垫片
法兰密封结构由一对法兰、夹在法兰间的垫片，以及通过螺栓和螺母等紧固件连接在一起的组合件组成。其工作原理是通过紧固件的拧紧力，使垫片在法兰间受到压缩，填补微小不平整区域，形成有效的密封，确保管道系统中的介质不泄漏，如下图：

法兰连接失效的主要形式为泄露，而泄露的因素很多，主要由法兰设计（刚性不足）、制造（法兰密封面破坏）、安装操作（预紧力不均匀）以及垫片选择不当引起。这里就法兰密封垫片的选择和分类来展开讨论。
一、密封垫选用原则
（1）一般来说，对于常压/低压（P＜1.6MPa）及温度不高（t≤200℃）的非强腐蚀系统，考虑采用非金属垫片；

（2）对中压（P＜10MPa）、中温（t≤500℃）及腐蚀性、渗透性强的介质，采用金属包覆垫、金属缠绕垫；
（3）对高压系统则采用金属平垫、双锥密封、伍德密、卡扎里密封、八角垫和椭圆垫。
二、密封垫片的材质分类
（1）非金属密封垫片

● 橡胶垫片：
——常见材质：
丁腈橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶等
——优势特点：
柔软性好，适用于低温和中等压力环境，部分材料具有一定的耐酸碱性和抗老化性。
● 石棉垫片：
—— 产品特点：
耐高温、耐压性能优异，但由于石棉对健康有害，逐渐被限制使用。
—— 替代材料：
非石棉垫片，通常由合成纤维和橡胶制成，性能类似但无健康危害。
● 柔性石墨垫片：
具有良好的导热性和耐腐蚀性，摩擦系数低，常用于高温高压场合。
● 聚四氟乙烯（PTFE）垫片：
具有出色的耐腐蚀性能和绝缘性能，摩擦系数低且不易粘附，适用于强酸、强碱等腐蚀性介质。
（2）金属复合垫片
● 金属【缠绕式】垫片
——结构与材质：
由金属带和非金属填充材料（如石墨、PTFE）螺旋缠绕而成，外层通常由金属环增强，以提升强度和稳定性。
——优势特点：
兼具金属和非金属材料的优点，具有良好的弹性和密封性，适用于高温、高压和振动的工况。
● 金属【包覆】垫片：
——材质与结构：

以非金属材料（如石墨、陶瓷纤维）为内芯，外包一层金属薄片（如不锈钢、铝），从而结合了柔软性与强度。
——优势特点：
兼具非金属垫片的柔软性和金属材料的强度、耐久性，适用于中高压环境，能够在较高温度和腐蚀性介质中提供可靠的密封性能。
● 【金属充齿板】柔性石墨复合垫片
——结构与材质：
以金属充齿板作为基材，与柔性石墨结合制成
——优势特点：
金属充齿板增加了垫片的强度和耐压性能，而柔性石墨提供了良好的密封性和耐高温性。
● 金属【波齿】复合垫片
——结构与材质：
由表面有波纹或齿形的金属垫片和柔性密封材料（如石墨）组合而成。
——优势特点：
金属波齿结构增加了垫片与法兰的接触面积，适应法兰表面的不平整，并能提供更好的密封效果。
● 金属【齿形】复合垫片
——结构与材质：
由齿形金属芯和柔性填充材料（如石墨、PTFE）组合而成。
——优势特点：
金属齿形结构提供了高强度和良好的密封性，填充材料增强了垫片的柔软性和适应性。
（3）金属垫片
● 金属【平】垫片：
——结构与材质：
金属平垫片是由金属材料（如不锈钢、铜、铝、碳钢等）制成的平坦的环状垫片。
——优势特点：
金属平垫片强度高、耐腐蚀，能承受极高的温度和压力，适用高温高压强腐蚀等苛刻工况。
● 金属【环形】垫片：
——结构与材质：
金属环垫片通常是由金属材料（如304、316不锈钢、软铁、低碳钢、镍基合金等）制成的环形垫片，通常具有特定的截面形状，如椭圆形环垫片、八角形环垫片、RX型及BX型自紧密封环垫，以匹配对应的法兰槽。
——优势特点：
密封性能卓越，专用于高压法兰连接，常见于高压环境中的RTJ法兰槽内密封。
● 金属【波形】垫片
——结构与材质：
具有波纹状的金属表面，通常使用不锈钢或耐高温金属材料。波纹设计增加了接触表面积，适应法兰表面的不平整。
——优势特点：
能够适应法兰表面的轻微不平整，提供良好的弹性和密封性能，用于高温高压的工况。
● 金属【齿形】垫片
——结构与材质：
表面具有齿状金属设计，通常由不锈钢、碳钢或合金材料制成。齿形设计增强了抓地力和密封性。
——优势特点：
齿状表面可以有效地在法兰表面上提供良好的密封，对于不平整的法兰面也能提供良好的密封效果，适合用于需要高密封性能的应用。
● 金属【透镜】垫片
——结构与材质：
形状类似透镜，中间厚，两边薄，使用不锈钢或耐高温金属材料。
——优势特点：
透镜形状提供均匀的密封压力分布，对于高压、高温环境有良好的密封性能。