的材料，有时甚至是一种不可取代的材料。
第一节高分子材料高分子材料又称为高聚物，通常，高聚物根据机械性能和使用状态可分为橡胶、塑料、合成纤维、胶粘剂和涂料等五类。
各类高聚物之间并无严格的界限，同一高聚物，采用不同的合成方法和成型工艺，可以制成塑料，也可制成纤维，比如尼龙就是如此。
而象聚氨酯一类的高聚物，在室温下既有玻璃态性质，又有很好的弹性，所以很难说它是橡胶还是塑料。
一、塑料按照应用范围，塑料分为三种。
1．通用塑料通用塑料主要包括聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、酚醛塑料和氨基塑料等六大品种。
这一类塑料的特点是产量大、用途广、价格低，它们占塑料总产量的3/4以上，大多数用于日常生活用品。
其中，以聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯这四大品种用途最广泛。
（1）聚乙烯（PE）生产聚乙烯的原料均来自于石油或天然气，它是塑料工业产量最大的品种。
聚乙烯的相对密度小（0.91～0.97），耐低温，电绝缘性能好，耐蚀性好。
高压聚乙烯质地柔软，适于制造薄膜；低压聚乙烯质地坚硬，可作一些结构零件。
聚乙烯的缺点是强度、刚度、表面硬度都低，蠕变大，热膨胀系数大，耐热性低，且容易老化。
（2）聚氯乙烯（PVC）聚氯乙烯是最早工业生产的塑料产品之一，产量仅次于聚乙烯，广泛用于工业、农业和日用制品。
聚氯乙烯耐化学腐蚀、不燃烧、成本低、加工容易；但它耐热性差冲击强度较低，还有一定的毒性。
垫片原材料选择/ (2004-9-13 12:24:46) --密封技术选择垫片的材料主要取决于下列三种因素: 温度压力介质一. 金属垫片材料1. 碳钢:推荐最大工作温度不超过538℃，特别当介质具有氧化性时。
优质薄碳钢板地不适合应用于制造无机酸、中性或酸性盐溶液的设备，如果碳钢受到在的应力，用于热水工况条件下的设备事故率非常高。
碳钢垫片通常用于高浓度的酸和许多碱溶液。
布氏硬度约120。
2. 304不锈钢18-8（铬18-20%、镍8-10%），推荐最大工作温度不超过760℃。
在温度 -196~538℃区间内，易发生应力腐蚀和晶界腐蚀。
布氏硬度160。
3． 304L 不锈钢含碳量不超过0。
03%。
推荐最大工作温度不超过760℃。
耐腐蚀性能类似304不锈钢。
低的含碳量减少了碳从晶格的析出，耐晶界腐蚀性能高于304不锈钢。
布氏硬度约140。
4． 316不锈钢18-12（铬18%、镍12%），在304不锈钢中增加约2%钼，当温度提高其强度和耐腐蚀性能提高。
当温度提高时比其它普通不锈钢具有更高抗蠕变性能。
推荐最大工作温度不超过760℃。
布氏硬度约160。
5． 316L不锈钢推荐最大连续工作温度不超过760℃~815℃。
碳含量不超过相对于316不锈钢具有更优秀的耐应力和晶界腐蚀。
布氏硬度约140。
6． 20合金45%铁、24%镍、20%铬和少量钼和铜。
推荐最大工作温度不超过760℃~815℃。
特别适用于制造耐硫酸腐蚀的设备，布氏硬度约160。
7．铝铝（含量不低于99%）。
铝具有优秀耐腐蚀性能和加工性能，适用于制造双夹垫片。
布氏硬度约35。
推荐最大连续工作温度不超过426℃。
8．紫铜紫铜的成份接近于纯铜，其含有微量的银以增加其连续工作温度。
推荐最大连续工作温度不超过260℃。
布氏硬度约80。
9．黄铜（铜66%、锌34%），在大多数工况条件下，具有良好耐腐蚀性能，但不适应醋酸、氨、盐和乙炔。
推荐最大连续工作温度不超过260℃。
