咨詢電話：常見墊片在 RTO 系統(tǒng)中的應(yīng)用
近年來，隨著國家環(huán)保法律法規(guī)的不斷出臺、監(jiān)管要求的日趨嚴(yán)格，醫(yī)藥化 工行業(yè)化學(xué)品的生產(chǎn)、儲存為了進一步減少污染物無組織排放，提升環(huán)保治理水平，越來越多地會配套建設(shè)揮發(fā)性有機物（VOCs ，volatile organic compounds）治理設(shè)施，蓄熱式熱力氧化裝置（以下簡稱RTO，Regenerative Thermal Oxidizer） 就是目前處理效率高的主流治理設(shè)備。蓄熱式熱氧化爐，簡稱RTO ，是一種高效有機廢氣處理設(shè)備。主要由一個加熱爐爐體、兩個或者兩個以上蓄熱室、換向系統(tǒng)以及燃料、供風(fēng)和排煙系統(tǒng)構(gòu)成。RTO 爐內(nèi)部配有蓄熱陶瓷體，可以高效的吸收并利用有機廢氣燃燒釋放的熱量，用來維持設(shè)備本身的溫度，并可用多余的熱量給生產(chǎn)線提供熱能，從而達到節(jié)約生產(chǎn)成本的目的。
按照一個裝置具有蓄熱體床層的數(shù)量，可分為單床和多床（或單臺式和多臺 式）多床蓄熱式燃燒設(shè)備就包括兩室、三室、多室的 RTO 。而單床實際上是把一個空間內(nèi)的蓄熱體床層分隔為上下或左右兩部分，通過切換氣體的流向來實現(xiàn)對蓄熱體的加熱和冷卻。
按蓄熱體靜止或運動狀態(tài)可分為固定式和旋轉(zhuǎn)式，典型的RTO 裝置的蓄熱體是固定不動的，但單床蓄熱式燃燒設(shè)備，其蓄熱體可旋轉(zhuǎn)，也可保持固定。這里分為兩種情況：一種是固定氣體流動方向而使蓄熱體本身旋轉(zhuǎn)，即采用較輕的 金屬材料作為蓄熱體，或者陶瓷蓄熱體容積較小，可作成圓盤狀來旋轉(zhuǎn)，這種裝置中的蓄熱體同樣也是周期性地被加熱和冷卻。
另外一種是因為陶瓷蓄熱體的容積大而笨重，根本不適合旋轉(zhuǎn)，此時也只能采用特殊結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)式氣體分配罩（氣體分配器）來改變氣體的流向。理論上，后者也可用于典型的兩室、三室、多室的蓄熱式熱力氧化器上，即用旋轉(zhuǎn)式氣體分配器代替切換閥。旋轉(zhuǎn)蓄熱式燃燒設(shè)備都是單臺的，其外形大多做成圓筒狀。
長期運行的經(jīng)驗積累總結(jié)得出，一套穩(wěn)定可靠的RTO設(shè)備，不僅取決于設(shè)計，更需要重點關(guān)注的是不斷改進密封件，管件與管件之間的密封件，提升閥等閥門 的密封件選擇十分重要，關(guān)乎RTO設(shè)備自動控制檢測和RTO使用壽命，為此介紹以下常見密封材料使用環(huán)境。
墊片是兩個物體之間的機械密封，通常用以防止兩個物體之間受到壓力、腐蝕和管路自然的熱脹冷縮泄漏。由于機械加工表面不可能沒有瑕疵，使用墊片即可填補不規(guī)則性。墊片通常由片狀材料制成，如墊紙、橡膠、硅橡膠、金屬、軟木、 毛氈、氯丁橡膠、丁腈橡膠、玻璃纖維或塑料聚合物（如聚四氟乙烯），特定應(yīng) 用的墊片可能含有石棉。
我們通常在選擇墊片材料所考慮的因素主要取決于墊片所處的環(huán)境溫度、墊片承受的壓力和墊片接觸的介質(zhì)，以及墊片材料的經(jīng)濟性、設(shè)計使用壽命、安裝和更換便捷性。
