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6.3壓潰強度如前所述，墊片應力越大，泄漏就越少。但是應力太大，墊片就會被壓潰，或者壓縮時已經碎裂。因此在測試壓縮墊片的全過程中，總會存在發(fā)生壓潰的限載荷，即墊片的壓潰強度。壓潰強度也與工作溫度和墊片厚度有關。例如，1.5㎜厚的石棉橡膠板室溫下的壓潰強度為110Mpa，而3㎜厚的石棉橡膠板僅為60Mpa；同樣的墊片，300℃時的壓潰強度分別是72Mpa和38Mpa。不同構造材料和形式的墊片壓潰強度自然也不一樣，如與上述同樣厚度和溫度下的橡膠粘結非石棉纖維（芳綸纖維）板，300℃時的壓潰強度僅為45Mpa（1.5㎜）和30Mpa（3㎜）。在溫度下測得的壓潰強度也稱熱壓縮強度。
6.4吹出抗力
墊片能否抵抗吹出，不但取決于材料的拉伸強度，還與墊片應力、操作壓力和工作溫度有關。材料的拉伸強度受溫度影響，溫度越高，拉伸強度越低；操作壓力越大，墊片承受的拉伸應力則越大；墊片應力越低，墊片與密封面間的摩擦系數越小，則阻止墊片吹出的阻力越小。同樣，通過標準的試驗方法可以評定墊片的吹出抗力。
6.5蠕變松馳性能
當施加螺栓載荷時，作用在招牌上的壓縮應力會使墊片厚度變薄，運轉一段時間后，墊片厚度將繼續(xù)減小，墊片上的應力也會逐漸減少，稱之為應力松馳。實際上墊片的應力松馳主要是應力松馳和蠕變兩個因素的聯合作用。按照定義：應力松馳是恒應力下的應變的改變，它則以初始載荷下墊片厚度變化的百分率表示。前者稱為純松馳，后者稱為純蠕變。對于螺栓-墊片-法蘭這樣的特定載荷系統，墊片應力是由螺栓伸長轉換成對墊片的壓縮力，即墊片應力。因而，墊片蠕變不發(fā)生的恒應力下，墊片厚度的任何改變都會引起螺栓伸長的變化，同時也改變了墊片應力，這樣墊片與螺栓的相互作用稱為墊片的“蠕變松馳”。螺栓伸長的大小受螺栓剛度的影響，進而影響墊片應力的檢驗程度。因此，上述純蠕變與平面密封面為槽面且具有金屬與金屬接觸的法蘭接頭中，并與具有很大剛度的平面密封面法蘭接頭中的情況相接近。
綜上所述，應力松馳不是材料的基本性質，應力松馳受墊片材料的蠕變以及接頭中其他零件的影響，只有蠕變才是墊片材料的基本性質，只有在討論這樣主要因素共同作用時才用蠕變松馳這一概念。顯然，墊片的蠕變松馳性能是影響接頭密封性能的一項十分重要的力學性能，它的zui直接結果是墊片應力的下降，zui終接頭趨向泄漏，甚至發(fā)生墊片從密封面處吹出的情況。
根據不同的試驗標準，表示墊片蠕變檢驗性能有兩種方法，一是按照螺栓伸長改變量（相當改變螺栓載荷）表示墊片應力的變化，以蠕變松馳率（C-R）表示；二是直接測量蠕變前后墊片應力的變化，以應力松馳率（R）表示。兩者分別如式（2-3）、（2-4）兩式所示：
C-R=[△（△LB）/（△LB）]×100% （2-3）
式中△LB—裝配時螺栓有效長度內的初始伸長量，mm；
△（△LB）--墊片蠕變后螺栓初始伸長量的變化量，mm。
墊片密封板材的蠕變松馳率的數據如表2-18所示。
R=（δgr/δgi）×100%（2-4）
式中δgr--初始壓縮的墊片應力，Mpa；
δgi --蠕變后殘留的墊片應力，Mpa。
通常墊片要具有一定的塑性，所以蠕變是不可避免的。毫無疑問蠕變的大小與墊片的材料和結構有關，但還和初始厚度、載荷、溫度、時間等許多因素有關。蠕變與厚度成正比關系，同樣材料的墊片，厚的比薄的蠕變大，所以選擇墊片時應盡可能選薄的墊片。大多數法蘭接頭的蠕變松馳發(fā)生的預知載荷后的15~20min或20~25min的載荷循環(huán)內，此后仍將繼續(xù)下去，但逐漸趨于緩慢并轉向穩(wěn)定。因此有推薦在螺栓預緊18~24h后重新擰緊螺栓，以恢復部分螺栓載荷。但這種做法通常用在溫度較高的場合，因為高溫對蠕變的影響比室溫大得多，有時甚至高達十多倍。此外，蠕變的速率隨作用在墊片上初始應力的增強而提高，但有時也存在相反的情況。在很多應用中，將墊片蠕變引起的應力松馳謂之“扭矩損失”，這是因為預緊螺栓的扭矩直接與螺栓的伸長，也即墊片應力有關，扭矩損失也就意味著墊片應力的損失。
