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常用密封垫片基本知识目录一、密封垫片基本概念 (2)1.1 定义与分类 (2)1.2 应用领域 (3)二、密封垫片材料 (4)2.1 金属密封垫片 (5)2.1.1 钢制垫片 (7)2.1.2 铜制垫片 (8)2.1.3 铝制垫片 (8)2.2 非金属密封垫片 (10)2.2.1 橡胶垫片 (11)2.2.2 聚四氟乙烯垫片 (12)2.2.3 石棉垫片 (13)三、密封垫片结构与形式 (14)3.1 结构特点 (15)3.2 常见形式 (16)3.2.1 平面型密封垫片 (18)3.2.2 凸缘型密封垫片 (18)3.2.3 锥形密封垫片 (20)四、密封垫片设计原则与要求 (21)4.1 设计原则 (22)4.2 设计要求 (23)五、密封垫片安装与维护 (24)5.1 安装方法 (25)5.2 维护保养 (26)六、密封垫片选用与采购指南 (27)6.1 选用依据 (28)6.2 采购建议 (29)七、密封垫片性能测试与评价 (30)7.1 性能测试方法 (32)7.2 性能评价标准 (33)一、密封垫片基本概念密封垫片是一种用于连接两个或多个密封表面的重要机械元件，其主要功能是防止流体或气体在这些表面之间泄漏。
垫片通常由柔软的、可压缩的材料制成，这些材料能够在受到压力时填补接触面之间的微小空隙或不规则性，从而实现有效的密封。
垫片广泛应用于各种工业领域，包括管道系统、阀门、泵、压力容器等。
它们对于确保系统的安全运行和防止泄漏具有至关重要的作用。
密封垫片的基本概念包括其定义、功能、分类以及应用场景等方面。
接下来我们将详细介绍这些基本知识。
1.1 定义与分类密封垫片是一种用于机械密封的设备，其主要作用在于填补设备连接件之间的空隙或缝隙，从而确保流体不会泄露或流出。
它们广泛应用于各种管道、阀门、泵以及其他流体处理设备中。
根据不同的应用环境和需求，密封垫片具有多种类型和特性。
也称为密封垫圈或衬垫，是一种用于静态密封的元件。
石墨缠绕垫垫片系数-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容应该是对整篇文章进行引言和概括，介绍石墨缠绕垫垫片系数的重要性和当前研究的背景。
以下是一个可能的概述部分的内容：石墨缠绕垫垫片系数是在工程领域中广泛应用的一个关键参数，它对于确保密封性能和减少泄漏风险起着至关重要的作用。
石墨缠绕垫垫片是一种由柔性石墨纱绕制而成的密封元件，具有高温、高压下良好的密封性能和较强的耐腐蚀性。
在各种工业设备和管道连接中，石墨缠绕垫垫片被广泛应用，以提供可靠的密封效果。
然而，石墨缠绕垫垫片的性能与其所具备的系数密切相关。
石墨缠绕垫垫片系数是一个表示其抗压性、回弹性和稳定性的综合指标，它直接影响着垫片的密封性和使用寿命。
因此，准确地确定石墨缠绕垫垫片系数对于提高设备的可靠性和安全性具有重要意义。
在本篇文章中，我们将探讨石墨缠绕垫垫片系数的定义、重要性以及其影响因素。
首先，我们将介绍石墨缠绕垫垫片的定义和特点，以便更好地理解其性能与系数之间的关系。
接着，我们将探讨石墨缠绕垫垫片系数在不同应用领域中的重要性，并分析其对密封性能的影响。
最后，我们将讨论石墨缠绕垫垫片系数的影响因素，包括材料特性、生产工艺以及使用环境等，以帮助读者更好地了解如何优化石墨缠绕垫垫片的系数值，并提高其性能。
通过本文的研究，我们希望能够为石墨缠绕垫垫片的设计和选择提供有益的参考和指导，以确保工业设备和管道连接的可靠性和安全性。
同时，深入探讨石墨缠绕垫垫片系数的相关知识也有助于推动密封技术的发展和创新，促进工程领域的进步和改善。
1.2 文章结构文章结构部分的内容如下：本文主要分为引言、正文和结论三大部分。
在引言部分，将对石墨缠绕垫垫片的相关内容进行概述，并介绍文章的整体结构和目的。
在正文部分，将详细阐述石墨缠绕垫垫片的定义和特点，以及其在不同领域的应用。
最后，在结论部分，将强调石墨缠绕垫垫片系数的重要性，并分析影响其系数的因素。
