垫片选用技术导则-20120914.doc

垫片选用技术导则
第一部分 垫片的标准
HG/T20606-2009 　 钢制管法兰用非金属平垫片
HG/T20607-2009　　钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片
HG/T20609-2009　　钢制管法兰用金属包覆垫片
HG/T20610-2009　　钢制管法兰用缠绕式垫片
HG/T20611-2009　　钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫
HG/T20612-2009　　钢制管法兰用金属环形垫
HG/T20614-2009　　钢制管法兰、垫片、紧固件选配规定（PN系列） 
HG/T20627-2009 　钢制管法兰用非金属平垫片
HG/T20628-2009　　钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片
HG/T20630-2009　　钢制管法兰用金属包覆垫片
HG/T20631-2009　　钢制管法兰用缠绕式垫片
HG/T20632-2009　　钢制管法兰用具有覆盖层的齿形组合垫
HG/T20633-2009　　钢制管法兰用金属环形垫
SH3401-96　　 管法兰用石棉橡胶板垫片
SH3402-96　 　管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片
SH3403-96　 　管法兰用金属环垫
SH3407-96　 　管法兰用缠绕式垫片
JB/T87-1994 管路法兰用石棉橡胶垫片
JB/T88-1994 管路法兰用金属齿形垫片
JB/T89-1994 管路法兰用金属环垫
JB/T90-1994 管路法兰用缠绕式垫片
JB/T4718-1992 管壳式换热器用金属包垫片
JB/T4719-1992 管壳式换热器用缠绕垫片
JB/T4720-1992 管壳式换热器用非金属垫片
JB/T4704-2000 非金属软垫片
JB/T4705-2000　 缠绕式垫片
JB/T4706-2000 金属包垫片
GB/T 4622.1～3-2009缠绕式垫片
GB/T 19675.1-2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片 尺寸
GB/T 19675.2-2005 管法兰用金属冲齿板柔性石墨复合垫片 技术条件
GB/T 19066.1-2003 柔性石墨金属波齿复合垫片 分类
GB/T 19066.2-2003 柔性石墨金属波齿复合垫片 尺寸
GB/T 19066.3-2003 柔性石墨金属波齿复合垫片 技术条件
GB/T 9128-2003 钢制管法兰用金属环垫 尺寸
GB/T 9130-1988 钢制管法兰连接用金属环垫 技术条件
GB/T 20671.1-2006 非金属垫片材料分类体系及试验方法
BSEN12560-2001（中文版）法兰及其连接件法兰用垫片（英制）
ASME B16.21-2005 管法兰用非金属平垫片

