HGT20633 法蘭用金屬環形墊 八角墊片

一、材料特性的影響

1. 材質強度與塑性
   八角墊需具備一定塑性以在壓縮時產生變形，填充法蘭槽間隙；同時需有足夠強度抵抗介質壓力和螺栓載荷的長期作用。若塑性不足，難以形成緊密貼合；強度不足則可能在高壓下發生過度變形或斷裂，導致密封失效。
   例如：碳鋼材質塑性較好但耐腐蝕性弱，適用于低壓常溫工況；鎳基合金塑性與強度均衡，且耐高低溫、耐腐蝕，更適合嚴苛環境。
2. 材料硬度
   八角墊的硬度需低于法蘭面硬度 15-20HB（布氏硬度），否則會劃傷法蘭密封面，破壞貼合密封性；若硬度過低，可能在壓縮時過度嵌入法蘭槽，導致墊片失效或無法重復使用。
3. 耐腐蝕性與耐溫性
   介質的腐蝕性（如酸堿）、溫度波動（高溫氧化或低溫脆化）會影響材料穩定性。若材料耐腐蝕性不足，會因腐蝕產生孔洞或表面損傷；耐溫性不足則可能導致材料軟化（高溫）或脆化（低溫），破壞密封比壓。

二、結構與尺寸精度的影響

1. 截面形狀與尺寸公差
   八角墊的八角形截面需與法蘭梯形槽精準匹配（如角度、邊長、厚度等）。若尺寸偏差過大（如邊長過長導致無法嵌入槽內，或角度不符導致接觸面積減小），會使墊片與法蘭槽的貼合度下降，無法形成有效密封帶。
2. 表面粗糙度
   八角墊表面需保持一定光潔度（通常 Ra≤1.6μm）。若表面粗糙度過高，存在劃痕、毛刺或凹陷，會導致貼合面之間的微小間隙無法被塑性變形填充，成為介質泄漏的通道

三、安裝與操作的影響

1. 螺栓預緊力

• 預緊力不足：八角墊無法產生足夠塑性變形，與法蘭槽貼合不緊密，密封比壓不夠，介質易從間隙泄漏。

• 預緊力過大：可能導致墊片過度塑性變形，甚至壓潰或嵌入法蘭槽，破壞墊片結構；同時可能使法蘭產生翹曲變形，反而降低密封性。
  需根據工況（壓力、溫度）計算并控制螺栓預緊力，確保密封比壓在合理范圍。

2. 法蘭槽加工精度
   法蘭梯形槽的角度、深度、表面粗糙度需與八角墊匹配。若槽面有劃痕、變形或角度偏差，會導致墊片與槽面接觸不均勻，局部密封比壓不足，引發泄漏。
3. 安裝清潔度
   安裝前若法蘭槽或八角墊表面存在雜質（如油污、鐵銹、顆粒），會在壓縮時嵌入墊片或法蘭面，破壞貼合密封性，甚至導致墊片局部應力集中而損壞。

四、工況條件的影響

1. 介質壓力與溫度

• 壓力波動：短期內壓力驟升可能導致墊片與法蘭槽的貼合面產生微小分離，若墊片彈性不足，無法及時回彈補償，會出現瞬時泄漏；長期高壓則可能使墊片因疲勞而失去塑性。

• 溫度變化：高溫會使金屬材料蠕變，導致密封比壓下降；溫度驟變（如冷熱交替）會因墊片與法蘭的熱脹冷縮系數差異，產生附加應力，破壞貼合狀態。

2. 介質特性
   介質的粘度、滲透性、腐蝕性等會影響密封效果。低粘度介質（如氣體）滲透性強，對密封面的貼合度要求更高；腐蝕性介質會通過微小間隙侵蝕墊片或法蘭面，逐漸擴大泄漏通道。

3. 

   HGT20633 法蘭用金屬環形墊 八角墊片

五、重復使用的影響

一、溫度環境

1. 長期高溫
   當溫度超過材料耐受極限（如碳鋼超過 425℃、不銹鋼 304 超過 650℃）時，金屬材料會發生蠕變（高溫下持續受力產生緩慢塑性變形），導致八角墊的密封比壓逐漸下降，與法蘭槽的貼合度減弱。同時，高溫可能引發材料氧化（如碳鋼表面生成氧化皮），使墊片表面產生裂紋或剝落，破壞密封面的完整性。
   例如：在鍋爐蒸汽管道中，長期 800℃以上高溫會導致碳鋼八角墊因蠕變過度而失效。
2. 頻繁溫度波動
   冷熱交替的工況（如間歇性運行的反應釜）會使八角墊與法蘭因熱脹冷縮系數差異產生附加應力。多次循環后，墊片可能因疲勞出現微觀裂紋，或與法蘭槽的貼合面產生松動，導致密封失效。

二、高壓及壓力劇烈波動

1. 超高壓持續作用
   當系統壓力超過八角墊的設計承壓范圍（如超過 42MPa），墊片會因過度徑向擴張而產生塑性變形累積，甚至與法蘭槽發生 “咬合"，導致拆卸時墊片斷裂或無法重復使用。
2. 壓力驟升驟降
   如石油開采中的井口壓力波動、化工反應釜的壓力突變，會使八角墊與法蘭槽之間產生瞬時沖擊載荷。反復的壓力沖擊會導致墊片表面出現疲勞磨損，或使密封比壓不穩定，形成泄漏通道。

三、腐蝕性介質侵蝕

1. 強腐蝕介質
   當介質為強酸（如鹽酸、硝酸）、強堿（如氫氧化鈉溶液）或含氯離子、硫化物的流體時，若八角墊材質耐腐蝕性不足（如用碳鋼接觸酸性介質），會發生化學腐蝕：

• 表面形成腐蝕坑，破壞密封面的平整度；

• 材質被侵蝕后強度下降，無法承受螺栓預緊力和介質壓力，導致墊片碎裂。

2. 晶間腐蝕
   在特定介質（如含鉻離子的高溫水）和溫度條件下，不銹鋼材質的八角墊可能發生晶間腐蝕，使材料內部結構疏松，失去承載能力，最終在壓力作用下破裂。

四、介質沖刷與磨損

1. 高速流體沖刷
   在離心泵出口、管道彎頭處等高速流體區域，介質（尤其是含固體顆粒的流體，如泥漿、礦石漿液）會對八角墊的密封面產生持續沖刷。長期沖刷會磨損墊片表面，破壞初始密封帶，同時可能導致墊片局部變薄、強度下降。
2. 振動與位移
   若設備（如壓縮機、泵）運行時產生劇烈振動，或管道因熱脹冷縮產生軸向 / 徑向位移，八角墊會與法蘭槽發生相對摩擦。反復摩擦會使墊片邊緣磨損、變形，甚至導致螺栓預緊力松弛，進一步加劇密封失效。

五、不兼容的介質特性

1. 低粘度、高滲透性介質
   如氫氣、天然氣等低粘度氣體，其分子體積小、滲透性強，若八角墊與法蘭槽的貼合存在微小間隙，介質會持續滲透并對墊片材料產生 “氣蝕" 作用，逐漸擴大間隙并導致密封失效。
2. 高溫熔融介質
   如熔融鹽、液態金屬等，在高溫下可能與八角墊材質發生化學反應（如合金元素溶解），或因介質凝固 - 熔化循環導致墊片表面被 “粘連" 或撕裂。