引言部分将为读者提供对石墨缠绕垫垫片的整体了解，并明确文章的目的和结构，为后续的内容铺垫。
一、密封的分类：1、静密封：（1）根据工作压力：高压静密封、中压静密封、低压静密封（2）根据工作原理：法兰连接垫片密封、自紧密封、研合面密封、O形环密封、胶圈密封、填料密封、螺纹连接垫片密封、螺纹连接密封、承插连接密封、密封胶密封2、动密封：（1）根据密封面间是滑动还是旋转运动：往复密封、旋转密封（2）根据密封件与其做相对运动的零部件是否接触：A.接触式动密封a.按密封件的接触位置：圆周（径向）密封、端面（轴向）密封（机械密封）b.按密封原理：填料密封（毛毡密封、软填料密封、硬填料密封、挤压型密封、唇形密封）、油封密封、涨圈密封B.非接触式动密封：迷宫密封、动力密封（离心密封、浮环密封、螺旋密封、气压密封、喷射密封、水力密封、磁流密封等）C.无轴封密封（隔膜式、屏蔽式、磁力传动式）二、机械密封：机械端面密封是一种旋转传动件密封，是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。
主要部件是动环和静环，一个随主轴旋转，一个固定不动构成机械密封的基本元件：端面摩擦副（动环、静环）、弹性元件（弹簧）、辅助密封（O形圈）、传动件（传动销、传动螺钉）、防转件（防转销）、紧固件（弹簧座、压环、压盖、紧钉螺钉、轴套）静环，又称为非补偿环动环，又称为补偿环由补偿环、弹性元件和副密封等构成的组件称为补偿环组件。
机械密封分类：根据端面接触状态：接触式机械密封、非接触式机械密封、半接触式密封根据静环安装位置：内装式密封、外装式密封根据介质泄漏方向：内流型、外流型根据弹簧元件运动状态：静止式密封、旋转式密封根据密封流体在密封端面引起的卸载程度：平衡型密封、非平衡型密封根据弹性元件的结构和布置：单弹簧式密封、多弹簧式密封、波纹管密封、膜片密封根据密封端面数目：单端面密封、双端面密封、多端面密封根据载荷程度不同：平衡型、非平衡型、过平衡型机械密封计算：1、端面液膜压力：机械密封端面间隙液膜的承载能力。
（1）液膜静压力：当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内外径压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，使压力逐步降低Pm=λpPm -------端面上平均液膜静压力，Paλ----液膜反压系数p---密封流体压力（2）液膜动压力：机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍存在一定的波动，当两个端面彼此相对摩擦时，由于液膜作用会产生动压效应。
垫片的最大压溃应力垫片是一种常用于机械设备中的密封材料，主要用于填补设备之间的间隙，防止液体或气体泄漏。
垫片的最大压溃应力是指在承受最大复合载荷时，垫片受到的最大压缩应力。
这个参数非常重要，因为它直接影响垫片在使用过程中的稳定性和密封性能。
垫片的最大压溃应力与垫片的材料有关。
通常，垫片材料可以分为金属、橡胶、塑料等多种类型。
每一种材料都有其独特的力学性能和化学性质，因此对垫片的最大压溃应力有不同的影响。
金属垫片是最常见的一类垫片材料。
由于金属具有高强度和刚性，因此金属垫片通常具有很高的最大压溃应力。
一般来说，常用的金属垫片材料包括不锈钢、黄铜、铝等。
这些材料通常被用于高压、高温和强腐蚀的环境中。
橡胶垫片是另一种常见的垫片材料。
由于橡胶具有良好的弹性和柔软性，因此橡胶垫片通常具有较低的最大压溃应力。
橡胶垫片可分为天然橡胶、丁基橡胶和丙烯橡胶等多个品种。
这些材料主要用于低压、低温的环境中。
塑料垫片是一种新型的垫片材料。
由于塑料具有良好的韧性、耐磨性和化学稳定性，因此塑料垫片具有很高的最大压溃应力。
常用的塑料垫片材料包括PTFE、聚四氟乙烯等。
这些材料通常被用于高温、强腐蚀的环境中。
当设计垫片时，必须考虑到设备的工作条件和应力情况。
一般来说，垫片应该选择具有合适最大压溃应力的材料，以确保其在使用过程中不会破裂或折叠。
另外，垫片的厚度和外径也应该考虑到，以满足工作条件下的最大复合载荷。
