内外环金属缠绕垫片(通常简称为“带内外环缠绕垫”)是金属缠绕垫片家族中 性能最全面、应用最广泛、可靠性的一种形式。它是在基本型金属缠绕垫片(仅有金属带与非金属填充带交替缠绕形成的密封环)的基础上,在密封环的内外两侧分别增加了一个金属环(内环和外环)而构成的复合垫片。
核心结构与作用:
1. 密封环:
核心部分,由特定截面形状(通常是V型或W型)的金属带(如304, 316, 321不锈钢,蒙乃尔,钛等)与 非金属填充带 (如柔性石墨、PTFE、云母、陶瓷纤维等)精密地交替缠绕而成。
作用:提供主要的密封功能。金属带提供强度和弹性,非金属填充带填充微观不平整,实现紧密密封,并适应一定的温度和压力波动。
2. 内环:
位于密封环内侧的实心金属环,通常与金属带材质相同。
作用:
防止“凸台效应:在螺栓预紧力作用下,防止较软的密封环材料被挤入管道或设备内部,造成堵塞或损坏。
增加径向稳定性: 增强垫片整体结构强度,减少密封环在内压作用下的径向变形(吹出风险)。
辅助定位:帮助垫片在法兰上居中安装。
3. 外环:
位于密封环 外侧的实心金属环,通常也与金属带材质相同。
作用:
增强整体性:为相对“柔软”的密封环提供坚固的外骨架保护,防止其过度压缩、散架或安装时损坏。
方便安装定位:外环通常略大于法兰螺栓孔内径,便于垫片在法兰上快速、准确地对中和固定。
限制过度压缩:作为机械止挡,防止螺栓过紧导致密封环被压溃失效。
保护密封环边缘:避免密封环边缘直接暴露在外部环境或受到机械损伤。
显著优势:
优异的密封性能:结合了金属的强度弹性和非金属填充材料的柔软密封性,对法兰表面缺陷(如轻微划痕、凹坑)有良好的补偿能力。
广泛的适用性:能适应高温、高压、剧烈温度循环、强腐蚀性介质 等极端工况。通过选择不同的金属带和填充材料组合,可满足绝大多数工业需求。
高可靠性与安全性: 内外环的存在大大提高了垫片的整体强度、稳定性和抗吹出能力,显著降低了泄漏风险,尤其适用于关键设备和危险介质。
良好的压缩回弹性能: 在螺栓预紧力和系统内压变化下,能保持良好的密封追随性。
易于安装:外环使垫片易于在法兰上对中固定,简化了安装过程。
典型应用:
内外环金属缠绕垫片是以下领域的 首选密封方案 之一:
石油化工:反应器、换热器、塔器、阀门、泵的法兰连接(高温油品、蒸汽、裂解气、酸性介质等)。
电力:锅炉、汽轮机、高温高压蒸汽管道系统。
炼油:常减压、催化裂化、加氢裂化等装置的关键法兰。
制药与食品: 需要高洁净度和严格密封的场合。 天然气与液化气: LNG/LPG 处理设施、管道法兰。
其他工业:造纸、冶金、造船等存在苛刻工况的法兰密封。