螺栓法蘭接頭(BFJ)密封可分為初始密封和工作密封兩個既有區(qū)別又互為因果的工況。初始密封的基本要求是壓縮墊片,使其與法蘭接觸面之間產生足夠的壓力(即預緊墊片應力),以阻止介質通過材料本身的滲漏,同時保證墊片對法蘭有較大的順應性,即墊片材料受壓縮后發(fā)生的彈性或彈塑性變形能夠填塞接觸面的粗糙度和變形,以堵塞介質沿界面泄漏的通道。工作密封是指BFJ 在受到介質壓力等外加載荷作用時,法蘭密封面發(fā)生分離,預緊墊片應力卸載,此時要求墊片能釋放出足夠的彈性應變能,以彌補這一分離量,并且留下足以保持工作條件下維持規(guī)定泄漏率所需要的殘余片應力,即工作墊片應力。此外,這一彈性應變能還要補償裝置長期運行過程中任何可能發(fā)生的墊片或( 和) 螺栓的蠕變松弛。
因此,任何形式的墊片密封,首先要在墊片與上下法蘭接觸面之間形成壓緊力,即在安裝工況下,預緊螺栓后,建立一定的預緊墊片應力。此墊片應力能保證BFJ 在操作工況(即在介質壓力、溫度及其波動和其他外載荷作用)下,接觸面上仍保持有足夠的墊片應力,即工作墊片應力,且在該墊片應力和操作壓力下,達到BFJ 規(guī)定的泄漏率。顯然,無論設計計算螺栓尺寸和數量,還是確定安裝目標螺栓載荷,估計預緊墊片應力和工作墊片應力是保證BFJ安全密封的重要前提。