第二部分 垫片制造厂商的选择要求
1、 压力容器、压力管道用垫片的生产厂商必须取得国家技术监督局颁发的特种设备制造许可证，具备完善的制造、检验手段，通过ISO9000系列质量体系认证，并在石油石化行业拥有良好业绩。
2、 物资采购部门组织密封垫片入库后的质量检查，内容包括合格证、材质证明、规格型号等等。对于关键设备的密封垫片及有特殊材质要求的密封材料，生产厂应提出必要的复验要求，复验由物资供应中心负责组织并参照相应的制造标准进行，抽样检查验收的数量每批不得少于一件。
第三部分 垫片选用
3、 垫片的型式和适用范围应符合设计文件以及国家和相关行业现行有效标准的规定，垫片材质及使用标准的变更需经二级单位设备副总工程师审批。
4、 选择垫片的影响因素很多，通常应在保证安全运行的前提下，尽量选用价格便宜、制造容易、 安装和更换都比较简便的垫片。
5、 垫片的厚度，视具体情况而定。一般来说，如果密封面加工良好，压力不太高时，宜选用薄垫片。但内压力较高的情况下，垫片太薄，对应于螺栓的伸长，垫片的回弹太小，不能达到必要的复原量易产生泄漏，故压力较高时，应选用较厚的垫片。
6、 为了确保垫片互换性，在选型时应尽量统一规格、材质，在考虑满足使用要求同时，还应尽量归并规格和材料，切忌不必要的多样化。
7、 气体介质、压力较高的场合，不允许使用不带包边的高强石墨垫片，榫槽面法兰不允许使用波齿垫片。
8、 要照顾特殊要求，如某种介质不允许微量纤维混入，就不要选用石棉橡胶板和其它纤维性垫片。某些部位振动很大，就要选用抗振性强回弹性大 、经久耐用的垫片。
9、 剧毒、易爆、强腐蚀、污染性强的介质和有害气体，不允许使用石棉橡胶垫片。
10、 液化气球罐底部接管的阀门、法兰的垫片应选用带有金属保护圈的缠绕垫片（凸凹面法兰的垫片应带内加强环）；
11、 当选用金属垫片时，应在完全退火状态下使用，尽可能选用较软的金属材料，垫片的硬度宜比法兰密封面的硬度低HB30～40。
12、 进口设备（包括仪器仪表）上垫片更换原则是型式及材料原样更换。因特殊原因垫片形式或材料需更换时，需经二级单位设备副总工程师审批。
13、 垫片的型式和材料应根据流体、使用工况（压力、温度）以及法兰接头的密封要求选用。法兰密封面型式和表面粗糙度应与垫片的型式和材料相适应。
14、 石棉或柔性石墨垫片用于不锈钢或镍基合金法兰时，垫片材料中的氯离子含量不得超过50PPm。
15、 柔性石墨材料用于氧化性介质时，最高使用温度应不超过450℃。
16、 公称压力小于或等于1.6MPa的法兰，采用缠绕式垫片、金属包覆垫片等半金属垫或金属环垫时，应选用带颈对焊法兰等刚性较大的法兰结构型式。
17、 在选用垫片尺寸时，应注意保证非金属平垫垫片内径或缠绕垫内环内径不得低于法兰内径，如使用上要求垫片（或内环）内径与法兰内径齐平时，应向垫片制造厂提供法相应的法兰内径作为垫片内径，但应保证垫片足够的承压宽度。
18、 对温度、压力有变化的场合或存在振动、冲击的场合应采用具有良好回弹特性的垫片，如波齿复合垫或缠绕式垫片（带内、外环）。
19、 石棉橡胶板垫片
建议一般只应用于温度、压力不高的非重要设备场合，石棉橡胶作为垫片应综合考虑，谨慎选用。石棉垫片不应用于极度或高度危害介质和高真空密封场合。
管道用石棉垫片的厚度一般为1.5～3mm，薄垫片使用压力高，但需要密封压力大，厚垫片的回弹性优于薄垫片，比较容易密封，垫片比压力值亦较低，但厚度超过3mm，对泄漏率变化不大，且压力较高时易挤出。
20、 聚四氟乙烯垫片
聚四氟乙烯垫片具有能耐包括酸，碱，溶剂等各种化学介质的腐蚀，而且具有洁净不污染等特点，
纯聚四氟乙烯垫片因其具有冷流性能和热蠕变特点，其使用压力一般不大于4.0MPa，使用温度一般不超过150℃。其密封面型式宜采用全平面、凹面、凸面或榫面、槽面。
但聚四氟乙烯包覆垫片能克服一般聚四氟乙烯垫片无弹性、易冷流的缺点，因而性能更好。聚四氟乙烯包覆垫片不应用于真空或其嵌入层材料易被介质腐蚀的场合。一般采用PMF型、PMS型对减少管内液体滞留有利，PFT型用于公称尺寸大于或等于DN350的场合。
21、 缠绕式垫片
（1）缠绕式垫片的适用范围：
