密封垫的特征参数
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为了正确地进行密封垫的设计，必须保证表征密封垫的性能的两个重要参数满足工作要求。这两个参数是最小有效压紧力设计值Y和垫片系数m。
（1）最小有效压紧力设计值Y密封垫是靠外力压紧而产生弹性或塑性变形，从而填满法兰面上微小的凸凹不平来实现密封。如果压力太小，垫片没有压紧就不能止漏。但压紧力太大往往又会使垫片产生过大的压缩变形甚至破坏。为了正确地使用垫片，必须采用能恰好保证密封的最小压紧力。
图29.3-2是垫片工作时的变形情况。开始压缩阶段，垫片压紧力F随着压缩量δ的增长而迅速增大，当达到（F0，δ0）点后卸载，载荷一开始接近直线下降，然后斜率逐渐减小，至较低应力时，压力和回弹量的关系是非线性的，垫片有一定的回弹能力。即外加压紧力为F0，垫片的初压缩量为δ0。设垫片的受压面积为Ag，则垫片所受的平均预紧压应力σg0为 
此时管内无内压（见图29.3-2a）。 
图29.3-2 密封垫工作时变形情况若管道内压pi（见图29.3-2b）
，总压力为，方向与F0相反。在此压力作用下，垫片被放松回弹，回弹量为δ，垫片上的压紧应力减小为 
通过实验，可以得出密封垫的密封特性曲线（图29.3-2）。压紧后的垫片放松到一定程度时即出现泄漏，在密封特性曲线上反映这一点的是σc。也就是说垫片密封所需的最小压紧应力小于σc时，垫片不能做到有效的密封，所以σc是垫片密封与未密封的分界点（也称为“漏点”），是压紧程度的最低极限。
在图29.3-3的下方是内压作用下的有效压紧应力曲线。σc对应的点就是最小有效压紧应力，它是一个极限值，在工程应用时应加以一定的安全系数。把加过安全系数的最小有效压紧应力，作为选用和计算密封垫时的设计值，简称Y值。
Y值是密封垫的固有值，只与密封垫本身的材料、形状有关，而与介质的种类及内压的大小无关。通常密封垫生产厂都在样本或产品说明书中给出Y的推荐值，或者各部门根据长期使用经验规定出标准值。
密封的最小有效压紧应力设计值Y并没有反映管道内介质工作压力的影响，因而作为选用密封垫的准则是不完善的，还需引用另一个重要参数—垫片系数m。
（2）垫片系数
内压的影响主要表现在使压紧垫片的螺栓伸长，因而法兰面之间的间隙增大，使预紧状态下的垫片回弹，垫片的变形量减小。因此，在最小预紧压应力σc的作用下，垫片能封住一定的内压（σc所对应的横坐标点），但当内压超过此值时垫片就不能做到密封。
当管道无内压时，预紧力是由螺栓压紧形成的。螺栓受拉力，设总拉力为Fb0，垫片受压力，压紧力的大小与螺栓拉力大小相等，方向相反。在数值上有Fg0=Fb0（见图29.3-4a）。
内压作用后使法兰分离，于是对螺栓附加了一个拉力，其值为（见图29.3-4b） 
图29.3-3 垫片的密封特性式中 De—垫片的有效直径
于是，在泄漏开始发生时，垫片的有效压紧应力与内压之比 
图29-3-4 垫片的作用力m称为“垫片系数”。它与垫片的种类、尺寸、形状、环境温度、介质压力以及法兰密封面的表面粗糙度等因素相关。表33.2-1所示为几种密封垫片的试验数据。
垫片系数m是设计、选择密封垫的重要参数。保证密封的必要条件是： σg≥mpi （29.3-5）实际上，在设计垫密封时，密封垫的最小压紧应力Y和垫片系数m必须同时满足，即应符合下面条件 σg≥Aepi（Y-mpi） （29.3-6）式中 Ae—有效承压面积
这里Ae和pi在使用条件下是给定的，而垫片系数m和Y值可以在表29.3-14和密封垫产品样本中查到，因此利用式（29.3-6）就能计算垫片的尺寸。 表29.3-14 垫片系数m试验值（介质为水）
垫片种类预紧压应力σg0/MPa泄漏开始时压力pi/MPa有效压紧应力σg/MPa垫片系数m=σg/pi橡胶密封垫（试件尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）5.401.52.461.64橡胶密封垫（试件尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）7.182.53.271.63橡胶密封垫（试件尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）15.05.04.800.96石棉橡胶板尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）2.090.31.525.10石棉橡胶板尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）4.260.72.934.20石棉橡胶板尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）10.03.34.971.65石棉橡胶板尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）20.08.07.200.91纸垫尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）2.090.60.921.53纸垫尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）2.420.71.061.51纸垫尺寸：φ75mm×φ61mm×1.6mm）3.961.21.621.35缠绕密封垫尺寸：φ60mm×φ48mm×5mm）10.00.59.118.2缠绕密封垫尺寸：φ60mm×φ48mm×5mm）20.00.618.931.6缠绕密封垫尺寸：φ60mm×φ48mm×5mm）30.01.128.025.5缠绕密封垫尺寸：φ60mm×φ48mm×5mm）40.02.335.012.0缠绕密封垫尺寸：φ60mm×φ48mm×5mm）50.06.438.76.2缠绕密封垫尺寸：φ60mm×φ48mm×5mm）60.010.042.34.2