总之，垫片的最大压溃应力是影响垫片使用性能的关键参数之一。
选择合适的垫片材料和设计合理的垫片结构，可以保证垫片在各种恶劣的工作条件下都能良好地发挥其密封性能。
一、垫片的常用术语1．有效宽度：法兰螺栓预紧后，被压紧部分的宽度叫基本密封宽度。
以bo表示(不同垫片具体数值可查阅GB/T 17186-1997)。
真正能起密封作用的垫片的宽度，称为垫片有效密封宽度，以b表示，其值按以下规定计算：当bo≤6.4mm时，b＝bo；当bo＞6.4mm时，b＝2.53 bo 1/2。
2．压缩率：指加载压缩后垫片厚度的变化百分比，它表征了垫片刚性。
3．回弹率：指压缩载荷卸除后垫片厚度的回复百分比。
它表征了垫片自补偿能力。
4．泄漏率：指在标准试验条件下，介质流体每秒钟通过垫片的泄漏量。
它表征了垫片对介质流体的密封能力。
5．最小预紧应力：压紧垫片使之产生变形从而填满法兰密封面间的微间隙所需要的最小应力，也称最小预紧比压，用符号y标示（各材质垫片具体数值可查阅GB/T 17186-1997）6．应力松弛：垫片在使用一段时间后，作用在垫片上的压紧力随垫片减薄而逐渐减小，这种应力减小的现象被称为应力松弛。
7．蠕变松弛：在螺栓法兰垫片连接中，垫片应力是由螺栓伸长转换成垫片应力的，因而垫片厚度的改变会引起螺栓伸长的变化，同时也改变了垫片应力，这种垫片螺栓的相互作用被称为蠕变松弛。
8．界面泄漏：垫片压紧力不足、法兰密封面粗糙、管道热变形、振动等造成垫片与法兰密封面之间贴合不严密，从而发生的泄漏。
9．渗透泄漏：非金属垫片使用中介质通过材料内部的空隙渗透出垫片的种类及特点垫片的验收标准四、垫片选型标准垫片类型结构、尺寸公差、性能、制造执行标准检验执行标准金属缠绕垫HG/T20610、HG/T20631、SH3407 JB/T7758.2、JB/T 6618、GB/T27793、GB/T12621、GB/T12622、GB/T12385金属波齿复合垫片GB19066-3 GB19066、GB/T12621、GB/T12622、GB/T12385金属齿形复合垫片HG/T20611 HG/T20611-2009、GB/T2520、GB/T3280、GB/T12622、GB/T 12621、GB/T 12385、GB/T 19675.2 金属包覆垫片HG/T20609、HG/T20630 GB/T 12622、GB/T 12385、GB/T 15601金属环垫SH3407 GB 699、GB 1220、JB 4726-4728、GB/T222、GB/T230.1、 GB/T 231.1非金属平垫SH3401 GB/T 12622、GB/T 12621、GB/T 12385聚四氟乙烯包覆垫片HG/T20607 SH3402、GB/T 12621、GB/T 12385附件二：表1常用接管法兰垫片选用表介质法兰公称压力MPa工作温度℃法兰型式垫片备注优先推荐允许使用材料油品、油气、溶剂*、石油化工原料及产品、一般化工介质1.6≤200 平焊（光）金属缠绕垫无石棉纤维橡胶垫、柔性石墨复合垫无石棉纤维橡胶板当介质为易燃、易爆、有毒或强渗透性时，采用凹凸面法兰201～250 对焊（光）金属缠绕垫柔性石墨复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）2.5≤200 平焊（光）金属缠绕垫无石棉纤维橡胶垫无石棉纤维橡胶板201～350 对焊（光）金属缠绕垫金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）351～450 对焊（光）金属缠绕垫金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）451～530 对焊（光）金属缠绕垫金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）4.0≤40 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）41～350 