设备法兰用焊接密封垫片设计

龙 杰，苗俊军

（二重 （镇江）重型装备有限责任公司，江苏 镇江 212114）

随着我国石化产业的规模化、大型化发展，石化装备也朝着高参数化方向发展。石化装置中高温、高压设备的操作介质通常具有易燃、易爆、有毒特性，一旦泄漏将造成严重危害。因此，减少或避免介质泄漏是高参数化设备的设计核心。常规的法兰和密封垫片形式已经难以满足愈来愈苛刻的操作条件，而采用焊接密封元件进行密封是一种防止泄漏的有效方法[1]。

上世纪我国开始引进焊接密封垫片结构设备，经过多年运行，证明这种结构能够满足高温、高压密封要求，越来越多的化工设备上开始采用焊接密封垫片。常见焊接密封垫片结构见图1[2]。图1中DL为垫片受内压部分最大直径，dG1为垫片实际接触面最大内径，dG2为垫片实际接触面最小外径，d1为垫片内直径、d2为与法兰接触面外径、d3为受内压部分最大外径。

图1 常用焊接密封垫片结构

目前国内关于焊接密封垫片的标准只有HG/T 20530—92《钢制管法兰用焊唇密封环》[3]，而国外的标准DIN 2695—2019《Diaphragm-weld Packings and Weld Ring Seals for Flange Connections》[4]中有完整的管法兰用焊接密封垫片规格尺寸，但国内外均缺少大直径、高压力设备法兰用焊接密封垫片尺寸参考标准，亦无经验可以参考。

GB 150.3—2011《压力容器第3部分：设计》[5]第7.5.1.5条指出，垫片在预紧状态下受到最大螺栓载荷的作用，压紧过度将失去密封性能。垫片应有足够的宽度，其值可按经验确定。文中通过分析预紧状态下焊接密封垫片受力，总结出了垫片应力校核方法。……