法兰的分类(一)整体法兰1.平焊法兰,制造容易,应用广泛,但刚性较差.法兰附近筒壁的截面上,将产生附加的弯曲应力.所以平焊法兰适用的压力范围较低(PN<4.0MPa).平焊法兰的适用范围:2.对焊法兰又称高颈法兰或长颈法兰.颈提高刚性,厚度比筒体厚,降低根部弯曲应力.对接焊缝,比平焊法兰的角焊缝强度好,对焊法兰适用于压力,温度较高或设备直径较大的场合.(二)松式法兰法兰与容器或管道不连接,比整体式连接强度差法兰盘可用不同材料,用于铜制,铝制,陶瓷,石墨及其非金属材料的设备或管道上.受力后无附加弯曲应力,只适用于压力较低场合(三)任意式法兰整体性介于整体法兰和松式法兰之间,包括未焊透的焊接法兰.圆形法兰最常见,方形法兰利于管子排列紧凑,椭圆形法兰常用于阀门和小直径的高压管子上.三,影响法兰密封的因素影响法兰密封的因素主要有:螺栓预紧力;密封面型式;垫片性能;法兰刚度;操作条件.一螺栓预紧力螺栓预紧力是影响密封一个重要因素.预紧力使垫片压紧并实现初始密封.预紧力过大则垫片被压坏或挤出.预紧力通过法兰密封面传递给垫片,良好的密封,必须使预紧力均匀地作用于垫片.当需要预紧力一定时,采取增加螺栓个数,减小螺栓直径对密封有利二密封面法兰联接密封性能与密封面型式有关,密封面型式选择,主要考虑压力,温度,介质.压力容器和管道中常用的法兰密封面型式和特点:1,突面(RF)光滑平面,可车制密纹水线.结构简单,加工方便,便于进行防腐衬里. 接触面积大,预紧时垫片容易往两边挤,不易压紧.2,凹凸面(MFM)凸面和凹面相配合,凹面上放置垫片,防止垫片被挤出,适用于压力较高.3,榫槽面(TG)槽中垫片不被挤动.螺栓力较小.获得良好的密封效果.结构较复杂,更换垫片较困难.榫面容易损坏,适于易燃,易爆,有毒介质及较高压力.压力不大时,即使直径较大,也能很好密封.4,全平面(FF)与环连接面(RJ)全平面密封适合于压力较小的场合(PN≤1.6MPa);环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上,适用压力范围为(6.3MPa≤PN≤25.0MPa).5,其他类型密封面高压容器和高压管道用球面(透镜)和椭圆或八角形截面金属垫片三垫片性能垫片适当变形和回弹能力是形成密封的必要条件.最常用垫片分为非金属,金属,非金属与金属混合制的垫片非金属垫片:橡胶石棉板,聚四氟乙烯等.柔软耐温度和压力性能较金属垫片差.只适用于常,中温和中,低压设备和管道的法兰密封.金属与非金属混合制垫片:金属包垫片及缠绕垫片等.金属包垫片用薄金属板(镀锌薄钢板,0Cr18Ni9等)将非金属包起来; 金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带)与石棉带一起绕制而成.不带定位圈和带定位圈.金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能,适应的温度与压力范围较高一些.金属垫片:材料一般并不要求强度高,而是要求软韧.常用是软铝,紫铜,铁(软钢),蒙耐尔合金(含Ni67%,Cu30%,Cr4～5%)钢等.主要用于中,高温和中,高压法兰联接密封.垫片材料的选择:根据温度,压力以及介质腐蚀决定,同时考虑密封面形式,螺栓力的大小以及装卸要求等.查表4-15四,法兰标准及选用石油,化工上用的法兰标准有两类,一类是压力容器法兰标准一类是管法兰标准一压力容器法兰标准1.平焊法兰:2.对焊法兰长颈对焊法兰有厚度更大的颈,刚性大.更高压力范围(PN 0.6MPa～6.4MPa)和直径范围(DN300mm～2000mm),适用温度范围为-20℃～450℃.