墊圈是一種機械密封，它填充兩個或多個配合表面之間的空間，通常是為了防止在受壓時從連接對象泄漏或泄漏到連接對象中。它是一種可變形材料，用于在機械組件的各種操作條件下產生靜態密封并保持該密封。墊圈允許機器零件上的配合表面不夠完美，它們可以填充不規則處。墊片通常由片材切割而成。考慮到有缺陷或泄漏的墊圈的潛在成本和安全影響，選擇正確的墊圈材料以滿足應用需求至關重要。用于特定應用（例如高壓蒸汽系統）的墊圈可能含有石棉。然而，由于與石棉接觸相關的健康危害，在實際情況下使用非石棉墊片材料。通常希望墊圈由在一定程度上具有屈服性的材料制成，使得它能夠變形并緊密地填充其設計的空間，包括任何輕微的不規則性。某些類型的墊片需要將密封劑直接涂在墊片表面才能正常工作。一些（管道）墊圈完全由金屬制成，并依靠座面來完成密封；利用了金屬自身的彈簧特性（達到但不超過材料的屈服強度σy）。這是一些環形接頭(RTJ)或一些其他金屬墊片系統的典型特征。這些接頭稱為R-con和E-con壓縮型接頭。

墊片通常由平面材料制成，例如紙張、橡膠、硅膠、金屬、軟木、氈、氯丁橡膠、丁腈橡膠、玻璃纖維、聚四氟乙烯（也稱為PTFE或Teflon）或塑料聚合物（如聚氯三氟乙烯）.在壓縮纖維墊片材料的工業應用中，有效墊片更理想的特性之一是能夠承受高壓縮載荷。大多數工業墊片應用都涉及將壓力很好地施加到14MPa(2000psi)或更高范圍內的螺栓。一般來說，有幾個道理可以提高墊片的性能。其中一項經過嘗試和測試的方法是：施加在墊片上的壓縮載荷越大，其持續時間就越長。有幾種方法可以測量墊片材料承受壓縮載荷的能力。熱壓縮測試可能是這些測試中最被接受的。大多數墊片材料制造商將提供或公布這些測試的結果。

根據工業用途、預算、化學接觸和物理參數，墊片有許多不同的設計：

當一塊材料從其上沖壓出墊片形狀時，它就是墊片。這可能導致粗制、快速和廉價的墊圈。在以前，該材料是壓縮石棉，但在現代，使用的是纖維材料或無光澤石墨。這些墊片可以根據所用材料的惰性滿足各種不同的化學要求。非石棉墊片板經久耐用，由多種材料制成，并且本質上很厚。材料示例是礦物橡膠、碳橡膠或合成橡膠，例如EPDM、丁腈橡膠、氯丁橡膠、天然橡膠、SBR嵌件-每種橡膠都具有適用于不同應用的獨特性能。使用片狀墊片的應用涉及酸、腐蝕性化學品、蒸汽或溫和的腐蝕劑。靈活性和良好的恢復性可防止在安裝片狀墊片期間發生破損。

固體材料背后的想法是使用金屬，這些金屬不能從板材上沖壓出來，但生產起來仍然很便宜。這些墊片通常具有比片狀墊片更高的質量控制水平，并且通常可以承受更高的溫度和壓力。關鍵的缺點是固體金屬必須被xxx壓縮才能與法蘭頭齊平并防止泄漏。材料選擇比較困難；由于主要使用金屬，因此存在工藝污染和氧化風險。另一個缺點是使用的金屬必須比法蘭軟-以確保法蘭不會翹曲，從而防止與未來的墊圈密封。即便如此，這些墊圈還是在工業中找到了一個利基市場。

螺旋纏繞墊片包括金屬和填充材料的混合物。通常，墊圈具有金屬（通常是富碳或不銹鋼）以圓形螺旋（其他形狀也是可能的）向外纏繞的，填充材料（通常是柔性石墨）以相同的方式纏繞，但從相對側開始。這導致填充物和金屬的交替層。這些墊圈中的填充材料充當密封元件，金屬提供結構支撐。事實證明，這些墊圈在大多數應用中都是可靠的，并且比實心墊圈具有更低的夾緊力，盡管成本更高。

