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更新時間:2022-08-04
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σc對應的(de)點就是zui小(xiao)有(you)效壓(ya)緊應力,它是一個(ge)極限(xian)值(zhi),在工程應用加需加一定(ding)的(de)安(an)全系數。把加了安(an)全系數的(de)zui小(xiao)有(you)效壓(ya)緊應力,作為選用和(he)計算(suan)密封墊的(de)設值(zhi),簡稱(cheng)y值(zhi)。
y值是密(mi)封(feng)墊的(de)固(gu)有值,只與密(mi)封(feng)墊本(ben)身的(de)材料,形狀有關,而與介質(zhi)的(de)種類及內壓(ya)的(de)大小(xiao)無(wu)關。y值通(tong)常由密(mi)封(feng)墊生(sheng)產廠在樣(yang)本(ben)或(huo)產品說明書(shu)中給出(chu)。或(huo)者有關部門根據長期使用經驗規定出(chu)標(biao)準值。
但y值并未反映(ying)管內工(gong)作(zuo)介(jie)質工(gong)作(zuo)壓(ya)力的影響,所(suo)以(yi)用(yong)作(zuo)選用(yong)密封墊(dian)的準則是不完善的,還需引用(yong)另一個重要參數——墊(dian)片系數m。
內壓(ya)的(de)影響主要表現(xian)在使(shi)(shi)壓(ya)緊(jin)墊片(pian)(pian)(pian)的(de)螺(luo)栓伸長,從而使(shi)(shi)法(fa)蘭結合(he)面間的(de)間隙增大,使(shi)(shi)預緊(jin)狀態(tai)下的(de)墊片(pian)(pian)(pian)回(hui)彈(dan),墊片(pian)(pian)(pian)的(de)變形量減小(xiao)(xiao)。因此在zui小(xiao)(xiao)預緊(jin)壓(ya)應力作用下,墊片(pian)(pian)(pian)能封住一定的(de)內壓(ya)(σc對應的(de)橫(heng)坐標值),但當(dang)內壓(ya)超(chao)過此值時墊片(pian)(pian)(pian)就不能達到密封。
當管道(dao)無內(nei)壓(ya)(ya)時,預緊力(li)是由螺栓壓(ya)(ya)緊形成的。螺栓受拉(la)力(li)、設總拉(la)力(li)為Fb0,墊片受壓(ya)(ya)力(li),壓(ya)(ya)緊力(li)的大小與螺栓拉(la)力(li)大小相等,方(fang)向相反。在數(shu)值(zhi)有Fg0=Fb0(見圖4-4a)。
內壓作(zuo)用后(hou)使法(fa)蘭(lan)分離(li),于是(shi)對螺栓附加了(le)一(yi)個拉力,其值為(見圖(tu)4-4b):
式(shi)中 De——墊片的有效直徑
于是,在泄漏開始發(fa)生(sheng)時,墊片的有效壓(ya)緊應力與內壓(ya)之(zhi)比
m——“墊(dian)(dian)片系(xi)數(shu)”,它與墊(dian)(dian)片種(zhong)類(lei)、尺寸(cun)、形狀、環境(jing)溫度、介質壓(ya)力及法蘭密封面的表(biao)面粗糙(cao)度等因素(su)有關。表(biao)4-1所示為幾種(zhong)密封墊(dian)(dian)片的試驗數(shu)據。
表4-1 墊片系數m試驗值(介(jie)質為水(shui))
| 墊(dian)片種類(lei) | 預緊壓應力 σgo(MPa) | 泄漏開(kai)始時(shi)壓(ya)力 pi(MPa) | 有效壓緊應力 σg(MPa) | 墊(dian)片系數 m=σg/pi |
| 橡膠密封(feng)墊(試件(jian)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(jiao)板試件尺寸(cun): 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(試件尺(chi)寸(cun): 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(rao)密封(feng)墊試件尺(chi)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m是設計、選(xuan)擇(ze)密封(feng)墊的(de)重要(yao)參數。保證密封(feng)的(de)必(bi)要(yao)條件是:
實際(ji)上,在設計密(mi)封墊時,密(mi)封墊的zui小壓緊壓應(ying)力y和(he)墊片系(xi)數m必須同時得到滿(man)足(zu),即應(ying)符合(he)下列條件:
式中 Ae——有效承壓(ya)面積。
這(zhe)里(li)Ag和pi在使(shi)用條(tiao)件下是(shi)給定的,而墊片系數(shu)m和y值可在表4-1和密封產品樣本中查閱(yue),因此用式(shi)就能計算墊片的尺(chi)寸。