乙型平焊法兰中DN 2000mm以下规格包括在长颈对焊法兰的规定范围之内.两者联接尺寸和法兰厚度一样.DN2000mm以下的乙型平焊法兰可用轧制长颈对焊法兰代替,以降低成本.平焊与对焊法兰都有带衬环的与不带衬环的两种.当设备是由不锈钢制作时,采用碳钢法兰加不锈钢衬环,可以节省不锈钢.3,公称直径与公称压力根据公称直径与公称压力由法兰标准确定法兰尺寸压力容器法兰公称直径同压力容器例如DN 1000mm的压力容器,应当配用DN 1000mm的压力容器法兰. 法兰公称压力:与最大操作压力,操作温度以及材料有关.定义:以16MnR在200℃时的机械性能为基准确定法兰尺寸,在200℃时,它的最大允许操作压力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力.公称压力PNO.6MPa法兰,用16MnR制造的,在200℃时,最大允许操作压力0.6MPa.高于200℃的最大操作压力将低于它的公称压力0.6MPa.低于200℃仍按200℃确定其最高工作压力.材料改为Q235-A,机械性能比16MnR差,公称压力PN0.6MPa的法兰,200℃操作,最大允许操作压力也低于公称压力.材料由16MnR改为15MnVR,机械性能优于16MnR,公称压力PN0.6MPa 的法兰,在200℃操作时,最大允许操作压力将高于它的公称压力. 只要法兰的公称直径,公称压力确定了,法兰的尺寸也就确定了.最大允许工作压力的确定:为操作温度300℃,设计压力0.6MPa的容器选配法兰.材料15MnVR按公称压力0.6MPa查取.材料20R按公称压力1.0MPa查取尺寸.二管法兰标准同样公称直径的容器法兰和管法兰的尺寸不相同,不能互相代用.管法兰的型式除平焊,对焊法兰外,还有铸钢法兰,铸铁法兰,活套法兰,螺纹法兰等.管法兰标准查选方法,步骤与压力容器法兰同.GB9119.7-88外,常用标准还有:化工部标准HG20592～HG20602-97;中石化标准SH3406-96等.其中化工部标准中分为欧洲体系,美洲体系等,我国常用的为欧洲体系.例4-6:塔身与封头的法兰.塔内径1000mm,操作温度280℃,设计压力0.2MPa.Q235-A.根据操作温度,设计压力和所用材料,应按公称压力为0.6MPa查选尺寸.压力不高,直径不大,表4-16用甲型平焊法兰,平面密封面,垫片用石棉橡胶板.法兰的各部尺寸从附录表9中查,联接螺栓材料Q235-A,M20共36个.思考题:1.法兰垫片密封的原理是什么影响密封的因素有哪些2.法兰的型式有哪些各有什么特点3.法兰密封面型式有哪些各适用什么场合4.常用的垫片材料有哪些。
法兰规格型号及尺寸法兰作为一种常用的连接元件，在各个领域中都有广泛的应用。
根据不同的需求和使用场景，法兰的规格型号及尺寸也有所不同。
本文将就几种常见的法兰规格型号及尺寸进行介绍，并对其特点和适用范围进行分析。
1. ANSI B16.5标准法兰ANSI B16.5标准法兰是美国国家标准协会（ANSI）制定的一种常用法兰。
其规格型号主要包括150#、300#、600#、900#、1500#和2500#等级。
其中的数字表示法兰的额定压力等级，单位为磅力/平方英寸（psi）。
这种法兰的尺寸范围较广，从1/2英寸到24英寸不等。
2. DIN标准法兰DIN标准法兰是德国工业标准化协会（DIN）制定的一种常用法兰。
它主要分为PN6、PN10、PN16、PN25、PN40和PN64等级。
其中的数字表示法兰的额定压力，单位为巴（bar）。
这种法兰的尺寸范围也较广，从DN10到DN4000不等。
