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答:垫片强制密封有两个条件:即预密封条件和操作密封条件。预密封条件的意义是:法兰的密封面不管经过多么精密的加工,从微观来讲,其表面总是凹凸不平的,存在沟槽。这些沟槽可成为密封面的泄漏通道。因此必须利用较软的垫片在预紧螺栓力作用下,使垫片表面嵌入到法兰密封面的凹凸不平处,将沟槽填没,消除上述泄漏通道。为此在垫片单位有效密封面积上应有足够的压紧力。此单位面积上的压紧力,称为垫片的密封比压力(单位为MPa),用y表示。不同的垫片有不同的比压力。垫片材料愈硬,y愈高。操作密封条件的意义是:经预紧达到预密封条件的密封面,在内压作用下,由于压力的轴向作用,密封面会产生分离,使垫片与密封面间的压紧力减小,出现微缝隙,内压介质有可能通过缝隙产生泄漏。为保证其密封,必须使垫片与密封面间保持足够大的流体阻力,只有当其阻力能大于由介质内外压差引起的推动力时,垫片方能密封而不产生泄漏。由于垫片与密封面间的流体阻力与垫片压紧力成正比,为此在垫片与密封面间必须保持足够大的压紧力,以确保其缝隙足够的小而使流体阻力足够的大。使垫片与法兰密封面间保持足够大的阻力使密封面不发生泄漏时,施加于垫片单位有效密封面积上的压紧力与其内压力的比值,称为垫片的垫片系数,以m表示。不同的垫片有不同的m值,且m随垫片的硬度增大而增大。垫片在螺栓预紧时承受最大的压紧力,有可能被压缩成塑性变形而失去回弹能力,当法兰密封面在介质压力作用下产生分离时,垫片不能产生回弹去“贴紧”密封面,使其间不能保持足够的接触力(即垫片压紧力)而引起泄漏。因此,垫片在预紧时,既要压紧以使其单位有效密封面积上的压紧力不小于y值,又不能使其压紧力过大以防止被压成塑性变形。对平面密封的情况,为防止垫片被压成塑性变形应控制垫片预紧压紧力不大于4y。垫片在预紧时,如果单位有效密封面积上的压紧力小于y,会使“泄漏通道”不能消除,而达不到预密封要求;相反,当垫片预紧力过大(>4y)时,由于垫片失去弹性,会使垫片在内压作用时产生泄漏。垫片计算中的垫片最小宽度的校核就是出于这一目的。但此校核允许以经验替代,即垫片的最小宽度可按经验确定(参考有关垫片标准决定)。当无经验时,建议对其进行校核,以确保密封的可靠性。
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