2017.05.10

同样80 kN，Ø110/160 mm环垫平均7.55 MPa，Ø220 mm全平面垫仅3.02 MPa

同一片PP法兰盘、同样八根螺栓总预紧力80 kN，换成面积更大的PP法兰垫片后，平均座封应力会下降。只写“垫片更大、覆盖更全”可能让密封反而缺少压紧。

Ø110/160 mm环垫面积约10603 mm²

环形垫片内径110 mm、外径160 mm，理想接触面积为：

A_ring=π÷4×(160²−110²)=10603 mm²。

假设八根螺栓传到垫片的有效总力为80 kN，简单平均座封应力为80000÷10603=7.55 MPa。真实周向分布不均，这个数只用于比较面积变化。

若改用内径110 mm、外径220 mm的全平面垫片，并有8孔Ø18 mm，净面积近似为：

A_full=π÷4×(220²−110²)−8×π÷4×18²=26474 mm²。

同样80 kN除以26474 mm²，平均仅3.02 MPa。全平面净面积约为环垫的2.50倍，所以同一总力下平均应力约降为40%。

全平面垫片延伸到螺栓圈外或附近，会在更大半径支承法兰，并可能降低PP法兰转角；环垫把力集中在较窄密封带。哪一种合适不能只看7.55与3.02 MPa，还要计算法兰刚度、螺栓位置和垫片材料。

如果全平面垫片需要至少5 MPa座封，本例80 kN不足；但“至少5 MPa”必须来自具体垫片制造商和工况，不能把本文随意设成通用下限。反之，增加螺栓力又可能压伤PP法兰或使垫片过压缩。

扭矩通过摩擦转成轴力，每根螺栓会离散；法兰弯曲、垫片蠕变和管道外载还会改变传入垫片的有效力。八根各“10 kN”的名义值相加，只是初始模型。

FSA手册指出，垫片达到表面贴合所需总力与接触面积相关，缩小垫片或法兰接触面积可降低所需螺栓力。它同时强调法兰、垫片和紧固件必须作为一个系统评估。

全平面垫片在孔边会出现局部应力集中，孔间长弧则可能压力较低。PP法兰刚度较低时，靠近螺栓的区域先被压缩，平均3.02 MPa不能证明最远处也达到座封。

可在受控装配试验中使用压敏膜或分区厚度测量观察接触，再做规定介质/压力的泄漏试验。压敏膜自身厚度和量程会影响连接，只能按经批准的试验程序使用。

采购单应写内径、外径、孔数/孔径、厚度、材料、法兰密封面型式、目标座封应力范围与装配方法。把“DN100垫片”当完整规格，无法判断送来的是Ø110/160 mm环垫还是带8孔Ø18 mm的Ø220 mm全平面垫。

80 kN、7.55 MPa和3.02 MPa均为面积演算，不是本站PP法兰垫片的推荐载荷。真实连接应由设计方依据垫片数据、PP法兰允许载荷、温度、介质和寿命确定。