大多数工厂人员都面临管道系统中法兰连接泄漏的问题。这些泄漏通常是机械问题的结果，例如，垫圈压缩过多或不足。但是，有时在特定服务中使用了错误的垫圈，这需要在调查泄漏的根本原因时确定。解决泄漏问题的第一步是首先解决影响选择垫圈的因素：温度，介质，压力和应用。

首先将系统工作温度与垫片额定值进行比较。垫圈的额定值最好远高于预期的最大工作量。螺栓连接处的循环温度比稳态要难，因此请注意所研究的情况。

此外，垫圈必须与系统中的介质兼容，包括存在对主流体的任何清除物或添加剂。例如，腐蚀性清洁会侵蚀大多数基于纤维的垫片。

与温度一样，垫圈的额定压力应超过系统的工作压力。请注意是否有任何周期性的波动，尖峰或锤击，以及服务是否包括某种形式的伴热，通常用于运输在环境温度下固化的产品的管道。这会产生巨大的压力增加，通常在启动时会出现热量痕迹开始使过程流体液化，形成陷井的情况，或者如果管路中完全充满液体并且两端的管子或容器都被封闭，这会造成压力的极大增加。结束。

可以将应用视为接头的机械细节，其主要考虑因素是垫圈上的可用压缩载荷。该负载确定垫圈是否适合该组件。用法兰组件中的紧固件产生的可用压缩载荷除以垫圈的表面接触面积，可在垫圈上产生预期的压缩应力。除了可用负载外，还要注意法兰是凸起的还是平坦的。观察表面光洁度和其他机械因素，例如以“凹槽到平面”的方式安装垫片时的凹槽深度。

压缩负荷

由于必须根据使用条件和所用法兰的类型来选择垫圈，因此在对泄漏进行故障排除时必须考虑这些因素。

螺栓连接中的可用压缩负载在很大程度上决定了是否应使用橡胶粘合的纤维片，聚四氟乙烯（PTFE）或金属垫片。

如果可用应力在600到1200 psi之间，则将使用橡胶垫圈。在低于600 psi的应力下，可能需要特殊的垫圈才能始终保持紧密的密封。

垫片，厚度

图2.用于记录注释和厚度测量的样本工作表

相反，高于1200 psi的应力会使橡胶垫圈破裂或破裂，但仍可能太低而无法与较硬的材料（例如标准PTFE或橡胶粘合的纤维薄板垫圈）形成有效的密封（见图1）。这些材料在3,000 psi或更高的压力下效果最佳。

可用的压缩载荷还取决于所用法兰的类型。锻钢法兰比纤维增强塑料（FRP），塑料（PVC，CPVC等）和铸铁法兰承受的应力更大。弹性体垫片具有最低的载荷要求，金属垫片具有最高的抗压强度和内部压力能力。

法兰连接处的泄漏通常是由应用程序的力学造成的，从而导致压缩负载过多或过少。这可能是因为对螺栓施加了不正确或不均匀的载荷，或者是由于在法兰设计和可用螺栓连接的情况下无法获得适当的载荷。在相同的螺栓连接下，带有全密封垫的平面法兰将不会与压缩面积较小的凸起法兰施加相同的压力。

在通常产生低压缩垫圈载荷和随之而来的问题的法兰类型中，有通常在阀门和泵中发现的上述扁平铸铁法兰。搪玻璃设备；非金属法兰，例如FRP，PVC，CPVC和HDPE；以及用于风管，容器和真空储罐的轧制角铁法兰。

垫片故障排除

解决了这些问题后，实际对密封垫泄漏进行故障排除的过程始于关闭系统。释放压力；排空液体；并卸下所有螺母，螺栓和垫圈。然后小心地从法兰上拆下垫圈，以保持其完好无损。但是请注意，如果可以测量其压缩厚度，则即使是部分垫圈也可以使用（请参见图2）。

首先检查垫圈以确定安装期间是否损坏。在边缘上查找翻倒到座位表面上，或者从法兰上看到的印记表明它没有正确居中。另外，还要寻找任何视觉线索或物理损伤，例如微弱的烙印，表明压缩不足，过度压缩以及过度压缩和可能的侵蚀而分裂。由磨蚀性介质引起的腐蚀通常被看作是弯曲的区域，该区域在垫圈的内径（ID）处已被去除或磨损。与化学腐蚀不同，它通常局限于边缘光滑的一个区域（见图3）。

腐蚀，PTFE，垫圈

图3.腐蚀对PTFE垫片的影响

检查垫圈和法兰座表面上是否使用了防粘剂，防卡剂或硅树脂。这些可能会通过减少垫圈和法兰之间的摩擦力（使垫圈挤出，吹出或挤压）而损害密封性能。然后检查垫圈的座面，以查找可能由于法兰缺陷或旧垫圈造成的不规则印痕，而在安装新垫圈之前，旧垫圈没有完全清除。

最后，使用带有平坦测量面的千分尺测量整个安装区域的垫圈厚度。尖锐的千分尺可能会钻入软垫圈，从而导致测量结果不准确。卡尺通常无济于事，因为垫圈的内径和外径（OD）可能有未压缩的区域，从而阻止了他们测量压缩区域的真实厚度。

这些厚度测量值表明垫片是否被充分均匀地压缩。如果朝向OD的压缩大于固定区域的ID，则发生了法兰旋转或弯曲。测量两个或三个位置的未压缩厚度对于计算压缩百分比非常重要。请注意，垫圈的原始厚度通常与标称厚度略有不同，因此了解实际的未压缩厚度非常重要。

计算压缩

一旦完全测量了垫片周围的厚度，就可以按原始厚度的百分比计算压缩量，如下所示：

厚度公式

将该百分比与预期压缩率进行比较，请注意，使用合理的螺栓应力下的垫片表面积和可用螺栓载荷计算出了垫片上的可用应力。在进行比较时，请使用制造商发布的可压缩性值（基于ASTM F36方法），该值通常在5,000 psi压缩应力下对纤维和PTFE垫圈进行测试。也可以使用压缩-负载曲线。用过的垫圈上的压缩力远高于或低于预期压缩力可能表明泄漏的原因。

从垫圈的一个区域到另一个区域，压缩通常会发生很大的变化，这表明法兰未对准，管道支撑不当或螺栓负载不均匀。过度压缩可能会压碎或导致某些垫片破裂，这可能被误认为是已安装在
凸面法兰中的橡胶垫片的化学侵蚀。

在某些情况下，制造商可能能够提供照片，以显示压碎，化学侵蚀，腐蚀，单体聚合产生的“爆米花”和其他常见问题的影响。

有效地对垫片泄漏进行故障排除从逻辑上开始于确定是否为给定的使用条件选择了正确的垫片。这可以通过识别随后可以通过检查失效的垫圈来确认的问题来加快该过程。通过将用过的垫圈的样品提交给制造商进行分析，可以进一步简化该过程。