法兰垫片基础知识试题

金属垫片的类型：

R型 椭圆垫或八角垫

RX型 自激型垫片

BX型 用于API spec 6A 法兰

适用材质

金属垫通常有以下材质：

: · 软钢

 低碳钢

 不锈钢

 Monel®

 Inconel®  Incoloy®  Hastelloy®

材质的硬度

在装配垫片时，必须注意的是，金属垫必须要比法兰软，这样，垫片才能被挤压变形，而不会产生沟槽。

如果使用了比法兰硬的垫片，可能会伤害法兰。

因此，金属垫的最大硬度如下表：

材质 HB Max. HRB Max.

软钢 90 56

低碳钢 120 68

5Cr1/2Mo 130 72

304 SS 160 83

316 SS 160 83

347 SS 160 83

410 SS 170 86

R型金属垫片 R型椭圆垫是最早的金属垫，其后发展出R型八角垫。 在现代的平面凹面法兰上，这两种垫片是可以互换的。但在传统的圆型凹面法兰上，只能便用椭圆垫。 R型金属垫可用于， ***E B16.5标准的最大6250psi压力，或API 6A标准下的5000psi压力。

R型椭圆垫

R型八角垫

公称通径 等级和标准

1/2 – 24 inch 150 – 2500 ***E B16.5

和 BS1560

26 – 36 inch 300 – 600 MSS SP44

和 BS3293

26 – 36 inch 900 MSS SP44

1-1/2 – 20 inch API Spec. 6A

RX型金属垫片

RX型金属垫片是根据 API 6A 和 ***E B 16.20制造的，符合API 6B 和***E16.5法兰的垫片。 RX是根据现代平面凹面法兰设计的，可以和R型垫片互换。但是，由于RX型垫片明显比R型要高，将

导致更大的法兰紧合距离。

按照***E B 16.5 标准，RX型垫片最大压力可达 6250psi，按照 API 6A，RX型的最大压力可达5000psi。 要根据情况选择适合的压力通道孔，使得密封面获得平衡的压紧力。

hgt20614-2009钢制管法兰、垫片、紧固件选用配合

HGT20614-2009是关于钢制管法兰、垫片、紧固件选用的标准。以下是关于该标准的一些基本信息：1.标准名称：HGT20614-2009钢制管法兰、垫片、

紧固件选用配对2.标准编号：HGT20614-2009

3.发布机构：化工行业

4.实施日期：XXXX年XX月XX日该标准规定了钢制管法兰、垫片、紧固件选用的基本原则和要求。它适用于化工、石油、医药、食品等行业的管道连接。在选用钢制管法兰、垫片、紧固件时，需要遵循以下原则：1.与管道系统的设计压力、温度、材料、使用环境等相适

应。2.与连接方式、尺寸相匹配。

3.考虑到耐腐蚀性、耐磨损性、耐高温性等因素。4.考虑到安装和维护的方便性。

此外，该标准还规定了不同类型和规格的钢制管法兰、垫片、紧固件的选用范围和使用要求。在选择时，需要根据具体的

应用场景和需求进行选择和搭配。

需要注意的是，HGT20614-2009是化工行业的标准，对于其他行业或领域，可能存在其他适用的标准和规范。因

此，在选用钢制管法兰、垫片、紧固件时，还需要根据具体情况进行查阅和参考。

标准与规范　石油化Ｔ设备技术，２０１４，３５（２）・５７・　Ｐｅｔｒｏ—Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　

法兰计算方法和垫片性能参数　

蔡暖姝　

（中石化上海工程有限公司，上海２０００４０）　

摘　要：法兰接头的泄漏是承压设备的主要失效模式之一，如何控制法兰连接的泄漏率在允许范围内是　工程界广泛关注和重视的问题。文章介绍了非标法兰连接的计算方法和发展动态，对比分析了不同计算方　法在工程应用中的特点和需注意的问题，指出保证法兰接头密封设计的关键在于垫片性能参数与泄漏率和　垫片应力的内在关系。　关键词：法兰连接垫片　性能参数　密封泄漏控制　

