压紧垫片需要的螺栓强度可以简单计算？

垫片密封大白话一点的说就是把垫片压的变形（弹性变形，塑性变形或弹塑性变形）填满缝隙阻止泄露。

管法兰由螺栓垫片选择不匹配引起的问题很多，今天说一件前段时间遇到的非常规的不匹配引起的水压泄露。先说一下是空冷器打压时泄露。我基本不做空冷器方面的设备，前段时间集团内部武汉公司的技术人员由于一台设备打压泄露大boss让找我。让我出出主意找找原因最好能提供解决办法。由于设备是压力较高（中压）的不锈钢设备，所以螺栓和垫片（叫垫圈更合适，螺栓和窄垫圈的结构，忘记截结构详图了）选用的都是不锈钢。先是电话沟通然后微信沟通了一下，把微信沟通的部分聊天内容截图放上来，有助于理解：

几天后又和武汉公司的同事沟通过，换垫片后水压没有问题。

我们要了解垫片要实现密封作用在表面的最小压力是多少，要把垫片压坏最小压力又需要多少。只有知道了两个最小压力才能判断出是否能实现密封且压不坏。这方面的资料只有欧洲才有要求。要么找大的垫片供应商要，要么就查标准。然后在看垫片能应用的温度和压力，虽然特殊的结构压力不是很适用但还是要适当参考的，不能在同一块石头上摔倒几次哈。

IDT的PTFE垫片适用范围

（不小心又帮IDT做广告了）

在EN13445-3的附录G中有这部分的内容，当然了如果确定买哪家的产品也可以直接找供应商要这部分的内容。（已经被HG/T20582引用）

螺栓预紧力高合金钢一般为F=(0.5~0.6)Rp0.2×Ab；碳钢和低合金钢螺栓一般为F=(0.6~0.7)Rp0.2×Ab；最大为0.8Rp0.2×Ab（来自机械设计手册），（偷懒都用了Rp0.2表达）。垫片表面压力为F/Ag（Ag—垫片压紧部分的面积，注意算法和常用法兰计算的方法不同）

无论是此种螺栓密封结构还是我们常见的法兰结构都可以计算一下，我来计算一个DN 600 class300的法兰用304的八角垫（R77）用什么样的螺栓可以理论上实现密封不泄露.。R77的节径P:692.15mm，环宽A:15.88mm，平面宽C:10.49mm。需要的最小的预紧力为：F=Agσ， Ag=πP（A-C）=π×692.15×（15.88-10.49）=11720.3 mm2由上图可知304不锈钢垫表面最小压力为300MPa。标准法兰有24个M39X3的螺栓，M39X3螺栓截面积为1028.4mm2 。（八角垫和椭圆垫规定相同，八角垫更容易理解所以举了八角垫的例子）

螺柱最小屈服应为：Rp0.2=11720.3×300/(0.5×24×1028.4)=284.9MPa，即使用0.6倍的屈服也要237.4MPa；注意这只是最低要求，建立在垫片屈服强度很低接近标准规定的下限值的基础上；而实际上不锈钢的实际屈服远大于标准规定的最低值，常温下Rp0.2=300MPa左右很常见。所以我们还要适当放一些余量。

常温时国标普通耐热不锈钢标准规定的螺栓屈服只有205MPa，理论上SA-193 B8 CL.2（屈服345MPa）可以，但SA-193 B8 CL.2最大尺寸只有38mm，最高使用温度只有550℃！国标对应变强化的螺栓的尺寸和使用温度都规定的更低。用这个例子也间接证明了杨总的压力容器唯心不易群里前段时间不锈钢螺栓打水压泄露（记不清是DN500还是DN600了，挑了个DN600 class300计算了一下），螺栓选材不合适！

金属垫片要实现密封，垫片要尽量窄。因为垫片窄才能更容易的把垫片压的塑性，弹性变形或弹塑性变形。但也要注意不能把垫片压坏了。使用金属垫的同学（工艺，设计等）可以用这个公式简单计算去验证一下。如果是设计人员有时间和精力也可以再结合法兰计算，算一下需要的螺栓载荷。

本来这篇还想着是不是再搞搞为评职称凑个论文的，又放弃了。如果有人想用凑合着给我来个第二作者就行。