垫片知识分享

垫片的力学行为性能包括载荷变形行为和回弹特性。载荷变形行为是指垫片在加载过程中的变形特性，是形成初始密封能力的重要条件，这与压缩率有很大关系，压缩率是垫片的重要性能指标，垫片压缩率过大，在正常安装预紧力下容易造成垫片结构破坏；垫片压缩率过小，使用时需要的初始安装预紧力较大，不易达到密封效果 ，下面跟大家一起分享载荷变形行为。

垫片的力学行为性能

载荷变形行为

垫片的载荷变形关系

图1：垫片应力σg与该应力下垫片的变形δg

如图1所示。当然，也可以直接采用力来表示。图中σgi为初始安装垫片应力，对应垫片压缩量为δo。σgo为工作垫片应力，δR由于介质推力而导致垫片应力下降之后的垫片回弹量，就是因为这个物理过程的存在，对于FLT接头使用的垫片，其回弹量是非常重要的性能指标。

1、垫片通常不完全是弹性的

图2：σg与δg的关系

观察图2应力和变形曲线的形状，σg与δg之间没有单一的弹性响应关系，而呈现非线性。

2、存在残余变形

图3：滞回曲线的特征

在图3上表现出滞回曲线的特征，即存在残余变形。如在工作状态下的Δδ= δo- δR, 即为垫片在工作状态下的残余变形，有时这种残余变形经过一段时间将会消失,因此，某些垫片在装配载荷和操作载荷下的压缩特性不尽相同。

3、不同材质和类型的垫片的σg与δg具有不同的对应关系

C环

柔性石墨垫片

PTFE垫片

金属缠绕垫片

图4：不同材质和类型的垫片

如柔性石墨、PTFE、金属缠绕垫片、金属C型环等载荷-变形曲线的形态是不同的，而且在同一垫片应力下的变形也是不相同的。从这个载荷-变形曲线图中阴影部分，即是压缩这个垫片所作的功，阴影面积越大，表示作工越大，垫片相对就“越硬”。比如从图中我们可以看到，PTFE较之柔性石墨垫片和技术缠绕垫片就要软得多，而C环到一定压缩量的时候，就会从弹性变形转化成塑性变形。

4、 σg和δg的关系受温度影响

图5：温度变化对比

不同材料或结构的垫片，其σg与δg的关系会受温度影响。一般而言，温度不同对载荷-变形曲线存在两个趋势的影响，如高温时材料热胀，而弹性模量降低，因此垫片会变“软”，所以从图中可以看出，一方面压缩量会降低，同时垫片应力也略有下降。

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