常用垫片的种类有哪些？
常用垫片的种类有哪些？
垫片在工业设备的密封中扮演着至关重要的角色。从非金属到金属，不同种类的垫片以其独特的材料性能和适用场景，确保了设备的可靠运行。本文将详细介绍各种垫片的材料性能特点，帮助读者根据不同的工况场合进行合理选择。
非金属垫片
非金属垫片主要由非金属材料制成，具有良好的软韧性、密封性和耐腐蚀性，但耐温度和耐压力的性能相对差一些。常见的非金属垫片包括：
橡胶垫片
橡胶是一种重要的密封材料，橡胶垫片常见的有橡胶平垫圈、橡胶O形圈，在多个领域具有广泛的应用。橡胶垫片一般由天然橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶等制成，组织致密，质地柔软，回弹性好，容易剪切加工成各种形状，价格便宜，易购得。但不耐高压，容易在矿物油中溶解和膨胀，不耐腐蚀，高温下容易老化，失去回弹性。常用于各种机械设备，起衬垫、密封、缓冲等作用以及压力低于6MPa和温度低于70℃的水、非矿物油类等无腐蚀性介质。
耐油橡胶垫片
耐油橡胶垫片是一种特殊的橡胶垫片，它具有出色的耐油性，能在油污环境中保持其密封性能。由于耐油橡胶垫片要添加特殊材料以提高其耐油性，其材料成本通常高于普通橡胶垫片。耐油橡胶垫片具有优异的耐油性，通常用于油污环境，而普通橡胶垫片在油污环境中容易膨胀、变形，失去密封性能，更多地用于一般密封场合。在选择耐油橡胶垫片时，需要考虑其工作压力、工作温度、介质类型等因素，以确保垫片能满足使用要求。丁腈橡胶适用于石油类产品，丁腈橡胶的耐油性优于氯丁橡胶。氯丁橡胶则更适用于海水、弱酸、弱碱、盐溶液等介质。
石棉垫片
石棉垫片由石棉纤维、橡胶配合剂等制成，是一种使用广泛的密封材料。石棉垫片具有良好的耐高温性能，可以承受高达500℃以上的温度，适用于高温环境下的密封和隔热；它能够承受各种化学物质的侵蚀，如酸、碱、盐等，具有优异的耐腐蚀性能，适用于化学工业、石油化工等领域；通常可以承受高达10MPa以上的压力，具有良好的耐压性能，能够确保密封效果，提高设备的安全性；石棉垫片易于按照设备密封面的不同形状和尺寸进行定制加工，且安装简单方便；石棉垫片具有较高的机械强度和压缩回弹性，因此也具有良好的气密性。石棉垫片广泛应用于化工、石油、电力、造纸、制药等行业中，通常用于泵和阀门的密封，管道的各个连接处，锅炉、压力容器、换热器等设备的密封与隔热。
需要注意一点，由于石棉材料对人体健康有害，现已被国际公认为致癌物质，因此在使用时需要采取相应的防护措施，并逐渐被其他无石棉密封材料所取代。
克林格垫片
克林格垫片是一种非石棉垫片材料，具有类似高质压缩石棉垫片材料的特性，它代表了一种压缩合成纤维材料垫片。克林格垫片是一种高品质的密封垫片，其密封性能优异，可靠防止介质泄漏。可根据不同的工况和介质选择合适的克林格垫片材质和型号，满足多样化的需求；易于安装和拆卸，降低了维修时间和成本；同时具有优良的化学抵抗力，对于高温垫片系列，还具有较高的耐高温性能。产品类型包括多种系列，如Klingersil 压缩纤维垫片、Klinger top 系列垫片、Klinger 改性PTFE垫片以及Klinger 金属系列垫片等。深圳计为自动化公司生产的液位开关在产品出厂时都配有Klinger C4400垫片，Klinger C4400垫片是一种高性能的非石棉垫片材料，具有出色的耐热性能，耐温范围广泛，通常可达到400℃；垫片可承受高达10MPa的压力，适用于高压密封场合。Klinger C4400垫片对多种化学物质具有良好的耐腐蚀性，包括水、气体、碳氢化合物、碱和中强酸等，在各种工业领域中都发挥着重要的作用。
聚四氟乙烯垫片
聚四氟乙烯具有极强的化学稳定性，是当今世界上耐腐蚀性能最佳的材料之一，它能抵抗大部分化学腐蚀介质的侵蚀，包括强酸、强碱、有机溶剂等，甚至在王水中煮沸也不会发生变化；且能够在高温环境下长期保持其稳定性和强度，使用工作温度可达250℃至260℃，同时它还具有良好的耐低温性能，在-196℃至-180℃的温度下也可保持一定的机械韧性。聚四氟乙烯垫片密封性能稳定可靠，能够有效防止介质泄漏。聚四氟乙烯垫片因其卓越的性能，在众多工业领域中发挥着重要作用，适用于耐腐蚀、防粘结和要求清洁高的管道，在石油、化工、冶金、机械、食品、电力等腐蚀介质的管道、泵、阀各类设备的法兰密封中广泛应用。