3. JIS标准法兰JIS标准法兰是日本工业标准化协会（JIS）制定的一种常用法兰。
它主要分为5K、10K、16K、20K、30K和40K等级。
其中的数字表示法兰的额定压力，单位为千帕（kPa）。
这种法兰的尺寸范围较窄，一般从DN10到DN2000不等。
4. BS标准法兰BS标准法兰是英国标准化协会（BSI）制定的一种常用法兰。
它主要分为PN2.5、PN6、PN10、PN16、PN25、PN40、PN64、PN100和PN160等级。
其中的数字表示法兰的额定压力，单位为巴（bar）。
这种法兰的尺寸范围较广，从DN15到DN4000不等。
以上所述的法兰规格型号及尺寸只是其中的一部分，还有其他一些标准和非标准的法兰规格型号及尺寸，如EN、AS、ISO等。
不同的法兰规格型号及尺寸适用于不同的工程和领域，选择合适的法兰规格型号及尺寸对于确保工程的安全和可靠运行至关重要。
在选择法兰规格型号及尺寸时，需要考虑以下几个方面：1. 工作压力和温度要求：根据工程的实际需求确定法兰的额定压力和温度等级，选择相应的法兰规格型号及尺寸。
法兰适用范围法兰是一种常见的连接元件，广泛应用于工业领域。
它具有连接紧固件和密封件的功能，能够在管道、容器、设备等各种场合中起到连接和密封的作用。
下面将介绍法兰的适用范围。
1. 管道连接：法兰可以用于管道的连接，无论是在石油、化工、电力、造船等行业，还是在暖通空调、给排水等民用建筑中，法兰都是常用的连接方式。
它能够使管道连接紧固，确保管道的密封性，防止泄漏。
2. 设备连接：在工业设备中，常常需要将各种设备进行连接，以实现物料的输送和加工。
法兰可以用于连接泵、阀门、换热器、压力容器等设备，确保设备之间的紧密连接，以及介质的流通和控制。
3. 输送介质：法兰可以用于输送各种介质，包括液体、气体和固体颗粒等。
无论是输送水、油、气体，还是输送化工原料、食品、药品等，法兰都可以满足不同介质的要求，确保介质的安全输送。
4. 耐压耐温要求高的场合：对于一些工作环境要求较高的场合，如高温高压、低温低压、强腐蚀性介质等，法兰是一种理想的连接方式。
通过选择合适的法兰材质和密封材料，可以满足不同工作条件下的连接和密封要求。
5. 高精度要求的场合：在一些需要保持高精度的设备中，如精密仪器、光学设备等，法兰可以提供可靠的连接方式，确保设备的稳定运行和精确测量。
6. 需要频繁拆卸的场合：对于需要频繁拆卸和更换的设备和管道，如维修、清洗、更换等，法兰是一种方便快捷的连接方式。
只需拆卸紧固螺栓，就可以轻松拆卸和安装法兰连接的部件。
7. 对密封性要求高的场合：法兰连接可以提供较好的密封性能，能够有效防止介质泄漏和外界杂质进入。
特别是在一些对环境污染要求较高的场合，如食品、制药等行业，法兰连接是一种常用的连接方式。
法兰作为一种常见的连接元件，适用范围广泛。
无论是在工业领域还是民用建筑中，无论是在管道连接还是设备连接中，无论是在输送介质还是保持高精度的场合，法兰都能够发挥重要的连接和密封功能。
通过选择合适的法兰材质和密封材料，可以满足不同工作条件下的要求，确保连接的可靠性和安全性。
法兰、垫片及螺栓知识一、法兰法兰是工艺管道上起连接作用的一种部件。
这种连接形式的应用范围非常广泛，如管道与工艺设备连接，管道上法兰阀门及附件的连接。
采用法兰连接既有安装拆卸的灵活性，又有可靠的密封性。
工艺管道所输送的介质，种类繁多，温度和压力也不同，因此对法兰的强度和密封，提出了不同的要求。
为了满足工艺管道安装工程的需要，出现了很多种结构和压力不同的法兰。
以下对各种法兰作简要介绍：1、平焊法兰平焊钢法兰，是中低压工艺管道最常用的一种。