法兰连接是一种在压力容器和压力管道工程　

设计中应用非常广泛的可拆式连接形式。保证连　

接的强度安全和密封安全是对法兰接头设计提出　的最基本要求。因此，法兰计算需要解决三个主　

要问题：首先，需确定安装时螺栓的预紧应力水　

平。预紧力的大小，与所使用的垫片密封性能有　关。就是说垫片在预紧和操作状态下达到密封设　

计要求时所需要的最小垫片应力，与法兰接头的　

承载强度以及所作用载荷的变化有关；其次，需进　

行密封分析计算，以保证法兰接头在预紧、试验及　

操作条件下都满足设计要求的密封等级，以控制泄　漏率在允许范围内；最后，需进行应力分析计算，以　

防止法兰接头在静载荷作用下发生强度破坏。　

在法兰连接中，最常见的失效形式是泄漏，而　影响法兰接头泄漏最核心的组件是垫片。因此，　

垫片的密封性能参数在法兰计算中起着非常重要　

的作用。而且，只有获得真实的垫片密封性能参　

数，才能真正达到上述三个计算目的。由于垫片　

的密封性能参数一般由试验确定，所以，试验方法　标准同样非常重要。　

１　压力容器和压力管道法兰计算方法发展　法兰接头是由一对法兰、垫片和若干紧固件　

组成的一个复杂结构，是一个静不定结构，组件之　

间相互作用、相互影响。其中的组件材料，如垫　

片，具有弹塑性和蠕变特性等，这样使得法兰接头　从预紧一试验～操作状态整个过程很难进行定量　

法兰密封面的常见形式

中、低压法兰常用密封面形式有平面、凹凸面及榫槽面三种。1.平面法兰

该种法兰的密封面是一光滑平面，有时也在密封面上车有二条界

面为三角形的同心圆沟槽（俗称水线）。

适用于平面法兰的垫片有各种非金属平垫片、包覆垫、金属包垫、

缠绕式垫片（可同时带内环或外环或内外环）。由于结构简单、加工

方便，便于防腐衬里的施工，故可在公称压力p＜2.45MPa时使用。

在0.588MPa压力以下、温度不高的场所尤为适宜，但这种密封面

与垫片接触面积较大（特别是管道用宽面法兰），所需压紧力大，安

装时垫片不宜定位。预紧后，垫片易向两侧伸展或移动。故如聚四氟

乙烯等摩擦系数较小的垫片，不宜采用该种密封面。另外，如使用缠

绕垫片，为了重复利用垫片，密封面上不车制三角槽。

2.凹凸面法兰

该法兰密封面由一凹面和一凸面组合而成，垫片放置在凹面内，

其适用的垫片有：各种非金属平垫、包覆垫、金属包垫、缠绕垫片（基

本型或带内环的）、金属波形垫、金属平垫、金属齿形垫。

与平面法兰相比，凹凸面法兰中垫片不易被挤出，装配时便于对

中，工作压力范围比平面法兰宽，用于密封要求较严的场合。但对于

操作温度高，封口直径大的设备，使用该种密封面时，垫片仍存在被

挤出的可能。例如某换热器，压力2.45MPa，温度250℃，使用纯铝平垫片。纯铝最高使用温度为425℃，其密封应该可靠。事实上，

换热器投入运转不久就出现泄漏，二次紧固后也仅维持一段时间。经

停车检查，发现垫片内径发生显著变形。其原因是纯铝的塑性良好，

250℃时的屈服强度约是常温下的15%，延伸率高达4～5倍，这

就是说在高温下铝垫的压延、蠕变现象严重。因此垫片和法兰面之间

无法保持所需要的密封比压，故必须更换垫片材质或采用榫槽面法兰

以及带有两道止口的凹凸面法兰（如高压密封中，金属平垫所采用的

法兰面结构）予以解决。

3.榫槽面法兰

该法兰密封面由一榫槽面和一槽面配合组成，垫片置于槽内。适

用垫片有：金属及非金属平垫、金属包垫、缠绕垫（基本型）等。与