6.6 P×T
每種墊片材料都有它的zui高使用溫度，超過此溫度，就不能安全使用；當然，每種墊片也有zui大使用壓力。例如對于非金屬墊片材料其溫度的限值是150℃，而限壓力是100Mpa，但不能同時在150℃的溫度和10Mpa的壓力下使用。因此用P×T值或P×T關系圖來表示非金屬墊片材料可以允許的zui高使用溫度和zui大使用壓力的匹配關系，如表2-18中列出的部分墊片材料的P×T值。舉例來說，橡膠粘結合成纖維（芳綸）板，其zui大P×T值為12000℃·bar（厚度1.6mm），即當使用壓力的100bar（1bar=1×105Pa）時，zui高使用溫度是120℃，如果使用溫度為了200℃，那么zui大使用壓力就是60bar，如此等等。
6.7 招牌的高溫力學性能
高溫對墊片接頭的性能通常有不利影響。例如高溫會使墊片力學性能包括拉伸強度、回彈率（彈性模量）和承載能力等發(fā)生劣化，再如大多數橡膠粘結石棉或非石棉纖維材料（除柔性石墨外）遇高溫會發(fā)生分解、粉化或*變形，其zui高使用壓力隨溫度增加而降低。其次，高溫對墊片蠕變或松馳的加強作用也是顯而易見的，例如在相同的載荷下，石棉橡膠墊片200℃的松馳達到室溫下的3.5倍；而作為代替石棉的柔性石墨墊片在氧化性介質中的連續(xù)工作溫度也應考慮不超過343℃。墊片的熱膨脹或收縮改變了墊片的應力，因而其密封能力也相應發(fā)生改變。此外，熱波動或熱循環(huán)在接頭中會引起聯合的墊片變形棘輪和應力棘輪效應，如圖2-5所示，而這種影響取決于墊片的粘塑性和對應力-應變的非線性響應以及溫度等因素。
6.8 墊片的密封性能
墊片的密封性能*依靠理論預測，很難真實反映介質通過墊片的復雜泄漏現象，因此它們主要還是通過試驗測定。通過對標準墊片試樣進行室溫或高溫密封測試，可獲得在一定墊片應力和試驗介質壓力下墊片的泄漏率。這一泄漏率的大小即表征了介質通過墊片本身和墊片與密封面間的密封性能。
圖2-6是在墊片應力-變形圖上疊加了一簇恒泄漏率曲線（試驗介質壓力恒定），左側曲線A的泄漏率比右側B小。由圖可見，與墊片的應力-變形圖相似，墊片應力與泄漏量也呈非線性關系和滯遲現象。載荷歷程不同，同一墊片應力下的泄漏率有較大的差別。因此在初始預緊墊片載荷不同的條件下，當卸載到同一墊片應力時，預緊載荷高的泄漏率比預緊載荷低的小。或者說達到同樣的泄漏率水平，預緊載荷高的墊片在工作狀態(tài)下需要的應力比預緊載荷低的小，因此裝配墊片應力是影響其密封性能的重要因素。
除了裝配墊片應力外，影響墊片密封性能的主要因素還有介質性質、壓力、法蘭密封面的粗糙度等。對非金屬軟墊片和纏繞墊片等，法蘭密封面的粗糙度影響較小，而對金屬墊片則影響較大。某些墊片材料的密封性能隨溫度的提高發(fā)生較大變化，高溫下墊片對卸載愈加敏感，即達到同樣泄漏率允許的墊片應力的減少量，熱太要比冷態(tài)少得多。
7 墊片材料的選擇
選擇墊片材料要考慮以下因素：
7.1易揮發(fā)有機物的逸出要求
隨著對健康和環(huán)保的高度重視，新的更嚴格的控制易揮發(fā)的有機物逸出的標準和法律出臺，而減少來自法蘭接頭的逸出就成為優(yōu)先考慮的因素。因此，出現了多種密封性能更好的材料，包括無石棉材料的墊片。由于它們具有不同的性能和局限性，因此正確選擇、安裝、使用和維護這類墊片以得到*密封性能就變得尤其重要。
7.2介質
墊片應在全程工作條件下不受密封介質的影響，包括抗高溫氧化性、抗化學腐蝕性、抗溶劑性、抗?jié)B透性等，顯然墊片材料對介質的化學耐蝕性的好壞是選擇墊片的首要條件。
7.3 溫度
所選用的墊片應該在zui高或zui低的工作溫度下有合理的使用壽命。如前所述，為了在工作條件下保持密封，墊片材料應能耐受蠕變，以降低墊片應力松馳。室溫下，大多數墊片材料沒有大的蠕變，但隨著溫度的升高（超過100℃），除大多數金屬墊片外，蠕變變得嚴重了。因此zui容易區(qū)分墊片質量優(yōu)劣的是墊片在不同溫度下的蠕變松馳性能。除了短期能耐受的zui高或zui低工作溫度外，應考慮允許連續(xù)工作的溫度，通常該溫度低于zui高工作溫度和高于zui低工作溫度。
