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应用领域 | 化工,综合 |
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Kroll Ziller G-ST-P/ISO 密封垫片
在现代工业的心脏地带——石油化工、电力能源、制药食品、船舶制造等关键领域,管道与设备的密封性能直接决定了系统的安全、效率与环保水平。面对高温、高压、腐蚀性介质等严苛工况,选择一款性能垫片至关重要。德国Kroll Ziller公司凭借其深厚的技术积淀与对品质的追求,推出的G-ST-P/ISO 系列密封垫片,正是为满足ISO标准法兰连接的高要求密封而精心设计的工程杰作,成为众多严苛工况下密封可靠性的代名词。
一、 产品定位与核心价值
Kroll Ziller G-ST-P/ISO 垫片是专门设计用于符合 ISO 7005-1 (或与其兼容的 DIN, EN, BS, ASME B16.5/B16.47 等) 标准的法兰连接。其核心价值在于:
· 密封性能: 在宽广的温度、压力范围内提供稳定可靠的密封,有效防止介质泄漏,保障人员安全和环境合规。
· 出色的适应性与弹性: 优异的压缩回弹性能,能够补偿法兰表面的微小不平整、热胀冷缩以及机械振动,维持长期密封。
· 广泛的介质兼容性: 精选的材料使其能够耐受包括热水、蒸汽、油品、多种化学品以及非强氧化性酸在内的多种工业介质。
· 高温高压稳定性: 专为应对工业流程中的条件而设计,具有出色的耐温耐压能力。
· 安装便捷,经久耐用: 结构设计合理,易于安装定位,使用寿命长,减少维护成本和?;奔洹?/span>
· 符合国际标准: 严格遵循ISO等国际通用法兰标准设计制造,确保互换性和广泛适用性。
二、 型号解析:G-ST-P/ISO 的含义
· G: 通常代表垫片的核心密封材料为柔性石墨 (GRAflex® 或类似高品质石墨)。石墨以其优异的耐温性、化学惰性、自润滑性和良好的压缩回弹性成为高性能密封的。
· ST: 表示垫片的结构类型为金属缠绕型。这种结构结合了金属的强度与弹性密封材料的密封性。
· P: 代表垫片带有内环。内环通常由不锈钢制成,其关键作用包括:
o 防止密封材料吹出 (Anti-blowout): 在高压或压力波动工况下,阻止内部柔性石墨材料被挤出垫片槽。
o 增加径向强度: 提升垫片整体刚性,抵抗管道应力。
o 精确对中定位: 辅助垫片在法兰面上的快速准确安装。
o 填充法兰间隙: 有助于补偿法兰加工或安装误差。
· ISO: 明确标示该垫片是依据 ISO 7005-1 法兰标准(公制尺寸,PN压力等级)设计制造的,其内外径、螺栓孔中心圆直径等关键尺寸与ISO法兰匹配。
三、 核心结构与功能参数详解
G-ST-P/ISO 垫片是一种典型的金属缠绕带 + 柔性石墨填充带 + 内环结构。
1. 金属缠绕带:
o 材料: 通常采用奥氏体不锈钢,如304 (1.4301), 316/L (1.4401/1.4404)。特殊工况可选321 (1.4541), 347 (1.4550) 或特殊合金如哈氏合金、钛材等。选择依据是介质的腐蚀性、温度及成本。
o 功能: 提供主要的机械强度、弹性支撑和回弹力。V型或W型截面的金属带缠绕形成一系列弹性支撑点,是垫片承受载荷和实现回弹的关键结构。
o 参数影响: 金属带材质、厚度、宽度、缠绕密度直接影响垫片的高使用压力、回弹率和使用寿命。
2. 柔性石墨填充带:
o 材料: 高纯度柔性石墨 (如 Kroll Ziller 的 GRAflex®)。经过特殊处理的膨胀石墨,纯度,硫、氯含量极低。
o 功能: 提供主要的密封功能。其层状结构能紧密贴合法兰面微小的不平整处,形成致密密封层。优异的耐温性、化学稳定性和低蠕变性是其核心优势。
o 参数影响: 石墨纯度、密度、抗拉强度、氯离子/硫含量等直接影响密封效果、耐腐蚀性和适用温度上限。
3. 内环 (Inner Ring):
o 材料: 通常与金属缠绕带材质相同(如304, 316L不锈钢),也可根据需求选择其他材料。
o 功能: 如前所述,核心作用是防止密封材料吹出,增强径向稳定性,辅助定位。其厚度需精确设计,确保在螺栓预紧后,内环端面与法兰面齐平或略低,不影响密封面接触。
o 参数影响: 内环厚度、内径(需与管道内径匹配以减少湍流)、材质选择对垫片在高压、循环载荷或真空条件下的可靠性至关重要。
四、 关键性能参数与技术指标
以下参数代表了 Kroll Ziller G-ST-P/ISO 垫片在典型应用(不锈钢带+柔性石墨+不锈钢内环)下的性能边界:
性能参数 | 典型指标/范围 | 说明 |
适用标准 | ISO 7005-1 (DIN, EN, BS, ASME B16.5/B16.47) | 覆盖主流国际法兰标准 |
