液压气动与密封/
点而越来越受到重视。研究重点增大压力的优势， 应用
先进材料和复合材料降低重量和铸造工艺的发展， 如
铸造流道在阀体和集成块中的广泛使用，可优化元件
内部流动， 实现元件小型化。
（ 6） 绿色化 减少能耗， 泄漏控制， 污染控制。将发
展降低内耗和节流损失技术以及无泄漏元件。如实现
无管连接， 研制新型密封等； 发展耐污染技术和新的污
染检测方法， 对污染进行在线测量； 可采用生物降解迅
速的压力液体，如菜油基和合成脂基的传动用介质将
得到广泛应用，减少漏油对环境危害，适应环境保护
（ 降低噪声和振动、 无泄漏） 。
4 结论
电液比例技术虽然起步比较晚，但是由于近年来
耐高压电磁铁和比例放大器技术的成熟，使得电液比
例元件的工作性能更大的得到了提高。电液伺服技术
的发展也在原有高精度、 高性能的基础上朝着标准化、
虚拟化、 智能化、 数字化、 微型化以及绿色化等更高的
方向发展。相信， 随着电子技术、 液压技术的不断发展，
它们的结合会越来越紧密，电液比例技术以及电液伺
服技术也都会不断的向前发展。
密封垫片的选型与安装



Sealing Gasket Selection and Installation
YAN Xu- ming
(Second Electrolysis Plant, QingHai Branch,
Aluminium Corporation of China Limited, Xining 810108, China)
Abstr act: This paper introduces the seal gasket selection methods that under normal circumstances and the correct installation methods.
Key Words: sealing gasket;selection;installation

制造专业， 机械工程师， 现工作于中国铝业青海分公司第二电解厂从事
设备管理工作。
0 前言
垫片密封在现代工业企业中占有很重要的地位，
密封的好坏直接关系到生产的连续、 财产的安全、 节能
与环保以及人们的身心健康，因此垫片的发展越来越
受到人们的重视。随着现代工业特别是近代石油、 化学
工业、 原子能工业、 大型电站的兴起， 压力容器向高温、
高压、 高真空、 深冷和大型化、 多系列方向发展， 对垫片
密封不断提出新的要求，各种新型材料新型结构不断
出现， 其密封性能也是千差万别。此外， 压力的波动， 温
度的变化， 螺栓预紧力的松弛， 法兰的倾斜、 错位， 密封
面的缺陷，介质的腐蚀都会对密封效果产生很大的影
响。因此， 如何根据工况正确选择合适的密封垫片以及
如何正确安装是保证密封效果的关键之所在。
1 密封垫片的选型
1.1 影响垫片选型的重要因素
垫片选择不是一项容易的工作，尤其在垫片密封
材料的选择方面， 要考虑诸多因素。在法兰连接处所出
4Hydraulics Pneumatics & Seals/No.4.2008
现的变数似乎是无尽的，所有这些不确定因素都影响
垫片的密封效果。过去， “ TEMP” （ 温度、 应用、 介质、 压
力） 这些参数似乎已经足够了。但在今天， 法兰的加工
质量、 螺栓丝牙嵌入量、 法兰旋转量、 螺栓拉紧量、 介质
的填充剂和法兰表面处理等都影响垫片的密封效果。
因此， 必须综合考虑各种参数， 才能作出适当的选择。
（ 1） 温度
在大多数选型的过程中，流体的温度是首要考虑
的。这将迅速缩小选择范围，尤其从 200° F （ 95℃） 到
1000° F（ 540℃） 时。当系统操作温度达到一个特定垫片
材料的最高连续操作温度的极限时，就应该选用更高
一级的材料。在某些低温情况下也应如此。
（ 2） 应用
在应用中最重要的参数是法兰的种类和使用的螺
栓。应用中螺栓的尺寸、 数量和级别决定了有效载荷。
被压紧的有效面积是通过垫片接触尺寸计算出来的。
从螺栓的载荷和垫片的接触面可得出有效的垫片密封
压力。没有这个参数， 将无法在众多的材料中做出最好
的选择。
（ 3） 介质
介质有成千上万种流体， 各种流体的腐蚀性、 氧化
性、 渗透性等差别非常大。选型时必须根据这些特性选