这种法兰与管子的固定形式，是将法兰套在管端，焊接法兰里口和外口，使法兰固定，适用公称压力不超过2.5MPa。
用于碳素钢管道连接的平焊法兰，一般用Q235A和20号钢板制造；用于不锈耐酸钢管道上的平焊法兰，应用与管子材质相同的不锈耐酸钢板制造。
平焊钢法兰密封面，一般都为光滑式，密封面上加工有浅沟槽。
通常称为水线。
平焊钢法兰的规格范围如下：公称压力PN0.25、0.6MPa的为DN10～2000mm；PN1.0～2.5MPa的为DN10～600mm。
2、对焊法兰对焊钢法兰，也称高颈法兰或大尾巴法兰。
它的强度大不易变形、密封性能较好，有多种形式的密封面，适用的压力范围很广。
①光滑面对焊法兰，其公称压力为PN2.5MPa以下，规格范围为DN10～2000mm，公称压力PN2.5MPa，规格范围DN10～1000mm，公称压力PN4.0MPa，规格范围DN10～600mm。
②凹凸密封面对焊法兰，由于凹凸密封面严密性强，承受的压力大。
每付法兰的密封面，必须一个是凹面、另一个是凸面。
常用公称压力范围为PN1.6～4.0MPa，规格范围为DN10～600mm。
③榫槽密封面对焊法兰，这种法兰密封性能好，结构形式类似凹凸式密封面法兰，也是一付法兰必须两个配套使用。
公称压力范围为PN1.6～4.0MPa，规格范围为DN10～600mm；PN6.4～10MPa，规格范围DN10～400mm。
各种垫片知识整理学习1、非金属平垫片使用范围：HG/T20615/HG/T20623规定的公称压力Class150～Class600的钢制管法兰非金属平垫片。
2、常用非金属垫片：聚四氟乙烯、石棉橡胶、柔性石墨。
和高温云母制RF 垫片可带有不锈钢内包边（即RF-E 型）。
6、缠绕垫片适用范围：HG/T20615,HG/T20623规定的公称压力Class150～Class2500的8、缠绕垫片的填充材料使用温度：柔性石墨带：-200～+650；聚四氟乙烯带：-200～+200。
9、内外环缠绕垫片的内环应具有与金属带材质相同或更高的耐腐蚀性能，外环可采用碳钢；除基本型外，Class600、Class900、Class1500、Class2500以及采用PTFE 为填充材料的需采用内环。
10、缠绕垫片标记示例：12、当公称尺寸大于DN600时，需标注A.B 标记。
13、金属环形垫片适用范围：HG/T20615，HG/T20623规定的公称压力Class150～Class2500的钢制管法兰。
14、环形垫片适用的法兰为环槽面法兰（RJ ），按断面形状分为：椭圆型和八角型2种。
15、金属环形垫的硬度应小于法兰环槽密封面的硬度。
16、环形垫示例：以下了解：1、聚四氟乙烯包覆垫片范围：Class150、Class300，工作温度≤150℃的突面法兰；分为A、B 、C 三类，其中DN ≤500的选用A 或B （优先选用B 型），DN ≥350的选用C型。
2、聚四氟乙烯包覆垫片嵌入层或芯材一般为石棉橡胶板或非石棉纤维橡胶板。
3、金属包覆垫片适用范围：Class300～Class900的突面钢制法兰；此类垫片最高工作温度应低于包覆金属材料及填充材料的最高工作温度的较低值；包覆层金属材料的厚度为0.3～0.5mm 。
4、金属包覆垫片示例HG/T206305、齿形组合垫适用范围：HG/T20615，HG/T20623规定的Class150～Class2500钢制管 HG/T20632。
【密封件】密封垫片种类及其适用范围各类机器设备尤其是各类压力容器、管道和阀门等广泛使用垫片密封结构。
最简单的垫片为平垫片，整个垫片为同一材料组成，作机械设备一般接合面的静密封，如减速箱的密封等。