墊片的種類繁多，應(yīng)用場景多，我們在市場常見的墊片按其材料和結(jié)構(gòu)大致可分為金屬墊片、非金屬墊片和復(fù)合墊片三大類。
一、金屬墊片材料
金屬墊片就是由高精密度，高硬度的片狀材料精制而成，通常用在精密模具或精密五金的調(diào)整以及測量，或者作為墊塊，稱為精密墊片，有時也叫模具墊片或精密間隙片。
1. 碳鋼
推薦工作溫度不超過538℃ ,特別當(dāng)介質(zhì)具有氧化性時。優(yōu)質(zhì)薄碳鋼板 地不適合應(yīng)用于制造無機酸、中性或酸性鹽溶液的設(shè)備，如果碳鋼受到在的應(yīng)力，用于熱水工況條件下的設(shè)備事故率非常高。碳鋼墊片通常用于高濃度的酸和許多堿溶液。布氏硬度約120。
2.304 和316L 不銹鋼
304 不銹鋼（鉻18%—20%、鎳8%- 10%），推薦工作溫度不超過760℃。在溫度- 196~538℃區(qū)間內(nèi)，易發(fā)生應(yīng)力腐蝕和晶界腐蝕。316L 不銹鋼推薦連續(xù)工作溫度不超過760℃~815℃。碳含量不超過相對于316 不銹鋼具有更優(yōu)秀的耐應(yīng)力和晶界腐蝕。布氏硬度約140。
3．20合金
20合金是一種鎳、鐵、鉻、鉬和銅合金。推薦工作溫度不超760℃~815℃。特別適用于制造耐硫酸腐蝕的設(shè)備，布氏硬度約160。
4.鋁
鋁（含量不低于99%）。鋁具有優(yōu)秀耐腐蝕性能和加工性能，適用于制造雙夾墊片。布氏硬度約35。推薦連續(xù)工作溫度不超過426℃。
5.紫銅和黃銅
紫銅的成分接近于純銅，其含有微量的銀以增加其連續(xù)工作溫度。推薦連續(xù)工作溫度不超過260℃。布氏硬度約80。黃銅（銅66%、鋅34%），在大多數(shù)工況條件下，具有良好耐腐蝕性能，但不適應(yīng)醋酸、氨、鹽和乙炔。推薦連續(xù)工作溫度不超過260℃。布氏硬度約58。
二、非金屬墊片材料
非金屬墊片材料主要以橡膠材料為主，橡膠墊片具有耐油、耐酸堿、耐寒熱、耐老化等性能，可直接切割成各種形狀的密封墊片，廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、電子、化工、抗靜電、阻燃、食品等行業(yè)。
1．天然橡膠NR
對弱酸和堿，鹽和氯化物溶液具有良好的耐蝕性能，對油和溶劑耐蝕性能是差的，并不推薦用于臭氧介質(zhì)。推薦工作溫度-57℃~93℃。
2．氯丁橡膠CR
氯丁橡膠是一種合成橡膠，適應(yīng)于耐中等腐蝕的酸，堿和鹽溶液的腐蝕。對商業(yè)用油和燃料具有良好的耐腐蝕作用。但在強氧化性酸、芳香烴和氯化碳?xì)浠衔锲淠透g性能是差的。推薦工作溫度-51℃~ 121℃。
3 ．丁氰橡膠 NBR
丁氰橡膠是一種合成橡膠，適應(yīng)于在較寬溫度范圍內(nèi)具有良好的耐油、溶劑、芳香烴、堿性碳?xì)浠衔?、石油和天然氣的腐蝕性能。對氫氧化物、鹽和接近中性的酸具有良好的耐腐蝕性能。但在強氧化性介質(zhì)、氯化碳?xì)浠衔?，酮類和脂類其耐腐蝕性能是差的，推薦工作溫度51℃~ 121℃。
4．氟橡膠