①石化行业sh3407-96规定的公称压力范围为PN 1.0～25.0MPa，温度范围为：不锈钢带和特制石棉带缠绕垫片-50～500℃；不锈钢带和柔性石墨带缠绕垫片-196～800℃（氧化性介质≤600℃）；不锈钢带和聚四氟乙烯带缠绕垫片为-196～200℃。
②化工行业标准HG20160-2009规定缠绕式垫片适用于公称压力PN 1.6～16.0MPa，温度范围为：不锈钢带和特制石棉带缠绕垫片的最高温度为500℃；不锈钢带和柔性石墨带缠绕垫片的最高温度为650℃（氧化性介质≤450℃）；不锈钢带和聚四氟乙烯带缠绕垫片的最高温度为200℃。
(2)缠绕式垫片所采用的金属带硬度建议为HV≤150，当用于奥氏体不锈钢法兰密封时，缠绕垫片中的非金属填料中的氯离子含量应控制在100ppm之内。
（3）在选用时应根据法兰的型式选择相应的垫片型式，平面型和凸面型法兰推荐选用带内、外环型或外环型缠绕垫，凹凸面型法兰推荐选用带内环型缠绕垫。
（4）缠绕式垫片一般只适用于中压以上的法兰，如在低压法兰上使用可能因螺栓力不足而无法获得应有的密封效果。建议优先选用膨胀石墨缠绕式垫片。
(5)内环材料应具有与金属带材料同样或更高的耐腐蚀性能，不锈钢材料应符合GB/T3280或GB/T4237的规定。除另有特殊规定外，对中环可采用碳钢，碳钢可采用GB/T11253或GB/T912的规定，并经喷涂、电镀或其他表面处理
（6）基本型缠绕垫片只适用于榫槽法兰，Class600、Class900、 Class1500、Class2500以及采用PTFE为填充材料的垫片应使用内环。
22、 柔性石墨复合垫片
柔性石墨复合垫片的最高工作压力为6.3MPa，最高工作温度取决于金属芯板材料，对于低碳钢和不锈钢芯板分别为450℃和650℃（用于氧化性介质时为450℃）。
柔性石墨复合垫片适用于以下介质：对液体有水、油品、溶剂、酸、液态烃、低温液化气等；对气体有空气、氢气、油气、高温烟气、蒸汽、烃类及各种渗透性强的气体等。
柔性石墨复合垫片对法兰面的加工要求不高，可用于腐蚀性场合，适用于低压、高温凸面、凹凸面对焊钢制法兰，特别是可用来取代过去—般参数场合下使用的石棉橡胶板。
23、 波齿复合垫片
波齿复合垫片适用于高、低温（-200℃～+700℃)和高、低压、真空(真空～25MPa)等多种场合，在压缩应力很低的情况即能保持很高的密封性，可应用规格从DNl0的管道法兰至DN2500的容器法兰。在温度、压力易于波动的场合也能长期保持优异的密封性能。
24、 金属包垫片
金属包垫片的最高使用温度为450℃，最高设计压力为6.4MPa（《SHB-S01-1997 石油化工常用垫片选用导则》）。
包覆金属要求最大硬度值HB不超过下列数值：L2＜40,08钢＜90，镀锡薄钢板＜90，0Cr13＜183,0Cr19Ni9、0Cr18Ni11Ti、00Cr17Ni14Mo2＜187。
填充材料采用石棉板时，所填充的石棉板应禁止拼接，在对我公司的金属包垫片的各供货商提出采购需求时务须对此加以明确注明。
25、 金属垫片
（1）金属环垫
金属环垫主要用于高压、高温的设备和管道法兰上。国家标准和石化行业标准规定适用于公称压力2.0～42.0MPa，化工行业标准适用于2.5～16.0MPa，JB/T89-94规定适用于6.3、10、16、20MPa。金属环垫的使用温度取决于所使用的金属材料。金属环垫材料的硬度应比法兰密封面材料的硬度低HB30～40，且其最大值应符合相关标准的规定。
金属环垫的密封面不得有划痕、磕碰、裂纹和疵点，表面粗糙度不大于Ra1.6μm。
采用10号钢或08钢之称的金属环垫，成品检验后应涂上防锈油。
（2）金属齿形垫片
金属齿形垫片可用于公称压力4.0～16.0 MPa 的凹凸面整体铸钢管法兰和对焊钢制管法兰，08或10或022Cr17Ni12Mo2最高使用温度为450℃,0Cr13最高使用温度为540℃，06Cr19Ni9最高使用温度为600℃。
金属齿形垫两端面平行度极限偏差为每100 mm直径长度不得超过±0.05 mm。金属齿形垫齿顶平面的表面粗糙度Ra为1.6μm。金属齿形垫应由整块钢板制成，不允许拼焊。

