如何使用半金属垫片？

非金属材料具有柔软性和可压缩性好，制成的垫片预紧比压小，容易与法兰表面紧密贴合等优点。其主要缺点是强度低、回弹性差、不适合高温、高压场合。所以，结合金属材料强度高、弹性好、耐高温的特点，通过合理选择金属、非金属材料和垫片结构，可以制成压缩回弹性能好、强度高、耐腐蚀、抗高温、密封可靠的金属-非金属组合垫片。除了有金属骨架增强的柔性石墨复合垫片外，缠绕式垫片、金属包覆垫片、波齿复合垫片等在阀门行业得到了极为广泛的应用。

（1）柔性石墨复合垫使用条件（对柔性石墨中的卤素含量有严格要求） 见表6-25。

表6-25 柔性石墨复合垫使用条件

（2）金属包覆垫片使用条件 金属包覆垫片是以非金属材料为芯材，切成所需要的形状，外面包以厚度为0.25～0.5mm的金属材料组成的一种复合垫片。

金属薄板可根据材料的弹塑性、耐热性和耐蚀性选取。其材料主要有铝、软钢、不锈钢、钛和蒙乃尔合金等；作为包覆垫片中的芯材，一般有无石棉板或无石棉橡胶板、聚四氟乙烯、柔性石墨板材及陶瓷纤维等。

金属包覆垫片的主要特点是：具有与包覆金属相同的耐腐蚀性和相近的耐热性的非金属带柔性填充材料，使垫片能在较低的压紧力下达到较好的密封效果。此外，这种垫片还能制成各种形式的异形垫片，例如椭圆形、方形、带肋形或更复杂的形状，以满足各种类形阀门密封的要求。与非金属软垫片相比，这种垫片在经常拆卸的条件下不易损坏，不沾污、不腐蚀法兰密封面，而且具有较高的强度。

根据包覆状态，一般分为平面型包覆和波纹型包覆两种。金属包覆垫片的技术性能及使用条件见表6-26和表6-27。

表6-26 金属包覆垫片的技术性能

表6-27 金属包覆垫片的使用条件

（3）金属缠绕式垫片 金属缠绕式垫片是金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属垫片。其特性是：压缩、回弹性能好；具有多道密封和一定的自紧功能，对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感，不粘接法兰密封表面，容易对中，因而拆装便捷；可部分消除压力，温度变化和机械振动的影响；能在高温、低温、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下，保持其优良的密封性能。

专为中高压的法兰密封设计的垫片，采用成形金属带与高性能非金属密封带相间缠绕而成（A型），根据法兰形式配备内加强环（B型）、外加强环（C型）或内外加强环（D型）。

1）组成

① 金属带。金属带剖面形状通常有“W”形和“V”形两种，“W”形金属带回弹性能优于“V”形，但加工困难，所以国内外大多采用“V”形金属带。

金属V形带同时具有夹持非金属填料的作用，保证非金属填料处于稳定的受压状态以防止流失，从而使垫片对法兰密封表面始终保持足够的压紧力。金属带的厚度为0.15～0.23mm。

金属带常采用的不锈钢材料有304、304L、316、316L、317L、347、321等，特种合金有Monel400、Hastelloyc、Inconel600、钛材等。(www.xing528.com)

② 非金属带。缠绕垫片的非金属填料起密封作用，因此非金属填料必须具有耐高温、高压的性能及稳定的化学性质。非金属填料主要有石棉（应符合环保标准）、柔性石墨、聚四氟乙烯、非石棉纤维、陶瓷材料，非金属填充材料厚度为0.4～0.8mm。

③ 加强环。内加强环材料与金属带材料相同，外加强环在安装过程中具有定位的作用，因此也称作定心环。材料通常用碳钢，并经过防锈处理。在外加强环的内径上往往开槽以夹持垫片主体。内、外加强环对提高垫片性能有一定影响。由于金属带的断面形状使垫片获得一定的弹性，再加上内外环，则当基本型垫片受压时，外环和内环分别处于受拉和受压状态，当基本型垫片载荷下降时，内、外环储藏的能量释放，提高了垫片的回弹力，增加了垫片对温度、压力变化的适应能力；同时，内、外加强环的存在，能够保证垫片有足够的强度，在外加螺栓载荷过载时，不被压溃。

2）结构。缠绕式垫片由预压成形的金属带及非金属填料带紧密贴合、相互交替重叠、螺旋缠绕压制而成，故也称作螺旋垫片。

对于完工的垫片，在垫片的两个密封面上填料基本上同缠绕金属一样高，但不能低于缠绕金属。

内缠绕带至少应有三层没有填充物的预制金属带，开始的两层应沿圆周最少点焊3处，最大间距为75mm，外缠绕带层亦最少应有3层没有填充的预制金属带，沿圆周最少点焊3处，最后的焊点为终端焊点。

从终端焊点到前一个焊点的距离不应大于35mm，终端焊点后再加绕3～4圈松弛的预制金属缠绕带可用来装配外环时调整间隙和定位。

缠绕式垫片使用条件见表6-28。

表6-28 缠绕式垫片使用条件

（续）

（4）金属齿型/波齿型复合垫片 金属齿型/波齿型复合垫片，由特殊构造的金属骨架与柔性石墨或聚四氟乙烯等无石棉非金属材料复合而成，金属骨架上、下表面呈锯齿状的同心圆沟槽，从而形成了具有良好变形量的金属骨架层（相对称或相对交错平面金属骨架）；金属骨架的上、下表面各复合一层适当厚度的无石棉非金属材料。

金属齿型/波齿型复合垫使用条件见表6-29。

表6-29 金属齿型/波齿型复合垫使用条件

① 也可以采用其他齿形环和覆盖层材料，但应在订货时说明。

② 用于氧化性介质时≤450℃。