氟橡膠膠料是由二元和三元氟生膠添加配合劑、硫化劑經(jīng)混煉而成。除具有優(yōu)異的耐熱、耐介質(zhì)和良好物理機械性能外，還具有壓縮久變形低、彈性好和超長使用壽命。氟橡膠具有突出的耐熱（200～250℃）,耐油性能，可用于制造氣缸套密封圈，膠碗和旋轉(zhuǎn)唇形密封圈，能顯著地提高使用時間。 推薦工作溫度-40℃~232℃。
5．氯磺?；垡蚁┖铣上鹉z
對酸、堿和鹽物溶液具有良好的耐蝕性能，同時不受氣候、光照、臭氧、商業(yè)燃料（如柴油和煤油等）影響。但不適應(yīng)用于芳香烴、氯化碳?xì)浠衔?、鉻酸和硝酸。推薦工作溫度-45℃~ 135℃。
6．硅橡膠
硅橡膠具有突出的耐高低溫，可在 150℃下超長期使用而無性能變化；可在200℃下連續(xù)使用10000 小時，在-70～260℃的工作溫度范圍內(nèi)能保持其特有的使用彈性及耐臭氧，耐天候等優(yōu)點，適宜制作熱機構(gòu)中所需的密封墊，如密封襯圈，閥墊、油封（適用于水介質(zhì)）等，特種硅橡膠可制作油封。
7．乙丙橡膠
對強酸、強堿、鹽和氯化物溶液具有良好的耐蝕性能。但不適應(yīng)用于油類、溶劑、芳香烴和碳?xì)浠衔?。推薦工作溫度-57℃~ 176。
8．石墨
石墨該材料不含樹脂或無機物的全石墨材料，可分為摻入金屬或不摻入金屬元素石墨材料。該材料可粘接以至可制造直徑超過600MM 管道墊片。對許多酸、堿、鹽和有機合物和傳熱溶液，甚至高溫溶液具有非常優(yōu)異的耐蝕性能。它不能熔化，但超過3316℃時將升華。在高溫條件下，在強氧化性介質(zhì)中使用該材料應(yīng)慎重。除用于墊片外，該材料也可制作填料和纏繞墊片中的非金屬纏繞帶。
9．陶瓷纖維
成型于帶材的陶瓷纖維是一種適用于高溫和低壓工況及輕型法蘭條件下的優(yōu)異墊片材料，推薦工作溫度1093℃,可制作纏繞墊片中的非金屬纏繞帶。
10．聚四氟乙烯
聚四氟乙烯集中了大多數(shù)塑料墊片材料的優(yōu)點，包括耐溫從-95℃~232℃ 。除游離氟和堿金屬外，對化學(xué)物品、溶劑、氫氧化物和酸具有優(yōu)異的耐蝕性能。PTFE材料能充填玻璃，其目的是降低PTFE的冷流性和蠕變性。
三、復(fù)合墊片
復(fù)合墊片是一種復(fù)合材料，由多種材料層次交替壓制而成。復(fù)合墊片主要生產(chǎn)材料包括金屬片、陶瓷片、石墨、柔性石墨、有機及無機纖維等。其中，金屬片和陶瓷片具有高強度和高溫抗性，是復(fù)合墊片主要的強化材料。石墨和柔性石墨具有較好的密封性能和耐溫性能，是復(fù)合墊片的重要組成部分。有機及無機纖維具有良好的密封性能和耐腐蝕性能，是復(fù)合墊片中的重要填充材料。
1. 石墨復(fù)合
石墨復(fù)合墊片又叫增強石墨墊片或高強石墨墊片是從增強石墨板打孔或切割而成的，它具有良好的防腐蝕性， 耐高/低溫，良好的壓縮回彈性和高強度性。
2.金屬纏繞墊片
金屬纏繞墊片采用優(yōu)質(zhì) SUS304、SUS316（“V”形或“W”形）金屬帶及其他合金材料與石墨、石棉、聚四氟乙烯、無石棉等軟性材料相互交替重疊螺旋纏繞 而成，在開始及末端用點焊方式將金屬帶固定。纏繞墊片是閥門、泵、換熱器、人孔、手孔等法蘭連接處理想的靜密封原件。
3.聚四氟乙烯包覆墊片
聚四氟乙烯包覆墊片又稱四氟夾包墊片是一種非金屬墊片，一般由包覆層及嵌入物兩部分組成。包覆層主要起耐腐蝕作用，通常由聚四氟乙烯材料制成，嵌人物（填料）為彈性較好的帶或不帶金屬增強層的非金屬密封材料，通常為石棉橡膠板。