7.4 壓力
墊片必須承受zui大的工作壓力。這種壓力可以是試驗壓力，因為它可能是zui大工作壓力的1.25～1.5倍。對于非金屬材料的墊片，因其P×T值有一限值，所以在選擇其zui大工作壓力時，要考慮墊片所能承受的zui高工作溫度，尤其是飽和水蒸氣，其蒸汽壓力越高，蒸汽溫度也就越高。用于真空操作條件下的墊片也要做特殊考慮，對于一般真空（760～1Torr）（1Torr=133.322Pa）可采用橡膠或橡膠粘結纖維壓縮墊片；對于較高真空（1～1×10-7Torr）可用橡膠O形環(huán)或矩形模壓密封條；對于很高真空（1×10-7Torr以上），則需采用特殊的密封材料和結構形式。
7.5 法蘭密封面光潔度
不同的墊片形式和應用場合，對光潔度的要求不同，如表2-19所示。
7.6 其他考慮
還有許多影響選擇墊片材料和結構形式的因素
7.6.1 循環(huán)載荷 如果溫度和壓力存在頻繁的波動，則墊片必須有足夠的回彈能力。
7.6.2 振動 如果管線有振動，那么墊片就必須能經受反復的高循環(huán)應力作用。
7.6.3 磨損 某些含懸浮顆粒的介質會磨損墊片，以致縮短墊片的使用壽命。
7.6.4 污染介質 如果密封介質是飲用水、血漿、藥品、食品、啤酒等，要考慮墊片材料的化學物質污染介質，需采用符合食品和醫(yī)藥衛(wèi)生要求的PTFE或橡膠等材料。
7.6.5 法蘭腐蝕 某些金屬（如奧氏體不銹鋼耐酸鋼）有應力腐蝕開裂傾向，應保證墊片材料不含會引起各種腐蝕的超量雜質，如核電站不銹鋼耐酸鋼法蘭用的柔性石墨墊片要求氯離子含量不超過50mg·kg-1。
7.6.6 安全性 如果密封高度毒性的化學品，則要求墊片具有更大的安全性。例如對液化氣系統，選用纏繞墊片較佳，且宜選用帶外環(huán)形式的，使之具有較高的抗吹出能力。此外，對石油煉制廠，還有防火的要求。例如，對于輸送易燃液體的管道系統，非金屬墊片用于全平面或突面法蘭上的zui高使用壓力為5Mpa，zui高使用溫度為400℃。
7.6.7 經濟性 雖然墊片相對比較便宜，但在選擇墊片的品質、類型和材料時，應考慮到泄漏造成的物料流失、停工損失以及發(fā)生重大破壞造成的經濟后果，綜合考慮墊片的性能與價格比。
8 墊片尺寸選擇的一般原則
8.1 盡可能選擇薄的墊片
墊片要求的厚度與其形式、材料、直徑、密封面的加工狀況和密封介質等有關。例如對大多數非金屬板狀墊片而言，其抵抗應力松馳的能力隨墊片厚度減少而增加，薄的墊片其周邊暴露于密封介質的面積較少，因而沿墊片本體的滲漏也隨之減少。可是墊片必須填補法蘭密封表面的凹凸和起伏不平，因此墊片的zui小厚度就取決于法蘭表面光潔度、墊片的壓縮性、墊處應力、法蘭的偏轉程度等因素。表2——20為非金屬板狀墊片厚度選擇的參考表。金屬纏繞墊片的厚度通常是4.5mm，但也可根據設備或管道直徑的大小選用其他厚度，如表2-21所示。
8.2 盡可能選擇較窄的墊片
在同樣的螺栓載荷爾蒙下，墊片寬度越窄，墊片應力越高，密封壓力也就越大，但墊片不至于被壓裂或壓潰，同時還要具有必需的徑向密封通道長度和足夠的吹出抗力。一般的板狀墊片通常可根據公稱直徑和公稱壓力選取，并按照實際法蘭和使用情況做適當修改，例如法蘭密封面光潔度低或密封介質粘度低，則增加寬度。表2-22則是金屬纏繞墊片繞帶部分的zui大參考寬度。
8.3 不要讓墊片的內徑伸進管道內，也不要過分增加墊片的外徑
前者會導致管內流體介質沖刷墊片，不但污染介質，增加流動阻力，而且會因墊片材料被介質浸脹而損壞壓縮部分的墊片；而后者會因受環(huán)境腐蝕，同樣損害墊片。對于密封面為突面或全平面法蘭的情況，當墊片位于螺栓孔中心圓內時，通常出于安裝定位的需要，取螺栓孔中心圓直徑螺栓孔直徑的長度為墊片外徑（或外環(huán)外徑）。