恒定密封應力墊片由兩部分組成；由合適材料（例如不銹鋼）制成的實心承載環，以及安裝在兩個相對通道內的一些可壓縮材料制成的兩個密封元件，在承載環的兩側各有一個通道。密封元件通常由適合工藝流體和應用的材料（膨脹石墨、膨脹聚四氟乙烯(PTFE)、蛭石等）制成。恒定閥座應力墊片的名稱源于承載環輪廓考慮了法蘭旋轉（螺栓預緊力下的偏轉）這一事實。對于所有其他常規墊圈，當法蘭緊固件擰緊時，法蘭在負載下徑向偏轉，導致在外墊圈邊緣處產生xxx的墊圈壓縮和xxx的墊圈應力。由于在為給定的法蘭尺寸、壓力等級和材料制造承載環時，用于固定座應力墊圈的承載環考慮了這種變形，因此可以調整承載環輪廓，以使墊圈座應力在徑向上均勻分布整個密封區域。此外，由于密封元件完全由承載環上相對通道中的法蘭面限制，因此作用在墊圈上的任何工作中的壓縮力都通過承載環傳遞，并避免密封元件的任何進一步壓縮，從而保持使用中的“恒定”墊圈座壓力。因此，墊片不受包括蠕變松弛、高系統振動或系統熱循環在內的常見墊片失效模式的影響。提高恒定閥座應力墊片密封性的基本概念是（i）如果法蘭密封表面能夠獲得密封，（ii）密封元件與過程流體和應用兼容，以及（iii）足夠在安裝時達到影響密封所必需的墊圈座應力，然后墊圈在使用中泄漏的可能性xxx降低或完全消除。

雙夾套墊片是填充材料和金屬材料的另一種組合。在此應用中，末端類似于C的管子由金屬制成，并帶有一個額外的部件以安裝在C的內部，從而使管子在交匯點處最厚。填料在外殼和零件之間被泵送。使用時，壓縮墊片在接觸的兩個尖端處有大量金屬（由于殼/片相互作用），這兩個地方承擔著密封過程的負擔。由于只需要一個外殼和一個零件，因此這些墊圈可以由幾乎任何可以制成片材的材料制成，然后可以插入填充物。

Kammprofile墊圈（有時拼寫為Camprofile）用于許多較舊的密封件，因為它們具有靈活的特性和可靠的性能。Kammprofiles的工作原理是實心波紋芯和柔性覆蓋層。這種布置允許非常高的壓縮和沿墊圈脊的非常緊密的密封。由于通常石墨而不是金屬芯會失效，因此Kammprofile可以在以后不活動時進行修復。Kammprofile對大多數應用來說具有很高的資本成本，但這會被長壽命和更高的可靠性所抵消。

魚骨墊片是Kammprofile和Spiralwound墊片的直接替代品。它們是由類似材料制造的全數控機床，但墊圈的設計消除了固有的缺點。魚骨墊圈不會在存儲或工廠中展開。圓形邊緣不會導致法蘭損壞。添加的停止步驟可防止魚骨墊圈被過度壓縮/壓碎，這通常是由工廠啟動時的熱扭矩技術引起的。墊圈的骨架保持延展性，并能適應熱循環和系統壓力峰值，從而形成耐用且可靠的法蘭密封件，其性能明顯優于所有其他此類墊圈。

