三种柔性石墨复合垫片的密封结构形式与性能研究

　　近年来，国内外的科研人员很多在努力研究柔性石墨复合垫片，并开发新型密封结构形式，以增强其应用范围和密封性能。当前，主要研究的复合垫片形式主要有金属石墨缠绕式垫片，金属波齿复合垫片和金属接触型石墨垫片。
　　1 金属石墨缠绕式垫片
　　金属石墨缠绕式垫片是柔性石墨复合垫片的典型结构之一。其本体部分是用 V型、 U型或 W型断面的金属缠绕带与石墨缠绕带带在同一芯轴上交替层叠缠绕而成的，可分为带内环、带外环、带内外环的缠绕式垫片，分别适用于不同的法兰密封面，如表 1 所示。钢带主要作为支撑构架，以保证垫片的抗压强度，而石墨带则保证密封的可靠性。石墨缠绕式垫片的主要特点就是能够形成多道密封，压缩回弹性能好，而且可以通过不同结构和工艺参数的选用，适合不同的需求。

　　国内很多科研人员在石墨缠绕垫片方面做了大量研究工作， 主要包括对垫片密封性能研究和工艺参数及结构的改进。南京工业大学顾伯勤等人对不锈钢柔性石墨缠绕垫片的基本性能和高温性能分别进行了研究，得到了表征垫片压缩回弹特性、 蠕变性能和密封性能的曲线及拟合计算公式，为螺栓法兰连接设计和石墨缠绕垫片的选用提供了依据。吉林化工学院陈庆等则对 V型垫片的结构进行了研究和改进， 通过改变参数进行试验，找出参数对其性能影响的规律性，结果表明: 随着径向压紧力的增大， 回弹率增大， 泄漏率降低，压缩率降低。陈庆之后又在 V 形结构的基础上获得 W 形结构的弹性变形公式， 且验证了W 型石墨缠绕垫片的回弹性能优越于 V 形， 且强度和刚度较大， 在高压、 危险工况、 预紧载荷较大的法兰连接系统条件下使用更加安全可靠。
　　2 金属波齿复合垫片
　　柔性石墨金属波齿复合垫片主要是由是由带多道同心圆波齿的金属骨架和柔性石墨复合而成，其结构型式分为基本型