理想的垫片结构应表层为塑性层，而内层为弹性体，塑性表面层保证密封而相互紧贴甚至嵌合，而内层允许补偿密封面的少许分离并在密封而上经常保持一定大小的压缩应力。
许多组合垫片的出现都是基于这一思路或稍有改型，但原理是一样的。
例如聚四氟乙烯（PTFE具有塑性好，有优异的抗化学腐蚀性和较宽的工作温度范围（-190〜250C）,广泛用于静密封平垫，但由于某种原因回弹性较差以及冷流倾向，限制了单纯的使用，采用组合结构可以克服这一弊端，一方面可以保护垫片免遭流体介质的腐蚀或者避免食品、医药工业产品接触污染，另一方面改善了单纯用P TFE#来的回弹差及冷流问题。
非金属密封垫的种类、材料及适用范围金属密封垫的种类、材料及适用范围石棉橡胶密封制品我国石棉资源丰富，石棉经机械或化学处理可使其松解，充分松解的石棉纤维，抗拉强度较高表面积较大，吸附性能良好，不能燃烧，耐热性能好，最高安全使用温度为500〜550C，这个温度范围基本能满足工业工的需要，而且石棉价廉, 其缺点是石棉粉尘对环境污染，对人体有危害，要注意环境保护。
石棉橡胶密封制品可分成以下3类：①垫片类一使用在管道法兰和容器法兰上的板状和片状密封制品；②垫圈类一使用在泵、阀、釜上的模压成型、密封制品；③盘根类一使用在泵、阀、釜上的绳状和绒状密封制品。
石棉橡胶板是用石棉、橡胶、配合剂经辊压而成的管法兰、高压容器法兰及各种接触面所用的密封材料。
耐油石棉橡胶板是以石棉、耐油橡胶和配合剂为主要原料经辊压而成的管法兰、高压容器法兰及各种接触面所用的密封材料。
法兰垫片有那些类型如何进行标识和选用
垫片是法兰连接的主要密封件，因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。
根据制作材料的不同，垫片可以分为很多种类。
除了垫片的类型，垫片的标识和选型也很重要！1
垫片的结构型式
工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成，密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。
其常用的材料有非金属材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强橡胶基复合板等。
此外，密封元件材料也可以是刚性或柔性的金属，通常用于压力和温度较高的场合。
对于非金属材料的密封元件，通常插入金属材料予以增强，同时也方便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。
增强材料可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式以提高增强效果和增加弹性，并通过粘结剂和辊压将它们贴合在一起。
密封元件也可以可设一表面层或抗粘结处理层来增加密封效果和防止法兰密封面粘结。
外加强环或外环材料均为实体金属，其作用是：
帮助密封元件安装时对中；
防止密封元件过份压缩而破坏；防止垫片吹出和减少法兰转动等。
外加强环不与密封介质接触，因此不要求耐介质腐蚀，故常常由碳钢材料制成。
外加强环还可以与密封元件制成一体，例如金属齿形垫片、波齿复合垫片。
内加强环或内环接触流体，其材料应能抵御密封介质的腐蚀。
内加强环的作用是：
防止密封元件与容器或管道法兰之间的空隙，以避免此空隙干扰流体的流动以及由此引起的流体对垫片的冲击。
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法兰垫片的种类。