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属波齿复合垫06Cr13（06Cr18Ni9等）钢带+石墨351～450 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）视情况可用0Cr17Ni12Mo2 451～530 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）6.410.0≤450对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属齿形垫、金属波齿复合垫10、06Cr13、06Cr18Ni9 视情况可用0Cr17Ni12Mo2 对焊(梯形槽) 金属环垫10、06Cr13、06Cr18Ni9451～530对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属齿形垫06Cr13、06Cr18Ni9、06Cr17Ni12Mo2对焊(梯形槽) 金属环垫06Cr13、06Cr18Ni99、06Cr17Ni12Mo2低温油气 4.0 -20～0 对焊（光）金属缠绕垫柔性石墨复合垫石墨+金属骨架（10、06Cr13、06Cr18Ni9等）压缩空气 1.0 ≤150 平焊（光）橡胶垫无石棉纤维橡胶板惰性气体1.0 ≤60 平焊（光）橡胶垫无石棉纤维橡胶板4.0 ≤60对焊(光、凹凸)缠绕垫柔性石墨复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）10.0 ≤60对焊(凹凸) 缠绕垫金属齿形垫10、06Cr13对焊(梯形槽) 金属环垫10、06Cr13液化石油气1.6 ≤50 对焊（光）金属缠绕垫石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）2.5 ≤50 对焊（光）金属缠绕垫06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）续表145续表1介质法兰公称压力MPa 工作温度℃ 法兰型式垫 片 优先推荐 允许使用 材 料 蒸汽 0.3MPa 1.0 平焊（光） 平焊（光） 无石棉纤维橡胶垫 石墨复合垫 无石棉纤维橡胶板 1.0 MPa 1.6 对焊（光） 对焊（光） 金属缠绕垫 金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9） 2.5 MPa 4.0 对焊（光） 对焊(凹凸) 对焊（光） 对焊(凹凸) 金属缠绕垫 金属波齿复合垫 06Cr18Ni99钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）3.5MPa6.4 对焊(凹凸) 对焊(凹凸) 金属缠绕垫 金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9） 10.0 对焊(梯形槽) 对焊(梯形槽)金属环垫 06Cr13、06Cr18Ni9氢气、氢气与 油气混合物 4.0 ≤250 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属齿形垫、金属波齿复合垫 06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9） 251～450 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属齿形垫、金属波齿复合垫 06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9） 451～530 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属齿形垫、金属波齿复合垫 06Cr18Ni9钢带+石墨带、06Cr18Ni9、06Cr17Ni12Mo2 6.410.0 ≤250 对焊(凹凸) 