1垫片的功能和材料1.1功能垫片广泛应用于工程机械和柴油机的管道和机壳结合面的静密封。能防止流动介质(气体、冷却水、润滑油、齿轮油、液压油、制动液等)的泄漏。)用其弹性变形填充零件结合面的凹凸不平，切断泄漏通道，增加泄漏阻力，或承受内外压力差。如气缸盖、正时齿轮室盖、油底壳、喷油泵侧盖、柴油机进排气管、变速箱盖、转向器侧盖、桥壳后盖、主减速器壳等。工程机械底盘。1.2材料根据材料的不同，垫片分为三种：非金属垫片、非金属和金属垫片、金属垫片。常用的材料有橡胶、皮革、石棉、纸、软木、聚四氟乙烯、钢、铁、铝、铜和不锈钢。棉、麻、石棉、纸、皮革等纤维素材料制成的垫片。组织疏松，致密性差，纤维间有微小间隙，易被流动介质浸湿。在压力的作用下，流动介质通过这些微小的缝隙从高压侧向低压侧渗透，形成渗流泄漏(约占总泄漏量的10% ~ 20%)。1.3密封垫片泄漏的形式和原因3360接口泄漏有三种类型。界面渗漏的原因是：结合面粗糙变形；垫片未压紧；结合面紧固螺栓伸长、变形或松动；垫圈发生塑性变形。界面泄漏约占总泄漏的80% ~ 90%；老化、开裂、变质等。材料的不良会导致垫片的破坏性泄漏，但安装和使用不当是主要原因；如上所述，流动的介质渗透到细微的缝隙中，导致由纤维素材料制成的垫圈泄漏。1.4常用垫片的种类和适用范围常用垫片的种类、结构、材料和适用范围见表1。表1常用密封垫片种类及适用范围、形式种类、材料、适用范围、压力/MPa温度/ 润滑油和燃油垫片牛皮或油浸、蜡、合成橡胶、合成树脂-60-100水、油、空气等软质PVC垫片 1.660酸碱稀溶液和氨水； 含氧化性蒸气和气体的聚四氟乙烯垫片3.0-聚四氟乙烯板类油橡胶石棉垫片高压橡胶石棉板中压橡胶石棉板低压橡胶石棉板6.04.01.5450350200空气、压缩空气、蒸汽、氨、水、海水、冷凝水、液氨、98%硫酸、35%盐酸、盐类、硝胺液、硫铵液聚苯乙烯生产介质耐油橡胶石棉板4.0400)、油气、溶剂(包括丙烷、丙酮、苯、苯酚、醛、异丙醇)、浓度小于30%的尿素、氢气、硫化催化剂、润滑油、碱性聚四氟乙烯覆膜垫片、聚四氟乙烯覆膜橡胶石棉板或橡胶板油型组合垫片由金属丝(网)石棉垫、铜(钢或不锈钢)丝和石棉交织而成。内燃机缠绕垫片，金属带：铜，铝，08(15)钢，2cr13，0cr13，1cr18ni9ti非金属带3360石棉，聚四氟乙烯，陶瓷纤维等。6.4 877600蒸汽。烧碱、酸、碱、液化气、水、包金属平垫金属：铜、低碳钢、铝、不锈钢、合金钢非金属3360石棉板、棉绒石棉板、聚四氟乙烯板、陶瓷纤维6.4600蒸汽、氢气、压缩空气、天然气、油品、溶剂、重油、丙烯、烧碱、酸属垫片 金属密封垫 金属平垫片 紫铜，铝，铅，软钢，不锈钢，合金钢 1.33×10-10~20 ≈600 蒸气，氢气，压缩空气，天然气，油品，溶剂，重油，丙烯， 烧碱，酸，碱，液化气，水 金属齿形垫片 08(10)钢，铝，合金钢，1Cr13(0Cr13) ≥4.0 ≈600 蒸气，氢气，压缩空气，天然气，油品，溶剂，重油，丙烯， 烧碱，酸，碱，液化气，水 金属八角垫 10钢，1Cr13，合金钢，不锈钢等 ≥6.4 ≈600 蒸气，氢气，压缩空气，天然气，油品，溶剂，重油，丙烯，烧碱，酸，碱，液化气，水 金属透镜垫 金属椭圆垫 2 石棉橡胶密封垫 石棉橡胶密封垫包括普通石棉橡胶密封垫、耐油石棉橡胶密 封垫、增强石棉橡胶密封垫、石棉钢片密封垫、混合石棉橡胶密 封垫和复合石棉橡胶密封垫等。 