择材料。另外系统的清洗也必须考虑在内， 以防止清洗
液对垫片的侵蚀。
（ 4） 压力
每种垫片都有其最高极限压力，垫片的承压性能
随材质厚度的增加而减弱，材质越薄，承压能力就越
大。 选型时必须依据系统内流体的压力。 如果压力经常
剧烈波动， 则需了解详细情况以便做出选择。
（ 5） PT值
所谓 PT值就是压力（ P） 与温度（ T） 的乘积。 每种垫
片的材料其耐压能力在不同的温度下是不一样的， 必
须综合考虑。一般情况下， 垫片的生产商会给出材料的
最大 PT值。
1.2 选型步骤
（ 1） 确定垫片所采用的标准
一般来说垫片所采用的标准与法兰相同。通常采
用的标准有： 中国国家标准（ GB） ， 机械行业标准（ JB/
T） ， 化工行业标准（ HG） ， 国际标准（ ISO） 等。
（ 2） 确定垫片的公称通径和公称压力
垫片的公称通径和公称压力与法兰相同。如：
DN100- PN2.5。
（ 3） 确定垫片的类别
根据公称压力及介质的最高温度确定所采用的垫
片类别。主要分为柔性石墨类、 聚四氟乙烯类、 橡胶类、
无石棉纤维类垫片及缠绕垫片， 波形活压垫片， 椭圆垫
和八角垫等。由于石棉类垫片因环保和健康等原因逐
步被淘汰， 所以本文不推荐使用。
（ 4） 确定垫片的形式
垫片的形式主要分非金属软垫片、 缠绕垫片、 金属
复合垫片和金属垫四大类。具体的垫片形式应根据法
兰形式并参照各生产厂商提供的技术参数进行选取。
（ 5） 确定垫片的材质及型号
垫片的材质应根据介质的温度、 压力、 腐蚀性能确
定， 再根据以上内容确定垫片的型号。垫片的型号一般
包括六部分： 垫片形式， 材质， 公称通径， 公称压力， 标
准号， 生产商或牌号。
2 垫片的安装
2.1 安装前的检查
（ 1） 垫片的检查
1） 垫片的材质、 形式、 尺寸是否符合要求；
2） 垫片表面不允许有机械损伤， 径向刻痕、 严重锈
蚀、 内外边缘破损等缺陷；
3） 选用的垫片应与法兰密封面形式相适应。
（ 2） 螺栓、 螺母的检查
1） 螺栓与螺母的材质、 形式、 尺寸是否符合要求；
2） 螺母在螺栓上应转动灵活， 但不应晃动；
3） 螺栓及螺母不允许有斑疤、 毛刺；
4） 螺纹不允许有断缺现象；
5） 螺栓不应有弯曲现象。
（ 3） 法兰的检查
检查法兰的形式是否符合要求、 密封面是否光洁、
有无机械损伤、 刨车车印、 径向刻痕、 严重锈蚀、 焊疤、
油焦残迹等缺陷， 如不能修整应研究具体处理方法。
（ 4） 管线及法兰安装质量的检查
1） 偏口—— —管线不垂直、 不同心、 法兰不平行。如
图1所示。
图 1 偏口示意图
两法兰间允许的偏斜值：使用非金属垫片时应小
于 2mm； 使用金属复合垫片、 椭圆垫、 八角垫及与设备
5液压气动与密封/2008年第 4 期
连接的法兰应小于 1mm。
2） 错口—— —管线和法兰垂直。 但两法兰不同心。 如
图 2 所示。
图 2 错口示意图
在螺栓孔径及螺栓直径符合标准的情况下， 以
不用其他工具将螺栓自由地穿入螺栓孔，即认为合
格。
3） 张口—— —法兰间隙过大。如图 3所示。
图 3 张口示意图
两法兰间允许的张口值 （ 出去管线预拉伸值及垫
片或盲板的厚度） ： 管法兰的张口应小于 3mm， 与设备
连接的法兰应小于 2mm。
4） 错孔—— —管线法兰同心， 但两个法兰相对应的
螺栓孔之间的弦距 （ 或螺栓孔中心圆直径等）偏差较
大。如图4 所示为弦距偏差较大的一种情况。
图 4 错孔示意图
螺栓孔中心圆半径的允许偏差， 如表1 所示。
表 1 螺栓孔中心圆半径的允许偏差
相邻的两个螺栓孔之间弦距的允许偏差± 0.5mm，
任何几个孔之间弦距的总误差如表 2 所示。
表 2 孔间弦距的总误差
2.2 安装
（ 1） 两法兰必须在同一中心线上并且平行。不允许
用螺栓或尖头钢钎插在螺栓孔内校正法兰，以免螺栓
承受较大的应力。安装前应仔细清理法兰密封面及水
线（ 密封线） 。缠绕式垫片最好用于没有密纹状密封线
的法兰。
（ 2） 两个法兰间只能加一个垫片， 不允许用多加垫
片的方法来消除两个法兰间隙过大的缺陷。垫片必须
安装正， 不要偏斜， 以保证受压均匀， 也避免垫片伸入
管线内受介质冲蚀及引起涡流。