金属缠绕垫金属齿形垫、金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨带，06Cr18Ni9、06Cr13、10对焊(梯形槽)金属环垫251～400 对焊(凹凸) 金属缠绕垫 金属齿形垫、金属波齿复合垫06Cr18Ni9钢带+石墨带06Cr18Ni9、06Cr13对焊(梯形槽) 金属环垫401～530 对焊(凹凸) 金属缠绕垫 金属齿形垫06Cr18Ni9钢带+石墨带，06Cr18Ni99、06Cr17Ni12Mo2 对焊(梯形槽)金属环垫介 质 法兰公称压力MPa 工作温度℃ 法兰型式 垫 片优先推荐 允许使用 材 料 对焊(梯形槽) 金属环垫79%～98%硫酸 0.6 ≤120 平焊（光） 橡胶垫 无石棉纤维橡胶板、耐酸碱橡胶板 稀硝酸≤55% ≤50 扩口活套 聚四氟乙烯包覆垫 聚四氟乙烯+无石棉纤维橡胶板浓硝酸≥93%≤86 铝管口翻边 聚四氟乙烯包覆垫 聚四氟乙烯+氯丁橡胶 硝酸60%～93% ＜60 耐酸钢平焊 聚四氟乙烯垫 聚四氟乙烯+无石棉纤维橡胶板 酸 渣 0.6 ≤120 平焊（光） 橡胶垫 无石棉纤维橡胶板10%～40%碱渣 1.0 ≤50 平焊（光） 橡胶垫 无石棉纤维橡胶板 氨 2.5 ≤150 平焊(凹凸) 金属缠绕垫 无石棉纤维橡胶板 对焊(凹凸) 金属缠绕垫 石墨+金属骨架（10、06Cr13） 水0.6MPa 0.6 ≤100 平焊（光） 橡胶垫 无石棉纤维橡胶板表2金属环垫和金属平垫选用67法兰密封面材质金属平垫/金属环垫材料牌号最高使用温度℃最大硬度HB相关技术要求10#、20# 软铁 450 901、金属垫材料硬度值宜比法兰材料硬度值低HB30-40。
螺栓法兰接头安全密封技术（四）——垫片密封应力——摘要：在法兰接头设计或选用中，垫片虽然成本相对较低，但在保证连接密封性能、控制泄漏要求方面起着重要的作用。
人们往往容易将泄漏的原因集中在垫片上，当然有垫片本身的原因，但更多的是法兰连接系统的设计或选用中存在的许多问题，最后通过垫片密封应力的降低表现了出来。
在法兰接头安装过程以及后续的各种使用过程中，垫片密封应力的大小和变化受到众多因素的影响。
当垫片的密封应力降低到低于设计要求的基准值时，其结果是导致法兰连接的密封失效、发生泄漏。
本文分析了引起垫片密封应力降低的影响因素及其原因，介绍了估算方法，提出要减小弥补这样的影响，维持法兰接头的密封状态，初始安装螺栓载荷应足够大。
同时螺栓也要有足够的强度，能承受相应的拉伸载荷及其可能的增加量。
前言螺栓连接法兰接头的强度和密封性能对于承压设备/装置以及管道系统的正常、安全运行非常重要。
法兰连接强度的保证，在承压设备行业（包括锅炉、压力容器、压力管道）长期以来都非常重视，当然这很重要，但对于其密封性能的保证或评估国内却较少有研究。
螺栓垫片法兰连接的泄漏途径，一个是通过垫片内部的渗透泄漏，另一个是通过垫片与法兰密封面之间的间隙的界面泄漏，界面泄漏是最难对付的。
通常，我们考虑通过选用不同材料和类型垫片用于不同的设计工况条件以及在垫片表面途密封剂量等方法，达到减少/控制泄漏的目的。
要控制法兰接头的泄漏，仅仅通过采用各种措施消除垫片与法兰密封面之间的间隙/泄漏通道是远远不够的，最重要的是无论在安装阶段、还是各种使用过程中，当螺栓/垫片有蠕变松弛产生、当有介质压力等外载荷/温度等作用下，垫片与法兰密封面上必须始终保持/维持有足够的压缩应力，本文称之为“垫片密封应力”。
所以，法兰接头的强度和密封需要通过螺栓提供足够的夹紧力和垫片密封应力，来承受介质压力或各种外载荷，保证垫片的密封应力在安装以及随后的各种工况条件下都维持在设计要求的基准值以上，才能获得有效的密封、控制泄漏。
在法兰接头设计选用中，虽然垫片的成本相对较低，但垫片是个核心的问题，在保证连接密封性能、控制泄漏达到设计要求中起重要的作用。
由于螺栓连接法兰接头的强度和密封性能受到诸多因素的影响，其复杂的力学和变形关系，涉及到一个专题领域，要消除/控制法兰接头的泄漏是困难的。
为了保证安全使用、控制泄漏，垫片必须正确选用设计、保证质量、正确地安装，在任何工况条件下法兰密封面和垫片接触表面之间应具有足够的压紧应力。
