石墨垫片检测内容详解

石墨垫片作为关键的密封元件，其性能直接影响设备运行的可靠性与安全性。为确保其满足工况要求，需进行一系列严格的检测项目。以下为主要的检测内容，涵盖物理特性、机械性能、密封性能及化学稳定性等方面：

一、 物理特性检测

• 尺寸与公差：
  • 精确测量内径、外径、厚度等关键尺寸。
  • 确保符合设计图纸或相关标准（如 ASME, EN, ISO等）规定的公差范围。
• 外观质量：
  • 目视检查表面是否存在裂纹、划痕、凹坑、起泡、分层、异物夹杂等缺陷。
  • 检查石墨层与金属骨架（如适用）的结合是否均匀、牢固，无剥离现象。
  • 观察边缘是否整齐，无毛刺或破损。
• 密度：
  • 测量单位体积的质量，通常采用排水法（阿基米德原理）进行。
  • 密度值直接影响垫片的压缩回弹性能和密封能力，需符合规定要求。
• 石墨纯度与杂质分析：
  • 通过化学分析（如X射线荧光光谱XRF）或灰分测试等方法，测定石墨含量及杂质（如灰分、硫、氯离子等）的种类与含量。
  • 高纯度和低杂质含量对耐腐蚀性和高温稳定性至关重要。

二、 机械性能检测

• 压缩回弹性能：
  • 压缩率： 在特定压力下，测量垫片厚度的减少百分比（按ASTM F36等标准）。反映垫片填充法兰面不平度的能力。
  • 回弹率： 卸除压力后，测量垫片厚度恢复的百分比（按ASTM F36等标准）。反映垫片维持密封应力的能力。
  • 应力松弛/蠕变松弛： 在恒定压缩量和温度下，测量垫片密封应力随时间衰减的程度（按ASTM E328, F38等标准）。评估长期密封稳定性。
• 抗拉强度与伸长率（针对增强垫片）：
  • 对带金属骨架（如冲刺板、波齿板）的垫片进行拉伸试验（按ASTM E8等标准）。
  • 测量最大拉伸载荷（抗拉强度）和断裂时的伸长率，评估金属骨架的强度和延展性。

三、 密封性能检测

• 室温密封性（泄漏率测试）：
  • 在室温下，将垫片安装于标准法兰夹具中，按规定的螺栓载荷紧固。
  • 通入规定压力的测试介质（氦气、氮气或水）。
  • 使用精密仪器（如氦质谱检漏仪、流量计）测量单位时间内通过垫片的泄漏量，需满足标准（如ASME PCC-1附录O, EN 13555, ISO 15848-1等）要求。
• 高温密封性：
  • 在模拟工况的高温条件下（需在设备允许范围内），重复上述密封性测试。
  • 评估垫片材料在高温下的热稳定性及密封性能保持能力。

四、 化学稳定性与耐介质性能检测

• 质量变化率与体积膨胀率：
  • 将垫片浸泡在特定化学介质（如酸、碱、油、溶剂等）中一定时间和温度。
  • 取出后清洗、干燥，测量其质量变化百分比和体积变化百分比（按ASTM D471, D543等标准）。
  • 变化率需在可接受范围内，表明材料耐介质侵蚀性好。
• 腐蚀性评估（针对金属骨架）：
  • 检查与介质接触后金属骨架（如适用）的表面状况，评估是否发生点蚀、均匀腐蚀或晶间腐蚀。
  • 可参考相关金属材料腐蚀试验标准。
• 耐温性验证：
  • 通过热重分析（TGA）或差示扫描量热法（DSC）分析材料的热分解温度和氧化起始温度。
  • 进行高温老化试验，观察外观变化、测量性能衰减（如压缩回弹率），确认其宣称的最高使用温度下的稳定性。

五、 特殊应用要求的附加检测

• 防火安全性能：
  • 对于有防火要求的场合（如API 6FB, BS 6755 Part 2标准），需进行火烧试验。
  • 评估垫片在高温火焰灼烧后及冷却过程中的密封能力。
• 低温性能：
  • 在低温环境下测试其压缩回弹性能、柔韧性和密封性。
• 渗透性（针对特定气体）：
  • 测量特定气体（如氢气）在材料内部的渗透速率。

总结：
石墨垫片的检测是一个多维度、系统化的过程，需依据具体应用工况（温度、压力、介质、法兰标准等）选择相应的检测项目和标准。全面、严格的检测是保障垫片密封可靠性、设备安全运行及延长使用寿命的关键环节。检测结果应形成客观、详实的报告，作为垫片验收和质量控制的重要依据。