2.1 普通石棉橡胶密封垫 普通石棉橡胶密封垫是用石棉、橡胶、结合剂等经辊压而成 的各种零件结合面间所用的密封垫，如发动机汽缸垫、管道法兰 盘密封垫等。普通石棉橡胶密封垫因配料、工艺、性能及用途不 同分为高压石棉橡胶密封垫(如XB450)、中压石棉橡胶密封垫 (如XB350)和低压石棉橡胶密封垫(如XB200)三种。其中高压石 棉橡胶密封垫可以用来密封高温(450℃)、高压(6MPa)的流动介 质，中压石棉橡胶密封垫可用于温度350℃、压力4MPa的流动介质的密封;而低压石棉橡胶密封垫只用于一般低压冷却水或蒸气 的密封。 普通石棉橡胶密封垫单张成型厚度一般为≤3mm。 2.2 耐油石棉橡胶密封垫 耐油石棉橡胶密封垫是以石棉、耐油橡胶和结合剂为主要材 料经辊压而成的密封垫，有Ny300型和Ny 400型两种。Ny300型耐油石棉橡胶密封垫适用于中 小功率发动机燃油系、润滑系及冷却系的密封，而Ny 400型耐油石棉橡胶密封垫可用于温度400℃、压力4MPa的油料、溶剂、碱 类介质的密封。 耐油石棉橡胶密封垫单张成型厚度有1、2、3mm三种。 2.3 增强石棉橡胶密封垫 增强石棉橡胶密封垫是由石棉橡胶板和一层或多层镀锌钢丝 网(或不锈钢丝网)组成，分为耐油增强和高压增强两种。钢丝网夹在石棉橡胶中，以增加拉伸强度，使之承受高压和高温。 增强石棉橡胶密封垫单张成型厚度一般不超过3mm。 2.4 石棉钢片密封垫 石棉钢片密封垫是两面为耐油石棉橡胶板，中间夹入冲眼不 锈钢片作骨架，经压制、硫化、表面均匀涂敷润滑剂的密封垫。耐 油石棉橡胶板为未经硫化的一面光滑、另一面拉毛，厚度约0. 5mm。不锈钢片厚度为0.2mm、孔眼直径0.1~1mm、孔眼排列为 每100mm36~40孔。目前，石棉钢片密封垫多使用在体积小、质 量轻、功率大的高速二冲程发动机上。 2.5 混合石棉橡胶密封垫 混合石棉橡胶密封垫是由耐油石棉橡胶板、普通石棉橡胶 板、增强石棉橡胶反以及钢架石棉板等复合加工而成的密封垫， 可用于各种状态的零件结合面如光滑面、凹凸面及榫槽面等密封，性能优越，但结构复杂，制 造成本高。 2.6 复合密封垫 复合密封垫是充分发挥聚四氟乙烯和非金属材料的优点， 利用普通石棉橡胶板和增强石棉橡胶板等制成的密封垫，具有耐 高温、耐高压(11~45MPa)、弹性好、强度高、垫片系数(开始发生 泄漏时密封垫的有效压紧力与内压之比)小等优点，其结构如图 所示。 复合垫片 1-聚四氟乙烯;2-石棉橡胶板 3 密封垫的选用 3.1 选用原则 密封垫的选用原则是，对于要求不高的场合可凭经验选用， 不合适时再更换。但对那些要求严格的场合，如压力爆发、可燃 气体温度高、有腐蚀性的流动介质、流速高且有一定压力和温度 的管道等，则应根据工作压力、工作温度、流动介质腐蚀性以及 零件结合面的状态和形状来选用。 一般来说，常温低压条件下选用非金属软密封垫，中压高温 时选用金属与非金属组合的密封垫或金属密封垫;在温度和压力较 大波动条件下，应选用弹性好的或自紧式密封层;在低温、腐蚀性 介质或真空条件下，应选用具有特殊性能的密封垫。 