第四部分 垫片的选用表
表1石油化工常用接管法兰垫片选用表

介质
法兰公称压力MPa
工作温度℃
法兰型式
垫 片
备 注
型 式
材 料
油品、油气、溶剂*、石油化工原料及产品、一般化工介质
1.6
≤200
平焊（光）
耐油垫
耐油橡胶石棉板
当介质为易燃、易爆、有毒或强渗透性时，采用凹凸面法兰
201～250
对焊（光）
缠绕垫、柔性石墨复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
2.5
≤200
平焊（光）
耐油垫
耐油橡胶石棉板
201～350
对焊（光）
缠绕垫、、柔性石墨复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
351～450
对焊（光）
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
451～530
对焊（光）
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
4.0
≤40
对焊(凹凸)
耐油垫
耐油橡胶石棉板

41～350
对焊(凹凸)
缠绕垫、柔性石墨复合垫、金属包垫
06Cr13（06Cr18Ni9）钢带+特制石棉（石墨）、石墨+金属骨架（06Cr13、06Cr18Ni9等）、06Cr13（06Cr18Ni9、10）+特制石棉
351～450
对焊(凹凸)
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
视情况可用0Cr17Ni12Mo2
451～530
对焊(凹凸)
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）

6.4
10.0
≤450
对焊(凹凸)
金属齿形垫
10、06Cr13、06Cr18Ni9
视情况可用0Cr17Ni12Mo2
对焊(梯形槽)
金属环垫
10、06Cr13、06Cr18Ni9
451～530
对焊(凹凸)
金属齿形垫
06Cr13、06Cr18Ni9、06Cr17Ni12Mo2

对焊(梯形槽)
金属环垫
06Cr13、06Cr18Ni99、06Cr17Ni12Mo2
低温油气
4.0
-20～0
对焊（光）
耐油垫、柔性石墨复合垫
耐油橡胶石棉板、石墨+金属骨架（10、06Cr13、06Cr18Ni9等）
压缩空气
1.0
≤150
平焊（光）
橡胶垫
中压橡胶石棉板
惰性气体
1.0
≤60
平焊（光）
橡胶垫
中压橡胶石棉板
4.0
≤60
对焊(光、凹凸)
缠绕垫、柔性石墨复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
10.0
≤60
对焊(凹凸)
金属齿形垫
10、06Cr13
对焊(梯形槽)
金属环垫
10、06Cr13
液化石油气
1.6
≤50
对焊（光）
耐油垫、柔性石墨复合垫
耐油橡胶石棉板、石墨+金属骨架（ 06Cr18Ni9）
2.5
≤50
对焊（光）
缠绕垫、柔性石墨复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）

介质
法兰公称压力MPa
工作温度℃
法兰型式
垫 片
备 注
型 式
材 料
蒸汽
0.3MPa
1.0
≤200
平焊（光）
橡胶垫
中压橡胶石棉板

1.0 MPa
1.6
≤280
对焊（光）
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
2.5 MPa
4.0
300
对焊（光）
对焊(凹凸)
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni99钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
3.5MPa
6.4
400
对焊(凹凸)
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
10.0
450
对焊(梯形槽)
金属环垫
06Cr13、06Cr18Ni9
氢气、氢气与
油气混合物
4.0
≤250
对焊(凹凸)
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
251～450
对焊(凹凸)
缠绕垫、柔性石墨金属波齿复合垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带、石墨+金属骨架（06Cr18Ni9）
451～530
对焊(凹凸)
缠绕垫、金属齿形垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带、06Cr18Ni9、06Cr17Ni12Mo2
6.4
10.0
≤250
对焊(凹凸)
缠绕垫、金属齿形垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带，06Cr18Ni9、06Cr13、10
对焊(梯形槽)
金属环垫
251～400
对焊(凹凸)
缠绕垫、金属齿形垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带06Cr18Ni9、06Cr13
对焊(梯形槽)
金属环垫
401～530
对焊(凹凸)
缠绕垫、金属齿形垫
06Cr18Ni9钢带+石墨带，06Cr18Ni99、06Cr17Ni12Mo2
对焊(梯形槽)
金属环垫
79%～98%硫酸
0.6
≤120
平焊（光）
橡胶垫
中压橡胶石棉板、耐酸碱橡胶板
稀硝酸≤55%

