组合垫圈是一种复合型密封元件，其工作原理基于金属骨架支撑+非金属密封层弹性变形的协同作用，通过以下步骤实现可靠密封：

1. 结构组成

组合垫圈通常由两层材料复合而成：

• 金属骨架（如不锈钢、碳钢）：提供结构强度，防止垫圈被压溃，同时保证安装时的对中性。

• 非金属密封层（如橡胶、聚四氟乙烯PTFE、石墨）：直接接触连接面，通过弹性变形填充微观不平，形成密封屏障。

2. 初始密封（预紧力阶段）

当螺栓被拧紧时，预紧力通过连接件传递到组合垫圈：

• 金属骨架承受主要压力，防止垫圈过度变形或破裂。

• 非金属密封层被压缩，填充连接面（如法兰、管道接口）的微小凹坑、划痕等缺陷，形成初始密封。此时，非金属层的弹性使其能适应一定程度的表面粗糙度。

3. 介质压力下的二次密封（工作阶段）

当系统内介质（如液体、气体）产生压力时，组合垫圈的密封性能进一步提升：

• 介质压力作用于非金属密封层，迫使其进一步向连接面的间隙处膨胀，增强密封效果（类似“自紧效应”）。

• 金属骨架限制非金属层的过度变形，避免因压力过高导致密封层被挤出或损坏。

4. 关键特性

• 高压适应性：非金属层的弹性可补偿压力变化，适用于中高压（通常≤40MPa）场景。

• 温度耐受性：PTFE或石墨密封层可耐受高温（PTFE耐温≤260℃，石墨耐温≤450℃）。

• 化学兼容性：非金属层材料可根据介质特性选择（如橡胶用于水、油，PTFE用于强腐蚀性介质）。

• 反复拆卸性：金属骨架保持形状，非金属层在合理预紧力下可多次使用而不失效。

5. 安装注意事项

• 预紧力控制：需按标准（如GB/T 9126-2008）规定扭矩拧紧，避免非金属层过度压缩或金属骨架变形。

• 表面粗糙度：连接面粗糙度需符合要求（通常Ra 3.2~6.3μm），过粗糙可能导致泄漏，过光滑则降低摩擦力。

• 对齐要求：金属骨架需与连接面对中，避免偏压导致密封不均。

应用场景

组合垫圈广泛用于管道法兰、泵阀接口、压力容器等需要可靠密封的场合，尤其在石油化工、电力、船舶等领域的高温高压或腐蚀性介质环境中表现优异。