4.石棉橡膠墊片
石棉橡膠墊片以石棉纖維、橡膠為主要原料再輔以橡膠配合劑和填充料，經(jīng)過混合攪拌、熱輥成型、硫化等工序制成。石棉橡膠墊片根據(jù)其配方、工藝性能及用途的不同，可分為普通石棉橡膠墊片和耐油石棉橡膠墊片。根據(jù)使用的溫度和壓力不同可以分為低壓石棉橡膠墊片，中壓石棉橡膠墊片和高壓石棉橡膠墊片。適用于水、水蒸氣、油類、溶劑、中等酸、堿的密封，石棉墊片主要應(yīng)用在中、低壓法蘭連接的密封中。
5.非石棉墊片
非石棉墊片（無石棉墊片）是以芳綸等有機纖維和植物纖維與丁腈橡膠、無機礦物質(zhì)在高溫下壓延而成的密封材料，由于含石棉纖維很少，適用為石棉墊片的無石棉墊片的替代產(chǎn)品。非石棉墊片（無石棉墊片）既具有較高的強度，又具有較好的回彈性，同時具有強的抗?jié)B透性能是在高溫高壓下取代石棉墊片的良好環(huán)保材料。
四、密封墊片的選型
任何一種類型的墊片，在惡劣的使用環(huán)境中，要保證長時間的有效密封，都需要具備以下幾點重要特性：
1. 墊片的氣密性
對于密封系統(tǒng)的介質(zhì)，墊片在推薦的溫度和壓力工作一定時間內(nèi)不發(fā)生泄漏。
2. 墊片的可壓縮性
墊片和法蘭的接觸面在連接螺栓緊固后，應(yīng)能很好吻合，以保證密封。
3. 墊片的抗蠕變性
墊片在壓力負(fù)荷和使用溫度的影響下，抗蠕變性應(yīng)較好，否則會造成螺栓扭矩
損失，導(dǎo)致墊片的表面應(yīng)力減小，從而硬氣系統(tǒng)泄露。
4. 墊片的抗化學(xué)腐蝕
所選用的墊片應(yīng)不受化學(xué)介質(zhì)的腐蝕，而且不能污染介質(zhì)。
5. 墊片的回彈性
即使在系統(tǒng)穩(wěn)定的狀況下，相連接的兩個法蘭由于溫度和壓力的影響肯定會存
在微小位移，墊片的彈性功能應(yīng)能彌補此位移，以保證系統(tǒng)的密封性。
6. 墊片的抗黏接性
墊片在使用后應(yīng)能方便地從法蘭上拆除，不粘接
7. 墊片的無腐蝕性
墊片應(yīng)對連接的法蘭表面無腐蝕性。
8. 墊片的耐溫度
所選用的墊片應(yīng)保證在系統(tǒng)的低溫度和高溫度下正常使用。
除了滿足以上條件外，墊片在安裝也尤其重要，墊片必須安放在法蘭的正中 心，在凸面法蘭上尤為重要，保證密封面的平整度和加工精度，必須均勻?qū)ΨQ地緊固連接螺栓；必須使用彈簧墊圈以保證負(fù)荷均勻，緊固螺栓時使用扭力矩扳手；在系統(tǒng)運行一天后，檢查和重新校正連接螺栓的扭矩；為保證墊片使用壽命，請不要使用液體或金屬基體的防粘劑或潤滑劑。
根據(jù)工程經(jīng)驗墊片使用失敗的原因有初裝壓力欠缺、螺栓負(fù)載、螺栓上的螺紋損壞、舊墊片的二次使用、不適合工況條件、法蘭與螺栓的錯誤選用等原因造成墊片密封效果不理想。
VOCs 來源復(fù)雜且種類繁多、性狀不一、易于揮發(fā)等特征決定了其有別于煙塵、SO2和NOx等污染物。RTO焚燒爐對于大風(fēng)量、中低濃度的有機廢氣的處 理效果較好，在當(dāng)前能源價格飆升的背景下，以資源循環(huán)利用為目的的RTO處理VOCs廢氣技術(shù)具有廣闊的前景，面對種類繁多的廢氣，選擇合適耐用且經(jīng)濟的密封材料還需要繼續(xù)探索和改進。
