算术平均粗糙度高度指的是表面平滑度。表面不光滑。每种材料都有其表面粗糙度。有时,表面经过精加工,具有高或低的表面粗糙度。
测量和解释表面粗糙度最常用的参数是算术平均粗糙度高度(AARH)。AARH是从下图所示的平均线开始观察表面上不规则的平均高度。
符号Y1至Y8表示从平均线测量的峰值高度。算术平均粗糙度高度通常以微英寸为单位测量,并用符号“Ra”表示。有各种表面粗糙度标准,根据其应用模式设定。
用于测量表面粗糙度的设备是轮廓仪。使用的轮廓仪有两种类型,接触式和非接触式。
在接触式轮廓仪中,通过在轮廓仪触针下移动材料来测量粗糙度。然而,较新的设备意味着各种其他非接触式轮廓仪选项,如光学和超声波技术。
美国机械工程师协会(ASME)和美国国家协会(ANSI)为法兰规定了具体的粗糙度标准。表面光洁度在法兰表面产生所需的粗糙度,确保其与垫片兼容,并提供高质量的密封。
ASME B16.5标准适用于法兰和法兰配件。本标准包含与法兰螺栓连接、法兰垫片和法兰接头相关的要求和建议。
作为法兰面的表面光洁度对垫片的可靠性和使用寿命起着关键作用。根据ASME标准,锯齿、锯齿螺旋和同心法兰表面光洁度的平均粗糙度应为125µin至250µin(3.2µm至6.3µm)。
用于压印所需粗糙度的刀具半径应为0.06英寸(1.5毫米)或更大。法兰面上的槽密度应为45槽/英寸至55槽/英寸(1.8槽/毫米至2.2槽/毫米)。
这些是半金属和非金属垫片的标准。如果法兰表面的平均粗糙度不符合所述标准,则接触表面之间不会有本质摩擦。
它使垫片在压力下工作一段时间后容易发生蠕变和撕裂。这将导致螺栓接头密封性损失和可能的泄漏。软性非金属材料,如聚四氟乙烯(PTFE)塑料,可用于更舒适的饰面和更好的抗蠕变性。
法兰间垫片的密封性能取决于表面粗糙度(算术平均粗糙度高度)、法兰尺寸和螺栓压力。根据ASME标准,相邻缺陷之间的距离应至少为最大径向投影的4倍。
可通过从外径减去内径来计算径向投影。锯齿应在同一水平面上,不允许在锯齿上方突出。这可能导致相邻锯齿松动垫片材料,并可能导致蠕变和潜在泄漏。
法兰面所需平均粗糙度高度的标准饰面如下所述。
该表面处理用于通用翻边,适用于大多数普通使用条件。压力将垫片的软面嵌入表面处理,形成密封。
受压接触表面产生高水平的摩擦。表面的合成“Ra”值范围为125µin至500µin(125µm至12.5µm)。
螺旋锯齿饰面与坯料饰面相似,为照相螺旋槽型。然而,它与坯料饰面不同,因为生成凹槽的角度为“V”形,保持在45°角。它们还产生125至250µ英寸的粗糙度。
在这种类型的表面处理中,表面光滑,没有明显的凹槽或工具痕迹。光滑表面是通过使用0.8 mm(0.031 in)圆头工具处理坯料表面,以形成平均深度为0.05 mm(0.00197 in)的螺旋槽而形成的。
这些垫片的AARH值在Ra 125µin至250µin(3.2µm至6.3µm)之间。
冷水饰面在肉眼看来是闪亮的,非常光滑。这些法兰表面的AARH值为85µin至100µin。它们用于金属对金属接触。法兰之间未使用垫片。
在选择法兰和垫片材料时,平均算术粗糙度高度值非常重要。“Ra”值越高表示曲面越粗糙,而值越低表示曲面越平滑。
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