简介
金属缠绕垫片是一种由金属带与非金属填充材料交替缠绕而成的半金属密封垫片，兼具金属的强度和非金属的弹性，是高温、高压及腐蚀性介质法兰连接的理想密封解决方案。金属缠绕垫片的选型需综合考量：
✓ 介质特性（腐蚀性、温度、压力）
✓ 法兰标准（ANSI/DIN/JIS等）
✓ 结构类型（是否需要内外环）
特殊需求解决方案：
- 抗硫腐蚀：蒙乃尔金属带+特殊浸渍石墨
- 核级密封：因科镍625+超纯石墨（硼含量＜1ppm）
- 超高压：金属齿形垫+缠绕垫组合使用
基本结构与组成
组成部分
材料选择
功能
金属带
304/316不锈钢、钛合金、因科镍（Inconel）、蒙乃尔（Monel）等
提供机械支撑，抵抗压力和温度变形
填充材料
石墨（-200~800℃）、PTFE（-200~260℃）、云母（-200~1000℃）、陶瓷纤维（耐超高温）
填充金属间隙，增强密封性，适应法兰表面不平整
内环（内加强环）
碳钢、不锈钢或与金属带同材质
防止垫片过度压缩，提高抗吹出能力（Class 300以上法兰强制要求）
外环（外定位环）
碳钢或不锈钢
保护缠绕层，便于安装定位（高压/大直径法兰常用）
核心特性
特性
说明
耐高温高压
最高耐受 **800℃/42MPa**（石墨填充+因科镍金属带）
优异密封性
金属与非金属的多层结构形成迷宫式密封，泄漏率≤10⁻⁶ mbar·L/s（氦检）
抗蠕变松弛
金属带提供弹性回复力，长期使用后仍保持密封压力
法兰适应性
可补偿法兰面轻微缺陷（粗糙度Ra≤6.3μm）
介质兼容性
通过材料组合适应酸、碱、油、蒸汽等绝大多数介质
主要类型
类型
代号
结构特点
适用标准
典型应用
基本型
A型
无内外环
ASME B16.20, EN 1514
低压静态密封（Class 150）
内环型
B型
带金属内环
ASME B16.20
防吹出（Class 300~600）
外环型
C型
带金属外环
DIN 2690
高压/振动工况
内外环型
D型
同时带内环和外环
BS 3381
极端工况（电站、石化）
材料组合与选型指南
4.1 金属带选择
| 金属材料 | 温度上限 | 适用介质 | 特点 |
| 304不锈钢 | 550℃ | 蒸汽、弱酸碱 | 经济通用 |
| 316L不锈钢 | 550℃ | 氯化物环境 | 耐点蚀 |
| 钛合金 | 650℃ | 氧化性酸（硝酸、铬酸） | 轻量化 |
| 因科镍600/625 | 1200℃ | 高温腐蚀性气体（如硫化物） | 超高温耐蚀 |
4.2 填充材料选择
填充材料
温度范围
优点
限制
石墨
-200~800℃
耐高温、导热好
氧化环境中＞400℃需浸渍
PTFE
-200~260℃
耐强酸强碱
高温易冷流
云母
-200~1000℃
超高温稳定性
弹性较差
技术参数（以石墨填充为例）
参数
典型值
测试标准
压缩率
18%~30%
ASTM F586
回弹率
≥15%
ASTM F36
密封压力
0.1~42MPa
ASME B16.34
适用法兰等级
Class 150~2500
ANSI B16.5
最小预紧比压
50~70 MPa（石墨填充）
EN 13555
典型应用领域
- 石油化工：反应釜、加氢反应器法兰（高温高压）
- 电力行业：汽轮机、锅炉系统（蒸汽参数≤600℃/25MPa）
- LNG设备：低温法兰（-196℃）
- 制药设备：CIP/SIP系统（PTFE填充型）
- 核工业：核级法兰（需满足RCC-M标准）
