垫片性能参数y和m是如何定义的?其物理意义是什么?使用中要注意什么问题?

垫片比压力y与强制密封的预密封条件相联系。预密封条件的意义是:法兰的密封面从微观上讲都是凹凸不平的，存在沟槽，这些沟槽可成为密封面的泄漏通道，因此必须在预紧螺栓力作用下，使垫片表面嵌人到法兰密封面的凹凸不平处，消除上述泄漏通道。为此，在单位垫片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。垫片材料越硬，y值越高。

垫片系数与强制密封的操作密封条件相联系。操作密封条件的意义是:经预紧达到预密封条件的密封面，在内压力作用下，由于压力的轴向作用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，由于垫片与密封面间的流体阻力与垫片压紧力相关，为此，在垫片与密封面之间必须保持足够大的残余压紧力，以确保其间保持足够大的阻力。在临界泄漏时，垫片单位面积比压的剩余值(即垫片单位面积上的残余压紧力)与密封压力p的比值为垫片系数m。

垫片比压力y和垫片系数m是反应垫片密封性能的两个基本参数，其值仅与垫片类型和材料有关。y和m值大，表明垫片实现密封较难，反之则容易实现密封。

法兰的适用压力、温度、垫片品种是以长期使用实践及经验决定的。国外配管及容器规范都强调指出:标准管法兰在其标准规定的范围内使用，不需要再经计算校核。法兰计算方法仅用于非标法兰的设计。Waters法兰计算中的y、m代表了在特定的计算方法下各种垫片材料相对性能的参数。国外大量的实验资料表明: y、m值与实际垫片的密封性能和螺栓拧紧要求存在巨大的差异。正因为法兰接头的密封计算目前尚存在着许多问题，因此标准管法兰的适用范围及其结构尺寸按目前的计算结果进行调整是不可信赖的，是以长期使用经验决定的。计算只代表了它的相对合理性。

原作者：压力容器设计与研究
来 源：微信公众号
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