編制說明

1.任務來源

根據國家標準化管理委員文件《國家標準化管理委員會關于下達2022年第三批推薦性國家標準

計劃及相關標準外文版計劃的通知》（國標委發〔2022〕39號）的要求，由全國管路附件標準化技術

委員會歸口并組織起草《基于泄漏率的管法蘭用墊片系數測試方法》標準，計劃編號為

20220970-T-604，計劃完成時間為2024年。

2.主要工作過程

起草（草案、調研）階段：

根據國家標準委下達的任務要求，2023年1月，標委會正式啟動《基于泄漏率的管法蘭用墊片系

數測試方法》系列標準的制定工作，成立了標準編制組，收集和整理相應的資料和文件，確定編寫內

容和方式。2023年5月11日～12日在張家港召開第一次工作會議，對標準內容編制情況進行了討論，

會后，標準編制組根據聽取專家意見和建議對標準草案進行了修改和補充，于2023年7月將征求意見

稿提交至全國管路附件標準化技術委員會秘書處。

征求意見階段：

......

審查階段：

......

報批階段：

......

3.主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本文件負責起草單位為中機生產力促進中心有限公司和華東理工大學等。

主要起草人：

4標準編制原則和主要內容

4.1標準編制原則

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定

起草。

本文件編制時，參考借鑒了EN13555-2021《Flangesandtheirjoints-Gasketparametersandtest

proceduresrelevanttothedesignrulesforgasketedcircularflangeconnections》，同時對樣品準備和操作程

序等關鍵過程更加細化和完善。

4.2標準主要內容

本文件規定了GB/T17186.2所需墊片參數的測試方法和試驗步驟。

本文件適用于非金屬平墊片、半金屬墊片、金屬墊片，其中純彈性體、僅含顆粒填料或僅由顆粒

增強的彈性體墊片除外。

4.3主要技術指標

4.3.1本文件涉及的墊片系數共有8個，分別是Qsmax、EG、PQR、ΔeGC、Qmin(L)、Qsmin(L)、αG和μG。

4.3.2本文件給出了以上8個墊片系數的測試方法和測試裝置要求，為了驗證標準的試驗步驟和計算

方法，開展了試驗驗證和分析，詳見附件驗證實驗報告。

4.3.3本文件對試驗裝置壓板表面粗糙度以及墊片試樣尺寸的要求引用了EN1092和EN1759相應部

分的規定，對板材墊片試樣尺寸的要求引用了EN1514和EN12560相應部分的規定。

5標準中涉及專利的情況

本文件不涉及專利問題。

6預期達到的社會效益、對產業發展的作用等情況

管法蘭連接件作為管道系統中量大面廣的基礎連接件和密封元件，起著連接管子、壓力容器及各

種承壓設備，輸送介質、傳遞壓力和能量等作用，廣泛應用于機械、石油、化工、電力、冶金、船舶

等行業。密封參數是管法蘭連接計算基礎，是考核評價法蘭連接性能的主要依據，當前基于泄漏率的

墊片參數和測試方法研究已成為美日歐各國密封參數研究趨勢，相較于傳統計算過程關注于密封墊片

本身特性，新的墊片系數不僅與法蘭連接密封緊密度緊密關聯，且綜合考慮壓力、載荷、扭矩等多種

工況條件，對管法蘭連接的實際應用指導性更強，并可有效降低管道系統的逸散率，提高系統的安全

性。

本文件的制定可填補標準使用空白，指導行業計算、設計和選用，有效降低管道系統的逸散率，

提高管道系統的密封安全性，在現有技術基礎上通過對管道系統密封性的整體規劃和設計，提高原材

料的轉化率，降低單位產品對能源的消耗量，實現降低碳排放的目標，滿足碳達峰碳中和的近期需要

和長期部署。本文件的制定為GB/T17186.2《管法蘭連接計算方法第2部分：基于泄漏率的計算方

法》涉及的墊片系數提供了測定方法，也可供其它國內標準（如GB/T38343-2019）和相關研究工作

參考和使用。

6與國際、國外對比情況

本文件編制時，參考借鑒了EN13555-2021《Flangesandtheirjoints-Gasketparametersandtest

proceduresrelevanttothedesignrulesforgasketedcircularflangeconnections》，并對樣品準備和操作程

