密封技术分享 | 垫片密封行为性能：粗糙度对垫片密封性能的影响

垫片密封行为性能

粗糙度对垫片密封性能的影响

什么是表面粗糙度

高度特征参数

√ 轮廓算术平均偏差 Ra：在取样长度（Lr）内轮廓偏距绝对值的算术平均值。在实际测量中，测量点的数目越多，Ra越准确。

√ 轮廓最大高度 Rz：轮廓峰顶线和谷底线之间的距离。

对机械零件的影响

√ 配合性质、耐磨性、疲劳强度、接触刚度、振动和噪声等有密切关系，对机械产品的使用寿命和可靠性有重要影响。

对密封连接接头的密封性能有重要影响

表面粗糙度对垫片密封性能的影响

表面粗糙度对密封的影响机理

√ 降低紧密度，提高泄漏率

√ 提高紧密度，降低泄漏率

其主要原因是：一方面不同粗糙度会对密封件与密封面表面的啮合性产生影响；另一方面，适当的粗糙度可以增加密封的“有效密封面宽度”，即w’>w。

对于线密封性质的金属环垫，如金属椭圆垫，其与被密封的法兰金属面之间属于“硬接触“，粗糙度会导致啮合性下降，导致紧密度下降，所以，这类密封连接，一般要求控制密封面的粗糙度不超过1.6μm。

对于平面密封性质的柔性密封，如宝骅的BMC产品：橡胶垫片、无石棉橡胶垫片、PTFE垫片、石墨缠绕垫片等，其自身具有良好的啮合性，能有效“填补”法兰表面由“粗糙”引起的“凹凸”，但有两个前提，一是密封件通过啮合“填充”，其波谷处的应力水平仍然有效，即σgo’min不低于有效的工作密封应力。

因此，粗糙度也不能过大；二是，加工时所形成的“水纹线”尽量采用同心圆，尤其是在粗糙度接近6.3μm的时候，采用螺旋线（虽然ASME B16.5第6.4.5.3节允许）对于密封紧密度要求较高（如以随机单孔漏率检测的紧密度≤10-6P.m3/s）的接头而言，会有影响。

表面粗糙度对垫片密封性能的影响

表面粗糙度对密封的影响机理

提高抗吹出载荷

对于平面密封而言，适当的粗糙度提高了密封件和被密封表面的摩擦力，从而提高密封件的吹出抗力，即摩擦力F’>F

妙 懂 密 封

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