法蘭與墊片構成的密封系統需要保證可靠性，首先需要保證密封墊片的材料暴露在低溫環境下不會發生破壞，需要密封材料具有良好的屈服強度。同時，密封墊片的材料在溫度發生變化時需要有較好的延展性，避免在低溫環境下發生收縮變形，導致法蘭與墊片的間隙過大，造成油品泄漏。此外，還需要密封墊片的材料表面粗糙度合適，墊片與法蘭接觸面縫隙完美貼合，提高密封結構的可靠性。從力學性能和低溫脆性的角度分析，鋁合金和聚四氟乙烯材料( PTFE) 可作為低溫環境下原油輸送管道法蘭墊片密封材料的良好選擇。

圖示某常壓車間管道法蘭

　　一、材料拉伸時的力學性能

　　1、 鋁合金材料

　　鋁合金材料具有密度小、低溫下合金相穩定和氣密封性好等特點。隨著溫度的降低，很多金屬的屈服強度比抗拉強度增加得更多，造成其很容易發生低溫脆性斷裂。鋁合金材料具有很好的低溫力學性能。在溫度降低到 20 K 之前，鋁合金的抗拉強度的增加比其屈服強度的增加大很多，即鋁合金不會因為屈服強度大于抗拉強度而發生脆性形變。低溫環境下，鋁合金能夠滿足作為密封墊片材料的要求。

　　2、聚四氟乙烯材料( PTFE)

　　PTFE 是以碳原子為骨架，氟原子均勻、對稱地分布在碳原子周圍。PTFE 具有很好的拉伸性能和抗腐蝕性，其抗腐蝕強度甚至超過玻璃、鋼、鐵等很多材料。隨著溫度的降低，聚四氟乙烯的拉伸強度逐漸增大，在溫度低至 -50 ℃ 時，PTFE 仍具有很好的拉伸強度。

圖示奧賽羅聚四氟乙烯墊片

　　二、 材料的低溫脆性

　　金屬材料及其合金材料在進行力學試驗或者裝配使用過程中，當環境溫度低于某一特定數值時，材料的物理狀態將由韌性變為脆性， 沖擊吸收功明顯下降，斷口特征由纖維狀變為結晶狀，尤其是工程中較為常用的中、低強度的結構鋼材料會發生這種情況。

　　鋁合金材料不會因為溫度的下降導致材料的韌性隨之下降。反而，在溫度為 77 K 的情況下，大部分鋁合金的斷裂韌性隨著溫度的下降而增大，說明鋁合金材料具有很好的韌性。

　　聚四氟乙烯是一種溫度適應性很強的復合材料，它在-196 ℃ 和260 ℃ 之間都能保持優良的力學性能，全氟碳高分子較為明顯的特點就是在低溫下能夠保持良好的韌性，不發生脆變行為。

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