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更新時間:2022-08-04
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σc對應的(de)點就是zui小有效壓(ya)緊應力,它(ta)是一個極限值,在(zai)工程應用加需加一定的(de)安(an)全(quan)系(xi)數。把加了安(an)全(quan)系(xi)數的(de)zui小有效壓(ya)緊應力,作為選用和計算密封墊的(de)設值,簡稱y值。
y值是密封墊(dian)(dian)的(de)固(gu)有值,只與(yu)密封墊(dian)(dian)本(ben)身的(de)材料(liao),形狀有關(guan),而與(yu)介(jie)質的(de)種類及內壓的(de)大小無關(guan)。y值通常由密封墊(dian)(dian)生產廠在樣本(ben)或產品(pin)說明書中給出(chu)(chu)。或者有關(guan)部門根據長期使用經驗規定(ding)出(chu)(chu)標準值。
但y值并未反映管內工作介質(zhi)工作壓力的(de)(de)影響,所(suo)以(yi)用(yong)作選(xuan)用(yong)密封墊的(de)(de)準則是不(bu)完善的(de)(de),還(huan)需引用(yong)另一個重要參數——墊片(pian)系(xi)數m。
內壓(ya)的(de)影響主(zhu)要(yao)表現在(zai)使(shi)(shi)壓(ya)緊墊片(pian)的(de)螺(luo)栓伸長,從而使(shi)(shi)法蘭結合面間的(de)間隙增(zeng)大,使(shi)(shi)預緊狀態下(xia)的(de)墊片(pian)回彈,墊片(pian)的(de)變形量減小。因(yin)此(ci)(ci)在(zai)zui小預緊壓(ya)應(ying)力作(zuo)用(yong)下(xia),墊片(pian)能(neng)封住一定的(de)內壓(ya)(σc對應(ying)的(de)橫坐標值(zhi)),但當內壓(ya)超過此(ci)(ci)值(zhi)時墊片(pian)就不能(neng)達到(dao)密封。
當管道無(wu)內壓(ya)時,預緊(jin)力(li)是由螺栓壓(ya)緊(jin)形(xing)成的。螺栓受拉(la)(la)力(li)、設總拉(la)(la)力(li)為Fb0,墊片受壓(ya)力(li),壓(ya)緊(jin)力(li)的大小與螺栓拉(la)(la)力(li)大小相(xiang)(xiang)等,方向相(xiang)(xiang)反。在(zai)數值有Fg0=Fb0(見圖4-4a)。
內壓作用后(hou)使(shi)法(fa)蘭分離,于是對螺栓(shuan)附加了(le)一個拉力,其(qi)值為(見(jian)圖4-4b):
式中(zhong) De——墊(dian)片的有效直徑
于是,在泄(xie)漏開始(shi)發生時(shi),墊片的有(you)效壓緊(jin)應(ying)力(li)與內壓之比
m——“墊片系(xi)數(shu)”,它(ta)與墊片種類(lei)、尺寸、形狀、環境溫度、介(jie)質壓力(li)及法蘭密封面的(de)表面粗(cu)糙度等因(yin)素有關。表4-1所示為幾種密封墊片的(de)試驗數(shu)據。
表4-1 墊(dian)片系(xi)數m試驗值(介質為水(shui))
| 墊片種類 | 預緊壓應力 σgo(MPa) | 泄漏開始(shi)時壓力(li) pi(MPa) | 有效壓(ya)緊應力 σg(MPa) | 墊片系數(shu) m=σg/pi |
| 橡膠(jiao)密(mi)封墊(試件尺寸: 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 |
| 石棉橡膠板試件尺寸: 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(dian)(試(shi)件尺寸(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 |
| 纏繞密封墊試件尺寸: 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(pian)系數(shu)m是設計、選擇密封(feng)墊的(de)重要參數(shu)。保證密封(feng)的(de)必要條件是:
實際(ji)上,在設計密封墊時,密封墊的(de)zui小壓緊壓應力y和墊片(pian)系數m必(bi)須(xu)同時得到(dao)滿足(zu),即應符合(he)下列條件:
式中 Ae——有效承壓(ya)面(mian)積。
這里Ag和pi在使用條件(jian)下是給定(ding)的,而墊片系(xi)數m和y值可在表(biao)4-1和密(mi)封(feng)產(chan)品樣本中查(cha)閱,因此(ci)用式就能計算墊片的尺(chi)寸。