≤50
扩口活套
聚四氟乙烯包覆垫
聚四氟乙烯+石棉橡胶板
浓硝酸≥93%

≤86
铝管口翻边
聚四氟乙烯包覆垫
聚四氟乙烯+氯丁橡胶
硝酸60%～93%

＜60
耐酸钢平焊
聚四氟乙烯垫、兰石棉垫
聚四氟乙烯+兰石棉板
酸渣
0.6
≤120
平焊（光）
橡胶垫
中压橡胶石棉板
10%～40%碱渣
1.0
≤50
平焊（光）
橡胶垫
中压橡胶石棉板
氨
2.5
≤150
平焊(凹凸)
橡胶垫
中压橡胶石棉板
对焊(凹凸)
柔性石墨复合垫
石墨+金属骨架（10、06Cr13）
水0.6MPa
0.6
≤100
平焊（光）
橡胶垫
中压橡胶石棉板
续表1

金属环垫和金属平垫选用表2

法兰密封面材质
金属平垫/金属环垫材料牌号
最高使用温度℃
最大硬度HB
相关技术要求
10#、20#
软铁
450
90
1、金属垫材料硬度值宜比法兰材料硬度值低HB30-40。
2、金属环垫和金属平垫由锻造及机械加工制成，锻制胚件应符合NB/T47008～47010Ⅱ锻件。
3、金属环垫锻制胚料不许拼焊。
4、金属环垫密封面不得有划痕，磕痕、裂纹和疵点，其表面粗糙度应小于Ra1.6。
5、其他要求按SH3403-96执行。
16Mn、345R
10
450
120
15CrMo、1Cr5M0 12CrMOV SA204-A、B、C
0Cr13
（0Cr13/S11306）
540
140
1 1/4Cr1Mo堆焊309L+347
2 1/4Cr1Mo堆焊309L+347
S32168
0Cr18Ni9
（06Cr18Ni9/S30408）

700
160
0Cr18Ni10Ti
(06Cr18Ni10Ti/S32168)

160

0Cr17Ni12Mo2
(06Cr17Ni12Mo2/S31608)
00Cr19Ni10
(022Cr19Ni10/S30403)
450
00Cr17Ni14Mo2
(022Cr17Ni12Mo2/S31603)
450
150

注：材质中括号外为原材质代号，括号内前面为板材代号，后面为锻件代号）

换热器垫片选用表3。

介质
介质温度℃
垫片位置
垫片材质
备注
循环水（海水）/汽油、柴油、石脑油、铁包液化汽、酸性气、碱液、氨水、净化水、

＜100
大浮头
中压橡胶石棉板

小浮头
中压橡胶石棉板

管箱

中压橡胶石棉板

1、循环水（海水）/汽油、柴油、石脑油、油气、液化汽、酸性气、碱液、氨水、净化水、
2、油/油
3、中变气/水

101-250
大浮头
缠绕垫、柔性石墨复合垫、铁包垫（304包石棉）
材料选用见表1、表2
小浮头
缠绕垫、柔性石墨复合垫、铁包垫（304包石棉）
材材料选用见表1、表2
管箱
缠绕垫、柔性石墨复合垫、铁包垫（304包石棉）
材料选用见表1、表2
1、 油/油
2、 拔头油/中变气

250-400
大浮头
缠绕垫 、柔性石墨金属波齿复合垫
材料选用见表1、表2
小浮头
缠绕垫 、柔性石墨金属波齿复合垫
材料选用见表1、表2
管箱
缠绕垫 、柔性石墨金属波齿复合垫
材料选用见表1、表2
油、油气/生成物、氢气

260-450
大浮头
金属平垫
材料选用见表1、表2
小浮头
金属平垫
材料选用见表1、表2
管箱
金属平垫
材料选用见表1、表2

第五部分 垫片的性能指标

（1）石棉垫片

（2）石墨复合垫片

（3）四氟乙烯垫片

（4）缠绕垫片

（5）金属齿形垫片

（6）金属包垫片

（7）金属环垫