工作压力对四氟垫片的影响

四氟垫片在螺栓预紧力的作用下，四氟垫片在法兰的作用下产生变形，与法兰面形成初始密封面；当管道内有介质压力作用时，法兰受轴向内压力拉伸作用，降低了预紧力，四氟垫片发生回弹，此时法兰密封面上的接触压力低于预紧状态压力值，如果该值大于介质压力，就可以实现良好密封。如果四氟垫片上任何一处的接触压力值小于介质压力，就会发生密封失效。

工作压力对四氟垫片的影响

预紧力30KN时对四氟垫片的应力

当螺栓预紧力为30kN时，四氟垫片的Von Mises应力和接触应力分布如图所示。可知，四氟垫片靠近内圈处的Von Mises应力和接触应力值均较小，而螺栓孔附近及靠近垫片外缘部分的应力值均较大。因而，垫片中螺栓孔至外缘部分是整个垫片的危险部位，最先发生失效，如果经常拆卸及大预紧力作用，该部位可能发生磨损、严重变形、断裂等，进而影响四氟垫片的密封效果。

不同工作压力下四氟垫片应力

在工作状态下，当管道内部流体介质压力不同时，四氟垫片的VonMises应力如图4所示。由图4可知，随着管道内流体压力的增大，四氟垫片的最大Von Mises应力值逐渐增大，而且应力分布也发生了变化。随着流体压力的增大，垫片的高应力区域逐渐从螺栓孔附近向垫片外缘移动。当流体压力为1MPa时，四氟垫片的最小应力在内圈，当流体压力大于2MPa时，四氟垫片的最小应力出现在中间部位，而非内圈，且内圈附近的应力值随着流体压力的增大而增大。

不同工作压力下四氟垫片接触应力

上图5为不同流体介质压力下四氟垫片的接触应力分布。从图中可以看出，流体压力越大，四氟垫片的有效接触宽度就越小。当流体压力为4MPa时，四氟垫片螺栓孔至内圈之间的接触应力全部为0MPa，说明在该工作状态下不能实现密封。垫片的密封性能由其最薄弱的部位决定，四氟垫片沿半径方向有一处的最大接触应力小于流体压力就会出现泄漏。

在管法兰连接中，预紧工况下四氟垫片靠近内圈处的VonMises和接触应力值均较小，而螺栓孔附近及靠近垫片外缘部分的应力值均较大。在工作状态下，随着管道内流体压力的增大，四氟垫片的最大Von Mises应力值逐渐增大，高应力区域逐渐从螺栓孔附近向四氟垫片外缘移动。