ASME B16.20-2012版提供了垫片结构和尺寸的细节，但对于性能要求只提出了压缩测试的要求，这就导致很多人提出对其有效性的质疑，因为它不能保证其合适的垫片密封性能。

而ASME B16.20-2017版不但修改了缠绕垫片压缩测试要求，更重要的是增加了缠绕垫片的密封测试要求。这是对缠绕垫片的性能要求做了根本性的改变。详细表现在：

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美标ASME B16.20标准对缠绕垫片的要求都只有一项，就是垫片压缩性能的要求，具体来讲可以分为两部分：

第一部分，150、300和600磅级NPS1/2、NPS3/4和NPS1螺栓缠绕式垫片，应设计为：以公称螺栓根部直径为基础，在172MPa(25,000psi)均匀螺栓应力下，垫片厚度将压缩到3.30 mm ±0.13 mm (0.130 in. ± 0.005 005 in.)。

第二部分，所有其他规格和压力等级的垫片，应设计为：在207MPa（30,000psi）均匀螺栓应力下，垫片厚度将压缩到3.30mm± 0.13mm(0.130 in. ± 0.005 in.)。

而最新一版的ASME B16.20-2017金属垫片标准对于压缩性能要求分为三部分：

第一部分，对于150磅级的缠绕垫片，以ASME B16.20-2017尺寸表中的垫片内径和外径计算，在52MPa的垫片应力下，垫片被压缩后的厚度应不低于3.43mm(0.135 in.)。

第二部分，对于300到600磅级的缠绕垫片，在70MPa的垫片应力下，垫片被压缩后的厚度应不低于3.43mm(0.135 in.)。

第三部分，对于900磅级及以上的缠绕垫片，在140MPa的垫片应力下，垫片被压缩后的厚度应不低于3.43mm(0.135 in.)。

详细的对比，请参看下图数据表：

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除了对压缩测试的要求有了根本的改变外，还增加了一项新的要求，就是对垫片密封性能的测试，具体要求如下：

对所有的尺寸和压力等级的成品缠绕垫片，都应该能够满足最大允许泄露率为0.0137mg/s∙m， 圆周的长度必须用尺寸表中垫片（密封面）尺寸的外径来计算。测试必须在室温下使用一个已知甲烷浓度的外部校准气源，测试气体的流速为1L/分钟。

测试设备：测试设备的表面粗糙度必须遵循ASME B16.5，能够隔离垫片，以便将任何泄露引向检测探头，并且在垫片内部用甲烷（最小97%的纯度）增压期间能够在测试垫片密封元件上提供一个均匀的载荷。

垫片应力：均匀施加在垫片上的应力应该是150磅级的缠绕垫片垫片使用35MPa（5000psi），300和400磅级的缠绕垫片使用56MPa（8000psi），600磅级及以上的缠绕垫片使用70MPa（10000psi）。

测试压力：测试内压应该是150磅级的缠绕垫片使用20bar（290psi），300磅级及以上的使用40bar（580psi）。

测试结果：测试压力应该至少要维持4小时，在此之后，每隔5分钟左右读取3次读数，再将这3个读数的平均值与最大允许的泄露率进行比较。

下图为典型的测试设备：

既然新版的ASME B16.20标准增加了测试要求，这样会对密封行业带来了哪些的挑战呢？

首先，ASME B16.20-2017这个标准并没有像国标的缠绕垫片那样指定对某一个规格和压力等级的缠绕垫片做型式试验，试验结果满足标准即可。

理论上讲，对于ASME B16.20-2017这个标准的缠绕垫片需要对每一个规格，每一个压力等级的缠绕垫片都要做测试，制定单独的制造工艺来满足标准的要求，而事实上是无法做到此要求的，仅仅实验设备的能力（包括压缩试验机的最大负荷和压板尺寸）就很难满足所有规格的缠绕垫片测试要求。

其次，ASME B16.20-2017标准泄漏率的测试介质一改国内正常使用的氮气，使用甲烷作为测试介质，由于甲烷是易燃介质，对于实验室以及安全防护和操作都有严格的规定，这就注定不是每一个缠绕垫片制造厂都能够按照ASME B16.20-2017标准的要求来测试和检验缠绕垫片。

因以上这些变化和挑战，这就需要我们的缠绕垫片用户、设计人员及制造厂商对于如何测试和认证垫片性能具备有统一认识，例如，对于某一规格和压力等级的垫片测试通过后，是否可以认定为某一系列的垫片都满足标准要求，这是值得探讨的，并且需要做足够多的基础性测试才可能有结论。这也是标准改版带给缠绕垫片使用、设计、制造的新挑战。

参考文献