所以，垫片的密封应力（= 总的螺栓载荷力/垫片的压缩面积）是法兰接头密封设计/选用的关键性能参数。
1、垫片的蠕变松弛非金属垫片中，包括半金属垫片用填充材料或覆盖层，经常使用合成橡胶、PTFE等各种弹性材料。
这类材料的特点之一，是具有不同程度的蠕变松弛特性，它与温度、时间、初始应力水平、密封材料厚度等多种因素有关。
对于法兰接头，经常遇到垫片的蠕变松弛问题。
当安装/预紧达到密封设计要求的垫片，随着时间的推移，由于垫片的蠕变松弛行为，垫片密封面的压缩应力会降低/减少，并影响法兰接头的刚度。
当应力值下降到某一临界值以下时，即出现连接的密封失效或泄漏。
尤其在高温下长期使用，对垫片密封应力降低的影响更加明显（表1，缠绕垫片的常温和高温蠕便松弛性能数据）○7。
很多垫片都在一定温度下使用，但关于垫片的高温蠕变松弛性能的数据却不多。
应该说蠕变并不只是高温的现象，在低温下也会产生。
但由于温度低蠕变现象不明显，不容易察觉，但几乎所有的垫片多多少少有发生。
不同材料和结构类型的垫片，蠕变松弛程度不同，。
表2为几种垫片的常温蠕变松弛性能⑦。
表1 常温和高温蠕变松弛表2 垫片的蠕变松弛率垫片的蠕变松弛行为是影响螺栓法兰接头发生密封的主要原因之一。
用户经常碰到，使用PTFE材料为主的垫片需在法兰接头安装24小时后进行再拧紧的操作，以弥补由于垫片蠕变松弛引起的垫片压缩应力降低以及由此引起的螺栓紧固载荷的减少。
在非金属垫片中，橡胶类垫片安装后由于蠕变松弛引起垫片压缩应力的降低较大，石墨材料垫片相对较小，但垫片的蠕变松弛程度与配合的法兰密封面结构有关，即垫片的变形是否有约束。
图1为氟橡胶（Viton○R）垫片产品的实测应力松弛曲线，图2为柔性石墨垫片的实测应力松弛曲线⑨。
图3为增强柔性石墨板和具有石墨覆盖层波纹板的长期蠕变松弛性能①（实验），由图可见，1天后垫片的应力降低约为23%～59%。
(a) 有约束，垫片初始应力10500psi (b) 无约束图1 氟橡胶（Viton○R）垫片应力松弛曲线（硬度75）图2 柔性石墨垫片应力松弛（无约束）注：垫片A，增强柔性石墨板（316不锈钢钢板0.05mm，两侧石墨层厚0.79mm）垫片B，具有石墨覆盖层的波纹板（不锈钢波纹板0.76mm，两侧石墨层厚0.79mm，节距3.2mm）垫片C，具有石墨覆盖层的波纹板（不锈钢波纹板0.61mm，两侧石墨层厚0.79mm，节距3.55mm）图3 垫片的蠕变松弛性能EN1591法兰计算方法中，垫片蠕变松弛对于使用工况条件下垫片压缩应力的影响，用参数P QR表示。
P QR为垫片密封面的剩余压缩应力（使用条件）与初始压缩应力（安装状态）的比值，按EN13555:2004的方法测定，是表示垫片短期松弛性能的度量参数（4小时，未考虑长期松弛影响）。
表3为EN1591-2：2008中给出的P QR。
表3 P上述数据都是在一定时间内垫片试验的结果。
试验结果与实际使用存在有多大差别，以及垫片的蠕变松弛其对于垫片密封应力影响程度的确定的工程实用方法还有待进一步研究。
此外，由于垫片的非线性应力-变形（粘弹塑性），经历一次加载和卸载，垫片的密封应力增加和减小，即使螺栓夹紧力回到原来的水平，垫片的密封应力降低。
在垫片设计或选用计算时，考虑垫片的蠕变松弛对于法兰接头密封性能的影响，通常可以设定比较高的螺栓载荷、选用抗松弛性能好的或者新的高性能材料垫片、再拧紧（热拧紧）等措施，以减小垫片蠕变松弛的影响。
2、法兰或螺栓的蠕变/松弛（1）温度由于法兰或螺栓的蠕变松弛，会影响实际作用于垫片密封面的螺栓载荷大小。
但与垫片相比，螺栓和法兰蠕变松弛的影响相对较小。
但具体影响有多大、程度如何，目前也没有可以使用的规范方法计算确定。
在EN1591(EN13445-3附录G）中法兰接头的计算，也没有考虑到螺栓和法兰蠕变松弛对于法兰接头密封性能的影响。
究其原因可能是很少有螺栓选用设计用于其蠕变温度范围的应用实例。
图4为温度对螺栓材料的应力松弛的影响。
除了常温使用工况条件以外，法兰和螺栓之间存在有一定的温差，不同的热膨胀量会引起法兰接头中力/变形平衡的变化，从而引起垫片密封应力的变化。