3.2 选用密封垫的影响因素 由上述可知，零件技术状况及工作条件、密封垫材料及密封 性能等对合理选用密封垫有一定影响，现举例一二予以说明。 1)零件结合面状态。零件结合面状态不同，要求使用的密封 垫也不同。例如:光滑的零件结合面，一般应选用低压、软质和较 薄的密封垫;高压工作条件下、零件强度足够时应选用厚而软的密 封垫，不宜采用金属密封垫。因为这时要求的压紧力过大，导致 螺栓较大的变形、零件压紧力减小，反而使密封垫有效性下降。只 有在零件结合面狭窄而光滑的情况下可使用金属密封垫，因为此 时在相同螺栓拧紧力的情况下密封垫有较大的压紧力，可以保持 足够的密封度。 2)零件结合面粗糙度。这对密封效果影响很大，特别是当采 用非软质密封垫时。这是因为零件结合面粗糙度大是造成泄漏的 主要原因之一。软质密封垫对零件结合面粗糙度要求较低，这是因为它容易变形，能堵住两零件 结合面微凸体相互接触而形成的泄漏通道，从而保证了良好的密 封效果。 3)零件结合面与密封层的硬度差。使用密封垫的目的是使密 封垫产生弹性或塑性变形，以填补零件结合面的微小凹凸不平， 阻止流动介质的泄漏发生。因此应使密封垫硬度低于零件硬度， 二者相差越大，实现密封就越容易。例如，当使用金属密封垫时， 为了保证良好的密封效果，应尽可能选用较软的材料，使金属密 封垫硬度比零件硬度40HRS以上为宜。 4)黑色金属零件结合面应选用铜质金属密封垫，而不能采用 铝质金属密封垫，以免黑色金属零件遭受电腐蚀损坏。 为便于各种条件下合理选择密封垫，以获得对流动介质良好 密封效果，现将密封垫选用标准列于表2中。 表2 密封垫选用标准 介 质 公称压力P/MPa 介质温度t/C 密封面形式 选用垫片名称 垫片材料 油气，油品，液化气， 氢气，硫化催化剂， 溶剂(丙烷、丙 酮、 苯、酚、醛、异丙醇)， 小于25%的尿素 ≤1.6 ≤200 光滑式 耐油橡胶石棉垫片 耐油橡胶石棉板 ≤1.6 201~300 光滑式 缠绕式垫片 08(15)钢带，石棉带 2.5 ≤200 光滑式 耐油橡胶石棉垫片 耐油橡胶石棉板 4.0 ≤200 光滑式 (凹凸式) 1.缠绕式垫片 2.波形铁包石棉垫片 08(15)钢带，石棉带，马口铁，石棉板 2.54 201~450 2.54 451~600 缠绕式合金垫片 0Cr13(1Cr13)或2Cr13合金钢带，石棉带 6.4~16.0 ≤450 梯形槽式 (椭圆槽式) 1.椭圆形截面钢垫圈 2.八角形截面合金钢垫圈 08(10)钢 451~600 1Cr18Ni9(1Cr18Ni9Ti)合金钢 蒸气 10.2 ≤250 光滑式 (凹凸式) 1.缠绕式垫片 2.波形铁包石棉垫片 08(15)钢带，石棉带，马口铁，石棉板 2.54 251~450 10.0 450 梯形槽式 (椭圆槽式) 1.椭圆截面钢垫圈 2.八角形截面钢垫圈 08(10)钢 水 6.4~16.0 ≤100 盐水 ≤1.6 ≤6.0 光滑式 橡胶垫片 橡胶板 ≤150 橡胶石棉垫片 中压橡胶石棉板 气态氨，流态氨 2.5 ≤150 凹凸式 空气，压缩空气，惰性气体 ≤1.6 ≤200 光滑式 ≤98%硫酸， ≤35%盐酸 ≤1.6 ≤90 光滑式 液碱 ≤1.6 ≤90 光滑式 1.橡胶石棉垫片 2.橡胶垫片 中压橡胶石棉板，橡胶板