序等關鍵過程更加細化和完善。

2

7在標準體系中的位置，與現行相關法律、法規、規章及相關標準，特別是強制性標準的協調性

本文件屬于“管法蘭及其連接件”大類中“密封墊片”小類。

本文件與現行相關法律、法規、規章及相關標準協調一致。

8重大分歧意見的處理經過和依據

無。

9標準性質的建議說明

建議按推薦性國家標準發布。

10貫徹標準的要求和措施建議

建議本標準批準發布6個月后實施。

11廢止現行相關標準的建議

無。

12其他應予說明的事項

無。

3

墊片參數測試報告

1.實驗對象

1.1試驗對象

浙江某公司生產的304內外環/304鋼帶石墨纏繞（PN40）。

1.2墊片標準

HG/T20611-2009

1.3試樣尺寸

54.87mm*67.00mm*5.54mm

1.4儀器設備

AMTEC綜合實驗性能機

1.5預處理

使用無塵布清潔墊片，去掉試樣表面灰塵。清潔后，墊片在溫度為（23±5）℃、相

對濕度為（50±6）%的環境中放置至少48h。預處理完成后，確認墊片表面無任何損傷、

劃痕或者變形。

2.最大墊片應力Qsmax的測試

2.1參數含義

Qsmax表示在規定溫度下，墊片不發生壓潰、破裂、壓縮失效或受壓面損傷等失效形式

時，允許在墊片上施加的最大墊片應力。

2.2試驗條件

室溫

2.3測試流程

將墊片放置在測試平臺上，并調整設備以確保墊片處于平坦狀態。實驗在室溫下開始。

首先，以特定的加載速度，將墊片應力調整至20MPa，并維持5分鐘。接下來，墊片的

應力會以一定的速度減小至初始應力的三分之一。在這個應力下維持5分鐘，記錄墊片的

厚度。在完成這一階段后，根據表1中的數據，逐步增大墊片的應力，每次增加后都會保

持5分鐘，然后將應力減小到上一次增加的載荷的三分之一，每次減少應力都會保持5

分鐘。每次增加和減少應力并保持5分鐘后，都會記錄墊片的厚度。當加載到機器上限或

4

者墊片被壓潰時，記錄此時的墊片應力值，即為Qsmax。

表測試墊片加載應力流程單位為兆帕，

1

之后每次增MPa

加載QAi203040506080100120140160

加20MPa

之后每次增

卸載QAi/36.71013.316.72026.733.34046.753.5

加6.7MPa

2.4測試結果

此墊片Qsmax為400MPa，此處由于沒有發生墊片壓潰，故該值為AMTEC綜合實驗性能機

的應力上限。圖1為應力加載流程圖。

圖測試墊片應力加載結果圖

1

3.卸載彈性模量EG

3.1參數含義

卸載彈性模量EG表示墊片在卸載過程中恢復到初始狀態的能力，是墊片材料的彈性性

能指標。墊片卸載時的應力和應變的比值，其值的大小由初始壓縮載荷卸載至1/3時，墊片的回彈厚

度確定。

3.2試驗條件

室溫

3.3測試流程

將測試墊片放置在測試平臺上，并調整設備以確保墊片處于中心位置。以特定的加載

速度將墊片應力調整至預定值，并保持5分鐘。在加載過程中，記錄每個加載點對應的墊

片厚度，并確保墊片穩定在每個加載點至少5分鐘。緩慢減小加載應力，以特定速度進行

卸載。加載過程如圖2所示。

5

圖彈性模量測試過程加載曲線

在卸載過程中，記錄每個卸載2點對應的墊片厚度，并保持每個卸載點5分鐘，以確保

墊片恢復到穩定狀態，每次載荷循環都可計算卸載彈性模量。根據實驗數據，計算卸載彈

性模量EG。將卸載過程中的應力QA、以QA應力保壓后的墊片厚度eQA和從QA卸載到1/3QA

的墊片厚度減薄量ΔeG代入公式(1)進行計算。

(1)

