金属垫片 高温压缩及回弹性能

和常温条件一样，垫片高温压缩及回弹性能通过试验测定，以不锈钢柔性金属缠绕垫片 的试验为例，选定五个温度等级分别为l5、150、300、400、500。C，在恒定的试验温度下，垫片应力由较低到高逐级加载，选定的垫片应力等级分别为40、55、70、85 MPa，可以得到不同温度等级下垫片应力和变形量之间的关系。

试验温度为500℃时垫片的压缩一回弹曲线，显示出垫片的塑：陛变形量DG随压紧应力SG的增大而增大，压缩曲线和回弹曲线均非直线且不重合，具有非线性和非保守性。各应力等级下的压缩曲线形状较为相似，并且比较靠近，回弹曲线近似平行。
垫片应力等级为85 MPa时，不同温度下的压缩一回弹曲线。同一温度不同应力等级下的压缩曲线采用分段截取的方法组合而成，回弹曲线则为较高应力等级下的曲线。由图可知：温度越高，回弹曲线越陡，这说明随着温度的升高，垫片回弹毹力会逐渐下降。
垫片压紧应力SG和温度T是影响垫片压缩回弹性能的重要因素。垫片压紧应力越大，则垫片的变形量越大；不同温度下压缩和回弹时的弹性模量不同，温度上升，其回弹量减小。高温下材料的屈服限降低、塑性变形量增大、蠕变加剧，回弹性能下降。实际工况下，如果垫片回弹量小到不足以补偿介质压力、温度和法兰附加载荷引起的密封面的分离时，可能导致泄漏率的增大，甚至不能保证连接系统的紧密性要求，这也是高温工况下连接容易泄漏的重要原因之一。

(1)由图1可看出，A1B2C3组合下的缠绕垫片性能好，而石棉垫片压缩率偏低，这是因为柔性石墨带的密度较小，强度高，具有良好的柔软性和回弹性，综合性能优良。而石棉带则含有结晶水，在一定的制造工艺条件下容易被压实，使得垫片刚性增大，致使在相同预紧载荷下，压缩率较低，但石棉的回弹性较好。

(2)由于缠绕垫片的强度、刚度与工艺参数密切相关，故降低图1曲线中的缠绕压紧力，即组合A1B2C2。图2曲线表明，降低缠绕压紧力后，压缩率提高，回弹率下降。PTFE缠绕垫片的回弹率低于其他2种，原因在于PTFE材料受压后易冷流，受热易蠕变，具有优良的密封性能和耐蚀能力，但自身回弹能力较差。由于石棉的自身特点，随工艺参数的改变，压缩-回弹性能波动较大，在图2条件下，石棉缠绕垫片与石墨缠绕垫片的压缩率相差不多，而回弹率相差较大。

(3)在A2B2C2条件下柔性石墨缠绕垫片产生了明显的屈服平台，大量实验均证明，屈服限为60～70 MPa，见图3。而在A2B2C3条件下并无此现象，主要是随工艺参数的提高，垫片强度提高的缘故。在这一组合下，PTFE缠绕垫片不达标。试验证明，这一V型结构与PTFE交替缠绕，无论怎样改变工艺参数,性能均不好。石棉缠绕垫片的压缩率偏低，可以适当降低参数C，但回弹率有所下降。当将C2降至C1时，石棉缠绕垫片的压缩率和回弹率均达标，但不高。

(4)从图4曲线可以看出，石墨缠绕垫片发生了明显的屈服平台，其屈服极限为50～60 MPa，试验再次证明，随着钢带V型角度的减小，石墨缠绕垫片产生屈服的可能性增大，屈服极限值亦降低。另外，多次试验证明，在这一条件下，即使组合好的工艺参数，石棉缠绕垫片的压缩回弹性能也没有多大改善，而PTFE缠绕垫片的效果较好。