石墨垫片
石墨垫片是由纯石墨板或金属网增强石墨板切割或冲压而成的一种密封材料。石墨垫片具有良好的压缩回弹性和可塑性，具有优异的密封性能，能够适应不同的密封面形状和尺寸，主要用于各种工业设备上的管道法兰、换热器、阀盖等密封部位，以及液面计、水准仪上的特殊形状法兰；在化工行业中应用广泛，可用于阀门、管道、反应釜等设备的密封，石墨垫片能够在高温、高压和强腐蚀环境下长期稳定工作，确保设备正常运行，减少泄漏风险；还可用于制冷机、压缩机、机泵、化工仪器、仪表等设备的密封。
红钢纸垫片
红钢纸垫片是一种采用红钢纸为基材，主要由红钢纸、环氧树脂、玻璃纤维等材料组成。其中，红钢纸是一种优质的耐腐蚀性材料，环氧树脂具有高强度、耐腐蚀、绝缘性能好的特点，而玻璃纤维则能够提高垫片的强度和耐高温性能。红钢纸垫片的质量坚固且轻便，强度接近于铝，但比重仅是铝的一半。在切削、钻孔、压碾、冲压等机械加工过程中，红钢纸垫片不会引起分层及断裂现象。红钢纸垫片具有优良的耐油性，适用于各种油性介质；红钢纸垫片还具有良好的电器绝缘性能，能够防止电流的泄漏和短路；红钢纸垫片具有极高的压缩性，可以在较小的压力下获得较高的密封效果。红钢纸垫片以其优良的性能被广泛应用于各种领域，用于各种机械设备的密封，如发动机、泵、阀门等，用于电器设备的密封和绝缘，防止电流泄漏和短路。在我们平常在网上购买的压力表中常见有配备红钢纸垫片的。
尼龙垫片
尼龙垫片是一种由尼龙6或尼龙66材料制成的垫片，尼龙是一种合成聚合物，属于高性能合成材料，具有高强度、耐磨及耐高温等特点，可以通过挤出、注射和模压等工艺制成。尼龙垫片具有良好的弹性和压缩性，能够适应各种复杂的应用需求；尼龙垫片因具有较好的耐磨性能，能够在摩擦和磨损的环境中保持稳定的性能，能够在需要承受摩擦和磨损的场合下使用；尼龙对许多化学物质具有良好的耐腐蚀性能，使其在化工、石油等行业中得到广泛应用；在高温和高压环境下尼龙垫片仍能保持稳定的性能，可以工作在一些极端工况下。尼龙垫片常用于管道、阀门、泵等设备的密封，可以有效防止泄漏；在一些需要缓冲和隔离的场合，使用尼龙垫片可以减少振动和噪音。尼龙垫片已广泛应用于机械、汽车、电子、化工、石油、电力、冶金等领域。
硅胶垫片
硅胶垫片是由硅胶材料制成的一种密封件，具备出色的耐高低温、耐腐蚀及柔软特性。硅胶垫片能够在高温或低温环境下不易变形或老化，能够耐受多种酸、碱和有机溶剂的侵蚀。硅胶垫片具有一定的柔韧性和张力，能够很好地适应设备缝隙的变化，确保密封效果；硅胶垫片被广泛应用于汽车发动机、变速箱等部件的密封和防护，确保汽车的正常运转；在机械制造和家电产品行业中，硅胶垫片被用于各种机器设备的密封和防护，以防止液体、气体或粉尘的泄漏；在工业机器上，硅胶垫片可以当作机器工作的缓冲件，起到防滑、抗静电、耐高温的作用，更好地保护机器，减小损耗。硅胶垫片作为一种重要的密封元件，具有多种优异的特点和广泛的应用领域。
半金属垫片
半金属垫片由金属和非金属两种材料共同组合而成，具有更好的密封性能和耐压性能。常见的半金属垫片包括：
金属缠绕石墨垫片
金属缠绕石墨垫片由V形或W形薄钢带与石墨等填充料交替缠绕而成，其结构密度可以根据不同的锁紧力要求来定制，同时利用内外钢环来控制其最大压紧度。金属缠绕石墨垫片的主要材料采用优质合金带或不锈钢带如SUS304、SUS316等，具有良好的强度和韧性，并填充石墨等软性材料，用于增加垫片的密封性能和回弹性，能够适应法兰连接处的微小变形，确保长期稳定的密封效果。垫片还能够承受较高的压力，适用于高压设备和管道。石墨具有高熔点，垫片能够在高温环境下长期稳定工作。金属缠绕石墨垫片适用性较强，特别适用于负荷不均匀、接合力易松弛，以及温度与压力周期性变化、存在冲击或震动的环境。在安装金属缠绕石墨垫片时，应确保垫片与法兰密封面紧密贴合，避免产生间隙。同时，应均匀拧紧螺栓，使垫片受力均匀。金属缠绕石墨垫片广泛应用于阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处，作为静密封原件使用。