（ 3） 旋紧螺母时， 当螺母在 M22 以下时， 采用力矩
扳手旋紧， 螺母在 M27 以上时可采用风动扳手。
采用力矩扳手时，根据螺母直径暂定旋紧力矩如
表3 所示。力矩扳手适用的阀门及法兰范围如表 4 所
示。
为保证垫片受压均匀， 螺栓要对称地均匀地分 2- 3
次旋紧， 旋紧螺母时按表 4 及图 5 进行。
图5 法兰螺栓加力顺序图
6Hydraulics Pneumatics & Seals/No.4.2008
表 3 螺母旋紧力矩表
表 4 力矩扳手适用范围
（ 4） 为避免在旋紧螺母时螺栓产生弯曲， 旋松时卡
住， 应在螺栓两端涂敷鳞状石墨及润滑剂， 凡法兰背面
较粗糙的要在螺母下加一光垫圈。螺栓上打有钢印的
一端， 应露在便于检查的一端。
（ 5） 因上紧螺栓是在冷态下进行的， 当温度升高后
会产生松弛。 凡介质温度在300℃以上， pg≤40kg/cm2
的
法兰， 当介质温度上升到 250～ 280℃时应将螺栓进行热
紧。 为了防止检修时拆不下螺栓， 当介质温度降到200～
250℃时， 在螺栓螺母连接处先用螺栓松动剂松动螺栓，
然后将螺母预回旋松 30° ～ 60° 。
3 结束语
在近几年内，密封的定义已经发生了根本性的变
化， 衡量泄漏的标准从每分钟几滴提升为百万分之几。
越来越高的标准必然要求密封垫片无论从形式、 材质、
加工及安装等各方面都要精益求精。面对种类繁多的
密封垫片， 只有采取了合理的选型方法、 正确的安装步
骤， 才能最终达到理想的密封效果。

摘 要： 本文对应用于长螺旋钻机的高速开关阀控液压绞车系统进行了特性分析和传递函数推导， 并对系统进行了建模和仿真。对影
响系统特性的几个主要参数进行了合理选取。为长螺旋钻机的自动控制系统设计提供了理论依据。
关键词： 长螺旋钻机； 液压绞车； 仿真

Simulation Study on Hydraulic Winch Controlled by High- speed ON/OFF Valves
PANG Hao LUO Chun- lei LIU Dan
(College of Mechanical & Electrical Engineering, Central South University, Changsha 410083, China)
Abstr act: The hydraulic winch system, designed for the continuous flight auger, are controlled by a describing valve in which the high-
speed ON/OFF valves act as guiding valves. The mathematical model of the system are built. The key parameter are decided after anal-
ysis and simulation. It is useful for the design of the automatic control system of the continuous flight auger
Key Words: continuous flight auger； hydraulic winch； simulationt
目前长螺旋钻机大都采用电动卷扬机作为升降动
力头及钻具的执行机构， 但电动机驱动调速不便。液压
系统具有调速方便的特点，所以在自动控制系统中采
用液压绞车作为动力头及钻具升降的执行元件。使用
高速开关阀先导控制方向阀，控制液压绞车的油液流
量， 达到控制绞车滚筒转速的目的。
1 液压绞车调速系统原理
此系统是以一个普通液控换向阀作为功率放大级
的高速开关阀先导控制液压绞车速度的系统，如图 1
所示。 液控换向阀在H1位控制绞车下放， 即钻进控制；
在 H2 位控制绞车的提升， 即提升控制； 中位为 Y型机
能， 绞车制动器压力腔卸荷后制动绞车滚筒， 停止绞车
动作。 在自动控制过程中， 阀F通电： 高速开关阀 G1和
G4 同时得到相同的脉宽调制信号， 接通时液控换向阀
阀芯向 H2 方向移动， 阀芯开口变大， 绞车钢绳释放速