法蘭墊片是一種墊片，用于安裝在擴口以提供更大表面積的兩段管道之間。法蘭墊片有多種尺寸，并按其內徑和外徑分類。管道法蘭墊片有很多標準。法蘭用墊片可分為四大類：

• 片狀墊片
• 波紋金屬墊片
• 環形墊片
• 纏繞墊片

片狀墊片很簡單，它們被切割成帶螺栓孔或不帶孔的標準尺寸，具有各種厚度和材料，適合管道的介質和溫度壓力。環形墊片也稱為RTJ。它們主要用于海上石油和天然氣管道，設計用于在極高壓力下工作。它們是不同橫截面的金屬實心環，如橢圓形、圓形、八角形等。有時它們的中心有孔用于壓力。螺旋纏繞墊片也用于高壓管道，由不銹鋼外圈和內圈制成，中心填充有螺旋纏繞的不銹鋼帶，與石墨和聚四氟乙烯一起纏繞，形成V形。內部壓力作用在V形表面上，迫使墊圈密封法蘭面。大多數纏繞墊片應用將使用兩種標準墊片厚度：1/8英寸和3/16英寸。對于1/8英寸厚的墊圈，建議壓縮至0.100英寸厚。對于3/16英寸，壓縮到0.13英寸的厚度。

軟墊片是一個術語，指的是從軟（柔性）板材切割而成的墊片，即使在螺栓載荷較低的情況下也能輕松適應表面不規則性。軟墊片用于熱交換器、壓縮機、閥蓋閥和管道法蘭等應用。

環形密封件(RTJSeal)是一種高完整性、高溫、高壓密封件，適用于石油工業、油田鉆井、壓力容器連接、管道、閥門等。環形填料（RTJ）的運動可以描述為由于軸向壓縮載荷而在變形的密封法蘭的凹槽中出現不規則流動。彩色密封（RTJ密封）的負載面積小，導致密封面與凹槽之間的表面壓力大，維護性能差，不適合重復使用。

許多墊圈包含一些小的改進，以增加或推斷可接受的操作條件：

• 一個常見的改進是內部壓縮環。壓縮環允許更高的法蘭壓縮，同時防止墊圈失效。壓縮環的影響很小，通常僅在標準設計出現高故障率時使用。
• 一個常見的改進是外部導向環。導向環使安裝更容易，并用作輕微的壓縮抑制劑。在某些烷基化用途中，這些可以在雙夾套墊圈上進行修改，以顯示xxx個密封何時通過與烷基化涂料相結合的內襯系統失效。

壓力不均可能由多種因素引起。首先是人為因素：螺栓預緊力的不對稱應用，這會導致壓力不均勻。理論上法蘭受壓時，密封面xxx平行，但實際上管道中心線不可能xxx同心，在法蘭力矩上擰緊螺栓會使法蘭產生不連續性。不對稱連接時，密封面或多或少會變形，壓力降低，運行負荷大，容易發生泄漏。第三，螺栓排列的密度對壓力分布有明顯影響，螺栓越靠近，壓力越均勻。

擰緊法蘭上的螺栓。由于振動、溫度變化、纏繞墊片應力松弛等因素，螺栓張力會逐漸降低，導致扭矩損失，從而引起泄漏。一般來說，較長的螺栓和較小的螺栓直徑更能防止扭矩損失。細長的螺栓是防止扭矩損失的有效方法。加熱一定時間以拉伸螺栓，然后保持給定扭矩，對于防止扭矩損失非常有效。當墊片更薄更小時，扭矩損失會更大。此外，防止機器和管道本身的強烈振動，并與相鄰設備的振動隔離。對密封面的影響并非毫無意義。不沖擊已擰緊的螺栓可以防止扭矩損失。

做好密封處理很重要，否則會導致泄漏。太光滑的表面會使墊片材料在壓力下爆裂。未加工平整的表面會提供泄漏路徑。一個好的經驗法則是加工表面達到32RMS。這確保了表面是平坦的，但具有足夠的表面光潔度以在壓縮下咬入墊圈。

使用金屬芯涂層墊圈，芯的兩側都覆蓋有柔性、可延展的密封劑。壓力等級高達300的增強金屬密封件。堅固的金屬芯可防止壓力密封，軟芯可確保出色的密封性。