金属包覆垫片
金属包覆垫片是指内部用非金属材料（如柔性石墨、石棉橡胶板、陶瓷纤维等），外部用特定的冷作工艺包覆金属薄板的复合型垫片。这种垫片按截面通常分为平面型包覆及波纹型包覆两种，是最传统的一种密合垫片。金属包覆垫片由于外部包覆了金属薄板，因此具有较高的机械强度和抗碎裂性能。内部的非金属材料（如柔性石墨）使垫片能在较低的压紧力下达到较好的密封效果。金属包覆垫片可以制成各种型式的异形垫片，如椭圆形、方形、带筋形等，以满足各种热交换器管箱和非圆形压力容器密封的需要。金属包覆垫片广泛应用于各种需要密封的场合，特别是在石油化工、电力、冶金等行业中，常用于热交换器、压力容器、泵与阀门、管道连接的密封。
金属垫片
金属垫片为金属（或合金）材料经机械加工制成，具有较高的强度和硬度，通常用于高压情况。常见的金属垫片包括：
金属平垫
金属平垫由整体金属经机加工制成，具有平整的表面和一定的厚度。其结构相对简单，但能够满足多种密封需求。常见的金属平垫材料包括铝、紫铜、不锈钢等，这些材料具有优异的力学性能和耐久性。金属平垫通常由高强度金属材料制成，能够承受较大的压力和负荷，确保连接的稳定性和可靠性。金属平垫能够与连接件之间形成紧密的接触，有效防止介质泄漏。其密封性能优于一些非金属平垫，特别适用于需要高密封要求的场合。具有优异的耐腐蚀性耐高温性，可重复使用性。金属平垫可以通过冲压、切割等工艺进行加工，以满足不同连接件和工作环境的需求。金属平垫因其优异的性能和广泛的适用性，在多个领域和应用场景中都有着重要的应用。
金属齿形垫片
金属齿形垫片也是一种实体金属垫片，垫片的剖切面呈锯齿形，齿距t=1.5～2mm，齿高h=0.65～85mm，齿顶宽度C=0.2～0.3mm。在密封面上车削若干个同心圆，其齿数为7～16，视垫片的规格大小而定。金属齿形垫片的结构型式有基本型、带外环型、带内环型及带内外环型四种，比较常见的结构为基本型。由于金属齿形垫片密封表面接触区的V形筋形成许多具有压差的空间线接触，所以密封可靠，使用周期长。和一般金属垫片相比，这种垫片需要的压紧力较小。金属齿形垫片的缺点是，在每次更换垫片时，都要对两法兰密封面进行加工，因而费时费力。另外，垫片使用后容易在法兰密封面上留下压痕，故一般用于较少拆卸的部位。金属齿形垫片适用的公称压力为1.6～25.0MPa。
金属透镜垫
在高压管道连接中，广泛使用透镜垫密封结构。透镜垫的密封面均为球面，与管道的锥形密封面相接触，初始状态为一环线。在预紧力作用下，透镜垫在接触处产生塑性变形，环线状变成环带状，密封性能较好。由于接触面是由球面和斜面自然形成，垫片易对中。透镜垫片密封属于强制密封，密封面为球面与锥面相接触，易出现压痕，零件的互换性较差。此外，垫片制造成本较高，加工也较困难。透镜垫密封适用公称压力为0～32.0MPa。
金属环形垫片
金属环形垫片主要指八角垫和椭圆垫，是用金属材料加工成截面形状为八角形或椭圆形的实体金属垫片，具有径向自紧密封作用。它靠垫片与法兰梯形槽的内外侧面（主要是外侧面）接触，并通过压紧而形成密封。八角形环垫与法兰槽相配，主要表现为面接触；而椭圆形环垫片与法兰槽是线接触，密封性较好。金属环形垫片由高强度金属材料制成，如不锈钢、铜、铝等，能够承受较大的压力和负荷，确保连接的稳定性和可靠性。具有良好的密封性能，耐高温耐高压，耐腐蚀，适用性强。金属环形垫片因其优异的性能和广泛的适用性，广泛应用于石油、化工、电力、燃气、核能等工业领域的高温、高压密封的场合。金属八角垫片一般不建议重复使用，因为重复使用可能会导致垫片变形或损坏，从而影响其密封性能。
综上所述，垫片的种类多种多样，每种垫片都有其独特的特点和用途。在选择垫片时，应根据具体的工作条件、介质特性以及设备要求等因素进行综合考虑，以确保设备的密封性能和运行效率。