法蘭墊片選擇指南：類型、材料與最佳實務

法蘭墊片透過在螺栓預緊力下壓縮，填補法蘭密封面表面的不平整來發揮作用。壓縮應力必須足夠高以形成密封，但又要足夠低以避免損壞墊片或法蘭。墊片還必須適應法蘭之間因熱膨脹、壓力引起的力以及外部管線載荷而產生的相對運動。選擇錯誤的墊片類型或材料會導致洩漏、逸散性排放以及潛在的系統故障。

非金屬墊片由可壓縮材料製成，通常用於低壓和低溫應用。橡膠（彈性體）墊片適用於最高 400°F 的低溫、低壓工況。PTFE 墊片在最高 500°F 的廣泛 pH 值範圍內提供優異的耐化學性。柔性石墨墊片可承受高達 850°F 的高溫，並具有良好的耐化學性。壓縮非石棉纖維（CNAF）墊片是適用於中等工況條件的常見通用型選項。非金屬墊片的主要限制是壓力承載能力較低，以及在高壓下有被吹出的風險。

墊片類型	最高溫度	最高壓力等級	耐化學性	相對成本
彈性體 (NBR, EPDM)	400°F	150	良好（視介質而定）	低
PTFE	500°F	300	優異（耐所有化學品）	中
柔性石墨	850°F	600	良好（避免強氧化劑）	中
CNAF	700°F	300	良好（一般工況）	低

半金屬墊片結合了金屬的機械強度與軟質填充材料的密封特性。纏繞墊片是最常見的半金屬類型，由金屬帶和填充材料交替層疊纏繞成螺旋形狀。它們通常包含內環和外環，用於定心和加強。金屬包覆墊片在金屬外殼內部設有軟質填充芯。齒形組合墊片具有帶槽的金屬芯，並覆蓋石墨或 PTFE 層。半金屬墊片適用於最高 Class 1500 的中高壓和高溫應用。

金屬墊片為關鍵工況提供最高的密封完整性。環形接頭墊片是專為 RTJ 法蘭密封面設計的實心金屬環。它們在螺栓載荷下變形進入凹槽，形成金屬對金屬的密封。可提供橢圓形和八角形截面，以適應不同的凹槽設計。實心金屬平墊片用於極端溫度或壓力應用。墊片材料必須比法蘭材料軟，以防止法蘭表面損壞，並且金屬材料的選擇必須考慮與法蘭材料的電偶腐蝕相容性。

溫度範圍通常是主要因素：彈性體最高 400°F，PTFE 最高 500°F，石墨最高 900°F，金屬最高 1800°F。化學相容性至關重要：PTFE 適用於侵蝕性化學品，石墨適用於鹼，不鏽鋼適用於一般腐蝕性工況。壓力能力遵循一個等級體系：非金屬墊片最高 Class 300，半金屬墊片最高 Class 1500，金屬墊片適用於 Class 2500。成本也遵循相同的模式：非金屬最經濟，金屬最昂貴。

ASME B16.20 涵蓋金屬和纏繞墊片的尺寸，而 ASME B16.21 涵蓋非金屬平墊片。墊片的內徑和外徑必須與法蘭密封面尺寸相匹配。對於纏繞墊片，內環提供定心並防止向內坍塌，而外環則作為壓縮限位。正確的墊片尺寸確保墊片在螺栓圓內正確就位，並使密封應力均勻分佈。

安裝新墊片前，徹底清潔兩個法蘭密封面並檢查是否有損壞。按照交叉上螺栓的順序施加正確的螺栓扭矩，以確保墊片均勻壓縮。切勿超過墊片製造商建議的壓縮極限，因為過度壓縮會損壞墊片並導致洩漏。每次重新組裝接頭時，務必使用新的墊片，並確保在擰緊前墊片正確定位在螺栓圓中心。遵循這些做法將最大限度地提高接頭的完整性和使用壽命。

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