必要时应考虑取一定的安全裕量，或进行使用条件下蠕变松弛的评估，来确定使用条件下垫片的实际压缩载荷。
通常，对于法兰和螺栓选用膨胀系数相近的材料，并正确安装的法兰连接，一般认为可以在260℃以下正常使用○11。
实际使用经验也表明①，静态或动态温度对于法兰接头密封性能的影响，大致相当于10%屈服强度的螺栓载荷的减少。
图4 B7/B16/B8M螺栓蠕变松弛曲线（2）螺栓的短期应力松弛螺栓的短期应力松弛会导致实际作用于垫片密封面载荷的减小。
不同于温度引起的材料的蠕变松弛行为，螺栓法兰接头在初始安装后，每个螺栓的预紧载荷/法兰接头夹紧力或多或少会有减少。
不考虑安装过程程序、方法等原因，也排除安装螺栓载荷超过材料屈服极限引起蠕变，主要原因是由于局部塑性变形，如螺母承压面与法兰背面之间、螺栓和螺母配合螺纹之间（螺母的第一个螺纹，螺纹配合面不平等）。
所以，大部分螺栓的短期应力松弛发生在安装拧紧后几秒钟或几分钟，在随后相当长时间内保持在一个较低的水平。
见图5所示。
螺栓短期应力松弛的大小和程度很难计算预测，大多数情况需通过实验大致确定。
按照NASa(1998)⑦提出的数据，由于螺栓的短期应力松弛，螺栓预紧载荷的损失大约在2%-10%。
一般，可以通过多次拧紧来减少其对垫片密封应力降低的影响。
对于螺栓来说，除了材料的蠕变松弛，其他任何导致安装螺栓载荷降低的因素，都将影响到垫片密封应力的变化。
通常考虑选用合适的螺栓材料，消除/减小螺栓蠕变松弛的影响。
图5 法兰接头安装拧紧后螺栓的短期松弛图6 法兰接头的转角变形3、法兰转角实际上法兰非完全刚性，安装时在螺栓预紧载荷作用下产生偏转，如图6所示。
垫片内径处（图6中B点）部分或全部卸载，垫片密封应力沿径向不均匀分布，垫片外径处（图6中A点）应力高于内径处的应力。
当有介质内压以及管道系统外载荷（外力、外弯距、温差等）作用时，将引起法兰转角变形的进一步增加。
同时，螺栓拧紧力降低。
此外，也就是说，法兰接头安装拧紧螺栓后，螺栓发生一定的拉伸变形。
在使用工况条件下，法兰的进一步偏转的影响，使螺栓伸长变形减少，拧紧载荷降低，导致垫片密封应力减小，从而对法兰接头密封产生不利的倾向。
这也可以用来解释在实际工程应用中，安装时施加了很高的预紧力的法兰接头，使用中螺栓并没有破坏。
研究发现，法兰转角变形过大，容易引起法兰接头的密封失效，引起泄漏。
垫片接触面密封应力的这种变化，大尺寸法兰接头比较小尺寸法兰接头要大。
图7所示为采用缠绕垫的带颈对焊法兰接头的FEA计算结果③。
分析表明，大直径法兰接头由于转角变形大，垫片密封面的应力分布不均匀程度更大。
即，随着法兰直径的增加，法兰的转角变形对于法兰接头密封性能的影响增加。
大尺寸法兰的刚度比尺寸法兰的刚度小，更加容易产生转角变形比如，大直径奥氏体不锈钢法兰（刚度小），容易偏转变形过大引起泄漏。
在ASME BPV VIII-2附录2中，对法兰安装时的转角变形有一个限制（法兰刚度）。
在EN1591(EN13445-3附录G）中，有安装和使用条件下法兰转角的计算，但计算方法复杂，也没有提出限制要求。
图7：垫片密封应力的径向分布注：r0：垫片内半径，σ0：垫片内径处密封应力。
4、介质内压、外载荷法兰接头安装预紧后，法兰、垫片、紧固件达到一个静态力/变形平衡状态。
垫片上压缩载荷F G = 螺栓预紧载荷F b，图8（a）所示。
在法兰接头设计或选用时，经常是仅考虑介质内压P的作用，其在法兰接头上产生一个轴向作用力W = 1/4ЛD2P。
如将由此产生的垫片压缩载荷的变化设为ΔF G，每个螺栓的拉伸载荷的变化为Δf b，则法兰接头达到新的力/变形平衡后垫片上的剩余压缩载荷为= Fb -ΔF G(卸载)。
图8（b）如果把螺栓载荷的变化Δf b与内压P引起的轴向载荷W/N的比值定义为载荷系数Φg （Φg = Δf b /（W/N）），可以看到，当Φg为正值，螺栓载荷增加，当Φg为负值时，螺栓载荷将降低。
实际使用工况条件下，除介质内压力以外，管道系统中还可能有外载荷（外力、外弯距、温度、压力脉动等）的作用，也有使法兰接头分离的趋势，从而引起垫片接触面实际压缩应力的降低，以及螺栓拉伸载荷的增加或减少，影响法兰连接的密封性能。
