法兰与垫片构成的密封系统需要保证可靠性，首先需要保证密封垫片的材料暴露在低温环境下不会发生破坏，需要密封材料具有良好的屈服强度。同时，密封垫片的材料在温度发生变化时需要有较好的延展性，避免在低温环境下发生收缩变形，导致法兰与垫片的间隙过大，造成油品泄漏。此外，还需要密封垫片的材料表面粗糙度合适，垫片与法兰接触面缝隙完美贴合，提高密封结构的可靠性。从力学性能和低温脆性的角度分析，铝合金和聚四氟乙烯材料( PTFE) 可作为低温环境下原油输送管道法兰垫片密封材料的良好选择。

图示某常压车间管道法兰

　　一、材料拉伸时的力学性能

　　1、 铝合金材料

　　铝合金材料具有密度小、低温下合金相稳定和气密封性好等特点。随着温度的降低，很多金属的屈服强度比抗拉强度增加得更多，造成其很容易发生低温脆性断裂。铝合金材料具有很好的低温力学性能。在温度降低到 20 K 之前，铝合金的抗拉强度的增加比其屈服强度的增加大很多，即铝合金不会因为屈服强度大于抗拉强度而发生脆性形变。低温环境下，铝合金能够满足作为密封垫片材料的要求。

　　2、聚四氟乙烯材料( PTFE)

　　PTFE 是以碳原子为骨架，氟原子均匀、对称地分布在碳原子周围。PTFE 具有很好的拉伸性能和抗腐蚀性，其抗腐蚀强度甚至超过玻璃、钢、铁等很多材料。随着温度的降低，聚四氟乙烯的拉伸强度逐渐增大，在温度低至 -50 ℃ 时，PTFE 仍具有很好的拉伸强度。

图示奥赛罗聚四氟乙烯垫片

　　二、 材料的低温脆性

　　金属材料及其合金材料在进行力学试验或者装配使用过程中，当环境温度低于某一特定数值时，材料的物理状态将由韧性变为脆性， 冲击吸收功明显下降，断口特征由纤维状变为结晶状，尤其是工程中较为常用的中、低强度的结构钢材料会发生这种情况。

　　铝合金材料不会因为温度的下降导致材料的韧性随之下降。反而，在温度为 77 K 的情况下，大部分铝合金的断裂韧性随着温度的下降而增大，说明铝合金材料具有很好的韧性。

　　聚四氟乙烯是一种温度适应性很强的复合材料，它在-196 ℃ 和260 ℃ 之间都能保持优良的力学性能，全氟碳高分子较为明显的特点就是在低温下能够保持良好的韧性，不发生脆变行为。

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