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更新時間:2022-08-04
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σc對應的(de)點就(jiu)是zui小有效壓緊(jin)(jin)應力(li),它是一個極限(xian)值,在(zai)工程應用(yong)加需加一定的(de)安全系數。把(ba)加了(le)安全系數的(de)zui小有效壓緊(jin)(jin)應力(li),作(zuo)為(wei)選用(yong)和(he)計算密封墊的(de)設值,簡稱y值。
y值(zhi)(zhi)是密(mi)(mi)(mi)封(feng)墊(dian)(dian)的固有(you)值(zhi)(zhi),只與(yu)密(mi)(mi)(mi)封(feng)墊(dian)(dian)本身的材料,形(xing)狀有(you)關(guan),而與(yu)介(jie)質的種類及內壓(ya)的大小無關(guan)。y值(zhi)(zhi)通常由(you)密(mi)(mi)(mi)封(feng)墊(dian)(dian)生產廠(chang)在樣本或產品說明(ming)書中給出。或者有(you)關(guan)部門根據長期使用經(jing)驗規(gui)定出標準值(zhi)(zhi)。
但y值并(bing)未(wei)反映管內工作介質工作壓力的影響,所以用作選用密(mi)封墊的準則是不完善的,還需(xu)引用另一個重要參(can)數(shu)——墊片(pian)系數(shu)m。
內壓(ya)的(de)影響主要表現在使(shi)壓(ya)緊墊片(pian)的(de)螺栓伸長,從而使(shi)法蘭結合(he)面間的(de)間隙增大,使(shi)預緊狀(zhuang)態下的(de)墊片(pian)回彈,墊片(pian)的(de)變形量減小。因(yin)此在zui小預緊壓(ya)應力(li)作(zuo)用下,墊片(pian)能(neng)封住一(yi)定的(de)內壓(ya)(σc對(dui)應的(de)橫坐標值(zhi)(zhi)),但當(dang)內壓(ya)超(chao)過此值(zhi)(zhi)時墊片(pian)就不(bu)能(neng)達到密封。
當管道無(wu)內(nei)壓時,預緊力是由螺栓壓緊形成(cheng)的(de)。螺栓受拉(la)力、設(she)總拉(la)力為Fb0,墊片受壓力,壓緊力的(de)大(da)小與螺栓拉(la)力大(da)小相等,方向相反(fan)。在數值有Fg0=Fb0(見圖4-4a)。
內壓作用后使法蘭(lan)分(fen)離,于是對螺(luo)栓附加(jia)了一個拉力,其值(zhi)為(見(jian)圖4-4b):
式中 De——墊片(pian)的有效直徑
于(yu)是,在泄(xie)漏(lou)開始發生時,墊片的有(you)效(xiao)壓(ya)緊(jin)應力與內壓(ya)之比
m——“墊(dian)片(pian)系數”,它與墊(dian)片(pian)種類、尺寸(cun)、形狀、環境溫(wen)度、介(jie)質(zhi)壓力(li)及(ji)法蘭密(mi)封面的表面粗糙(cao)度等因(yin)素(su)有關。表4-1所示為幾種密(mi)封墊(dian)片(pian)的試驗數據。
表(biao)4-1 墊片系數m試驗值(介質為水(shui))
| 墊(dian)片種類 | 預緊壓應力 σgo(MPa) | 泄漏開始時壓力(li) pi(MPa) | 有效壓緊應力 σg(MPa) | 墊片系(xi)數 m=σg/pi |
| 橡膠(jiao)密封(feng)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(xiang)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(zhi)墊(試件尺寸: 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 |
墊片系數m是(shi)設計、選(xuan)擇密(mi)封墊的重要參數。保證(zheng)密(mi)封的必要條件是(shi):
實際(ji)上,在設計密封墊(dian)時(shi),密封墊(dian)的(de)zui小(xiao)壓緊壓應(ying)力y和墊(dian)片系數m必須同時(shi)得到滿足,即應(ying)符(fu)合下(xia)列(lie)條件(jian):
式中 Ae——有效承(cheng)壓面積。
這里Ag和pi在使用條件下是給定的(de),而墊(dian)片系(xi)數m和y值(zhi)可在表4-1和密封產品(pin)樣本中查閱,因此用式就能計算墊(dian)片的(de)尺寸。