作为密封材料的使用性能之一,密封性能很大程度上取决于材料的本性以及材料的变形强度特性,特别是维持连续密封的压紧应力大小。对于同一材料,在同一量级的密封性能下,压紧应力越低的垫片,对法兰螺栓结构的整体性能越有利。因此,密封材料具有优异的密封性能,除了要求材料本体具有一定的不渗透性,较好的可压缩性和回弹性,较好的抗蠕变松驰性能外,还要求密封垫片适应压紧应力在发生较大松弛以及循环载荷下保持压紧应力的稳定性,以保证密封性能的稳定性和可靠性。泄漏率是反映密封性能直观的定量指标,泄漏率的测定包括规定工况下流体渗过垫片本体的渗漏和垫片与法兰面之间的界面泄漏。
软质密封垫片
软质密封垫片亦称非金属密封垫片,一般是由非金属材料组成,具有质软、弹性好的特点:在应用时,不需要很大的预紧压力,即可达到阻止流体泄漏的目的。这类垫片多用于流体压力5MP以下,温度不超过300℃的工况条件。但是,近年来,由于新材料不断涌现,使有的软质密封垫片超过了上述参数。例如,以碳素纤维、柔性石墨、陶瓷纤维等为主体材料制成的软质密封垫片,使用温度可达到800℃以上。
采用密封垫片或填料也不可能实现密封面间的完全接触,使之不存在任何微观的缝隙。这些缝隙尽管极其狭小,但相对于流体介质的分子体积却仍是足够大的,因而使流体在被密封侧的边缘处被完全阻止是不可能的,总会有部分流体进入密封接触面之间,并在其中产生复杂的流体力学和热力学过程。目前,对其过程的机理尚未能透彻掌握,一般认为,流体进入密封面间极其细微而又不规则的缝隙后,在其流动过程中将产生阻力损失,以消耗其能量,同时将在这些隙缝的壁面上产生静止的边界层,从而使细小的通道变得更加侠小甚至完全闭塞,使进入密封面间的流体不能继续流动,从而实现密封。