金属缠绕垫是一种广泛应用于工业密封领域的部件，其结构主要由金属带与非金属填充材料交替缠绕而成。这种垫片具有多道密封作用，并能适应一定的压力和温度波动，因此在许多工业设备连接中起到关键的密封效果。宣城市作为该类产品的生产地之一，出产的金属缠绕垫在技术参数上具有一定的代表性。下面将从结构组成、材料选择、技术性能参数、适用条件及选用注意事项等方面进行阐述。

一、结构组成

金属缠绕垫的基本结构由以下几个部分构成：

1、金属带：金属带是缠绕垫的骨架部分，通常采用不同材质的金属带加工而成。常用金属带材质包括低碳钢、不锈钢、特殊合金等。金属带的截面形状通常为V形或W形，这种形状有助于在受压时产生弹性变形，增强密封效果。

2、非金属填充材料：非金属填充材料夹在金属带之间，起到填充和辅助密封的作用。常用的非金属材料有石墨、石棉（注：石棉因环保与健康因素，在许多领域已被限制或替代）、非石棉纤维、聚四氟乙烯等。填充材料的选择直接影响垫片的耐温性、耐腐蚀性和密封性能。

3、内外环：部分金属缠绕垫会根据需要设置内环或外环。内环的作用是定位垫片，防止填充材料被介质冲刷，并提高垫片的稳定性；外环则用于保护垫片边缘，方便安装定位，并分散部分螺栓载荷。

二、材料选择

金属缠绕垫的性能很大程度上取决于其构成材料的选择。不同的介质、温度、压力条件需要匹配不同材质的金属带和填充材料。

1、金属带材质：常用金属带材质及其适用条件如下：

-低碳钢：适用于一般水、油、蒸汽等介质，使用温度范围一般在-40℃至+540℃。

-304不锈钢：具有良好的耐腐蚀性，适用于多种腐蚀性介质，温度范围约-250℃至+550℃。

-316不锈钢：耐腐蚀性能优于304，尤其耐点蚀和缝隙腐蚀，温度范围与304相近。

-特殊合金：如蒙乃尔、因科镍等，用于强腐蚀性或高温环境，具体温度上限视合金类型而定。

2、非金属填充材料：常用非金属填充材料及其特性：

-石墨：耐高温性能好，可使用在氧化性介质中，温度范围可达-200℃至+850℃（在非氧化介质中上限会降低）。具有良好的润滑性和压缩回弹性。

-聚四氟乙烯：化学稳定性极佳，耐多种强腐蚀介质，但温度上限相对较低，一般在-200℃至+260℃。

-非石棉纤维：环保型材料，适用于中低温度和水、油等介质，温度范围一般在-150℃至+400℃。

三、技术性能参数

金属缠绕垫的技术性能参数是衡量其质量和适用性的关键指标，主要包括以下几个方面：

1、尺寸参数：金属缠绕垫的尺寸通常根据连接法兰的规格确定。主要尺寸包括内径、外径、缠绕部分宽度、金属带厚度、填充材料厚度等。这些尺寸需符合相关标准或用户图纸要求，以保证安装后的密封面覆盖率与压缩量适中。

2、压力参数：金属缠绕垫的设计压力范围较宽，通常可从真空条件到数十兆帕。具体适用压力需结合垫片材质、结构、使用温度及法兰类型综合确定。在常温下，许多标准型缠绕垫可用于压力不超过20兆帕的场景。

3、温度参数：如前所述，金属缠绕垫的耐温性能主要受金属带和填充材料的限制。不同材料组合的垫片其连续工作温度范围不同，用户在选型时多元化确认垫片的温度适用范围是否满足工况要求。

4、密封性能：密封性能通常通过泄漏率来评价。在标准测试条件下，金属缠绕垫的泄漏率可达到较低水平，例如在某些标准中要求泄漏率小于1×10⁻³cm³/s。实际泄漏率受安装条件、表面粗糙度、螺栓载荷等多种因素影响。

5、压缩回弹性能：压缩率指垫片在特定压缩载荷下厚度减少的百分比，回弹率指卸载后厚度恢复的百分比。良好的压缩回弹性能使垫片能适应法兰面的微小变形和温度波动。典型值：压缩率约18%-30%，回弹率大于15%。

6、应力松弛性能：应力松弛是指垫片在长期受压和高温环境下，密封应力逐渐衰减的现象。金属缠绕垫通常具有较好的抗应力松弛能力，尤其是在高温工况下，能保持较长时间的密封有效性。

四、适用条件与选用注意事项

金属缠绕垫虽然适用性广，但正确选型与安装是保证其密封效果的前提。

1、介质相容性：垫片材料多元化与所密封的介质相容，避免因腐蚀、溶胀、化学侵蚀等原因导致失效。用户需提供准确的介质成分、浓度、状态（气、液、相态）等信息。

2、法兰条件：垫片的选用需考虑法兰的材质、密封面形式（如突面、凹凸面、榫槽面等）、表面粗糙度、螺栓规格及扭矩要求。不匹配的法兰条件可能导致垫片压紧不均或过度压缩。

3、工况波动：如果系统存在频繁的温度、压力波动，或机械振动，应选择补偿能力更强的缠绕垫结构，并可能需加装内环或外环以增强稳定性。

4、安装要求：安装时需确保法兰密封面清洁、无损伤；垫片应放正，螺栓应对称均匀拧紧至规定扭矩，避免偏载或过度压缩导致垫片损坏。

五、总结重点

1、金属缠绕垫由金属带与非金属填充材料缠绕而成，结构上可带内环或外环，其性能取决于金属材质（如不锈钢、特殊合金）和填充材料（如石墨、聚四氟乙烯）的选择。

2、关键技术参数包括尺寸精度、适用压力与温度范围、密封泄漏率、压缩回弹性能及抗应力松弛能力，这些参数直接关系到垫片在具体工况下的密封可靠性。

3、正确选用和安装金属缠绕垫需综合考虑介质特性、法兰条件、工况波动等因素，确保材料相容、安装规范，以发挥其应有的密封作用。