压力等级 (PN) | PN 10 至 PN 400 (或 Class 150 至 2500) | 高设计压力可达 40 MPa (400 bar / ~5800 psi),具体取决于尺寸和材料 |
温度范围 | -240°C 至 +650°C (惰性气氛下可达+800°C) | 石墨核心提供极宽温域适应性,低温下仍保持弹性 |
密封材料 | 高纯度柔性石墨 (GRAflex® 或同级) | 低硫(S<500ppm)、低氯(Cl<50ppm),高纯度,优异的化学惰性 |
金属骨架/内环 | 304, 316/L, 321, 347 不锈钢,特殊合金可选 | 提供结构强度、弹性支撑和抗吹出?;?/span> |
压缩率 | 18% - 25% | 在标准测试压力下,厚度减少的百分比,反映贴合能力 |
回弹率 | ≥ 45% (通??纱?span> 50% 以上) | 关键指标! 卸载后厚度恢复百分比,越高则补偿法兰分离、蠕变、热循环能力越强 |
抗蠕变松弛性 | 在长期高温高压下保持密封力的能力突出 | |
适用介质 | 热水、蒸汽、油品、烃类、溶剂、多种化学品、空气、惰性气体等 | 不适用于强氧化性酸(如浓硝酸、浓硫酸)、熔融碱金属、卤素等 |
防火安全 | 符合 API 6FB / API 607 等标准要求 | 在火烧后仍能保持一定的密封完整性 (石墨本身不燃) |
大允许表面缺陷 (RMS) | 3.2 μm - 6.3 μm (125 μin - 250 μin) | 对法兰密封面光洁度要求相对合理 |
小预紧应力 (y 值) | ≈ 40 MPa (~ 5800 psi) | 安装时需要达到的小螺栓应力以形成初始密封 |
注:具体型号的大工作压力(Pmax)和高工作温度(Tmax)需严格查阅Kroll Ziller针对该特定尺寸、PN等级和材料组合的选型手册或技术数据表。
五、 应用场景与选型指南
· 典型应用:
o 石油天然气: 井口装置、管线法兰、炼油厂反应器、换热器、阀门。
o 化工与石化: 各类反应釜、塔器、管道、泵、压缩机法兰。
o 电力: 火电厂锅炉、蒸汽轮机、高温高压蒸汽管道;核电常规岛系统。
o 造船与海洋工程: 主机、锅炉、热油系统、各类管路法兰。
o 造纸、制药、食品: 蒸汽系统、热介质系统(需确认材质符合卫生/食品级要求)。
o 一般工业: 高温热油、导热系统、空分设备、工业炉。
· 选型关键考虑因素:
1. 法兰标准与尺寸: 确认法兰符合ISO 7005-1 (或等效标准)及确切的PN等级、公称直径(DN)。
2. 设计压力与温度: 确定系统的大工作压力和高/工作温度。
3. 介质性质: 明确介质的化学组成、腐蚀性、状态(液态、气态、两相流)、是否有磨蚀性颗粒。
4. 循环载荷: 系统是否频繁启?;蚓露?/span>/压力的大幅波动?
5. 法兰条件: 法兰材质、密封面类型(RF常见)、表面粗糙度、是否有损伤。
6. 法规要求: 是否有防火(API 6FB/607)、低逸散排放(TA-Luft, ISO 15848)等特殊要求?(Kroll Ziller 有专门的低逸散型号如 G-ST-P LR/ISO)。
7. 成本效益: 在满足技术要求的前提下,平衡初始成本和全寿命周期成本(维护、?;鹗В?。
六、 安装、使用与维护要点
· 安装前检查: 仔细检查法兰密封面(清洁度、平整度、无划痕凹坑)、螺栓螺母(清洁、润滑)、垫片本身(无损伤、型号尺寸正确)。
· 对中: 确保垫片(特别是内环)与法兰孔对中。
· 螺栓预紧: 严格按照规范进行! 采用十字交叉、分多步均匀拧紧螺栓至规定扭矩或目标螺栓应力。使用经过校准的扭矩扳手或液压拉伸器。预紧不足会导致泄漏,过度预紧可能压溃垫片或损坏法兰。
· 压力测试: 系统投用或检修后,按规定进行压力试验,检查密封性。
· 维护: 定期巡检法兰连接处是否有泄漏迹象。在热紧(高温系统升温后对螺栓进行补充紧固)时需按规程操作。拆卸旧垫片时务必清理干净法兰面残留物。
七、 总结
Kroll Ziller G-ST-P/ISO 金属缠绕石墨垫片,凭借其创新的G-ST-P结构(柔性石墨密封+金属缠绕增强+内环?;ぃ?、对ISO标准的契合、以及高达650°C的耐温极限和PN400 (40MPa) 的耐压能力,辅以优异的高回弹率(≥45%)和抗蠕变松弛性能,成为应对高温、高压、复杂工况法兰密封挑战的解决方案。它不仅仅是连接处的填充物,更是保障工业装置安全、高效、环保、长周期运行的基石。
在选择密封方案时,深入理解工况要求并参考制造商提供的详细技术规格至关重要。Kroll Ziller G-ST-P/ISO 以其德国工艺的可靠性和广泛适用性,为工程师提供了在严苛条件下实现“零泄漏"目标的强大信心。在追求密封的道路上,它是值得信赖的关键一环。
Kroll Ziller G-ST-P/ISO 密封垫片
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