聚四氟乙烯墊片是法蘭-管板連接系統(tǒng)的重要元件，在壓縮載荷下，它會產(chǎn)生厚度減薄的變形。聚四氟乙烯墊片與法蘭壓緊面之間的接觸壓力稱為墊片的應(yīng)力，這種應(yīng)力對系統(tǒng)的密封性能起到至關(guān)重要的作用。聚四氟乙烯墊片的機(jī)械性能包含壓縮回彈性能和蠕變松弛性能。本文主要介紹一下這兩種性能的作用。
1.壓縮回彈性能
如下圖1所示，圖中曲線1為聚四氟乙烯墊片的壓縮曲線，也就是聚四氟乙烯墊片預(yù)緊時(shí)的加載曲線，曲線2為回彈曲線，也就是聚四氟乙烯墊片工作時(shí)的卸載曲線。通常，聚四氟乙烯墊片承受壓縮載荷后會產(chǎn)生一定程度的塑形變形，在其載荷與位移曲線上，表現(xiàn)為回彈曲線相對壓縮曲線有滯后的特性。聚四氟乙烯墊片的壓縮和回彈曲線本身也呈現(xiàn)非線性。
當(dāng)法蘭接頭運(yùn)行時(shí)，由于內(nèi)壓等原因引起的軸向推動力使密封面發(fā)生分離的趨勢，聚四氟乙烯墊片沿回彈曲線卸載，從而使作用在聚四氟乙烯墊片上的壓縮載荷減少。但就接頭的密封要求而言，要求聚四氟乙烯墊片在回彈部分厚度的同時(shí)，在聚四氟乙烯墊片與法蘭壓緊面之間扔保留部分墊片應(yīng)力。
2.蠕變松弛性能
蠕變松弛作為墊片密封材料的一個(gè)重要性能，是法蘭-管板連接系統(tǒng)發(fā)生泄漏失效根本原因。試驗(yàn)研究表明，聚四氟乙烯墊片的蠕變松弛不同于一般材料的蠕變或松弛，它是一種在墊片應(yīng)力不斷減小的同時(shí)，厚度也發(fā)生減薄的行為。當(dāng)這種行為進(jìn)行到一定程度，聚四氟乙烯墊片上殘余應(yīng)力低于某一臨界值時(shí)，法蘭-管板連接系統(tǒng)就會發(fā)生泄漏。因此研究墊片的松弛蠕變行為對于防治法蘭-管板連接系統(tǒng)的泄漏具有十分重要的理論和實(shí)際意義。
聚四氟乙烯墊片在投入正常運(yùn)行后，不可避免的會收到高溫波動以及機(jī)械振動等的影響，使得 聚四氟乙烯墊片在一定變形范圍內(nèi)長時(shí)間經(jīng)受反復(fù)的壓縮和回彈，加速了聚四氟乙烯墊片的塑形變形，從而導(dǎo)致螺栓預(yù)緊載荷的下降。
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