記錄計算得到的卸載彈性模量EG。

3.4測試結果

彈性模量EG可以在最大墊片應力測試過程中被一同計算，完整的測試結果如圖2所

示，此墊片在Q=80Mpa時EG為2171Mpa。

6

圖不同應力對應彈性模量圖

4.最小裝配墊片應力Qmin(L)3

4.1參數含義

最小裝配墊片應力Qmin(L)表示墊片在裝配過程中所需施加的最小應力，確保墊片在裝

配后能夠正常工作，并且在測試內壓下法蘭面之間密封等級達到L時的最小墊片應力。

4.2試驗條件

常溫

4.3測試流程

將測試墊片放置在測試平臺上，并調整墊片以確保墊片處于中心位置。將墊片應力調

整到5MPa，并保持5分鐘，然后將內壓打開，調整至40bar，并保持20分鐘或直到泄

漏率穩定（20分鐘內泄漏率變化不超過2%），此時測量泄漏率。繼續加載至10MPa，并

保持5分鐘，直到泄漏率穩定后再次測量泄漏率。將應力卸載至5MPa，并保持5分鐘，

直到泄漏率穩定后再次測量泄漏率。對墊片進行循環加載和卸載，直到完成160MPa下的

加載和卸載循環，或下一次加載值超過Qsmax。記錄每個加載和卸載階段的有效墊片應力。

計算有效墊片應力Q。根據計算得到的有效墊片應力Q，確定最小裝配墊片應力Qmin(L)。

4.4測試結果

測試結果如下所示。

表測試墊片泄漏率測試結果表

LQmin(L)2Qsmin(L)[MPa]

[mg/(s*m[MPa]QA=10MQA=20MQA=40MQA=60MQA=80MQA=100MQA=160M

)]PaPaPaPaPaPaPa

7

1.00E-01986

1.00E-0233181413129

1.00E-0363432920

1.00E-0472626230

圖測試墊片泄漏率曲線圖

5.最小工作墊片應力Qsmin(L)4

5.1參數含義

最小工作墊片應力Qsmin(L)表示墊片在高溫工作條件下所需承受的最小應力，以確保墊

片能夠有效密封，并維持密封等級L。

5.2試驗條件

常溫。

5.3測試流程

將測試墊片放置在測試平臺上，并調整設備以確保墊片處于中心位置。將墊片應力調

整到5MPa，并保持5分鐘，然后將內壓打開，調整至40bar，并保持20分鐘或直到泄

漏率穩定（20分鐘內泄漏率變化不超過2%），此時測量泄漏率。繼續加載至10MPa，并

保持5分鐘，直到泄漏率穩定后再次測量泄漏率。將應力卸載至5MPa，并保持5分鐘，

直到泄漏率穩定后再次測量泄漏率。對墊片進行循環加載和卸載，直到完成160MPa下的

加載和卸載循環，或下一次加載值超過Qsmax。記錄每個加載和卸載階段的有效墊片應力。

計算有效墊片應力Q。根據計算得到的有效墊片應力Q，確定最小工作墊片應力Qsmin(L)。

5.4測試結果

測試結果如下所示

8

表測試墊片泄漏率測試結果表

L[mg/(s*m)]Qmin(3Qsmin(L)[MPa]

L)QA=10MQA=20MQA=40MQA=60MQA=80MQA=100MQA=160M

[MPa]PaPaPaPaPaPaPa

1.00E-01986

1.00E-0233181413129

1.00E-0363432920

1.00E-0472626230

圖測試墊片泄漏率曲線圖

5

6.蠕變松弛因子

6.1參數含義

蠕變松弛因子表示墊片在長時間加載后的殘余應力與初始應力之比，用于描述材

料的蠕變松弛性能。

6.2試驗條件

常溫。

6.3測試流程

以0.5MPa/s的加載速率將試驗墊片加載1MPa。保持載荷5分鐘，記錄此時墊片厚

度作為墊片的初始厚度。此實驗在常溫下進行，在室溫下持續4小時。記錄此時的殘余墊

片應力Q2和最終墊片厚度。根據實驗數據和以下公式計算蠕變松弛因子PQR。記錄試驗后

的墊片狀態。

9

=(2)

——蠕變松弛因子；

Q1——初始墊片應力，單位為兆帕（MPa）；

Q2——殘余墊片應力，單位為兆帕（MPa）；

6.4測試結果

由測試結果計算得：=0.97

7.蠕變量ΔeGC

7.1參數含義

蠕變量表示在給定溫度和應力條件下，墊片發生蠕變所引起的墊片厚度變化。

7.2試驗條件

常溫，Relaxationtest。

7.3測試流程

以0.5MPa/s的加載速率將試驗墊片加載1MPa。保持載荷5分鐘，記錄此時的墊片

厚度作為初始厚度。此實驗在常溫下進行，在室溫下持續4小時。觀察和記錄墊片的變形

情況。根據實驗數據計算蠕變量ΔeGC，記錄測試結果，并根據以下公式得到的蠕變量ΔeGC

的數值。

(3)

=(4)

——在K、Q1和T條件下的墊片蠕變量，單位為毫米（mm）；

K——試驗壓板剛度，PN系列法蘭的典型剛度為500kN/mm，Class系列法蘭的典型剛

度為1500kN/mm；

T——測試溫度，單位為攝氏度（℃）；

——墊片受壓面積，單位為平方毫米（mm2）；

Ds——墊片外徑Do、試驗壓板與墊片接觸的外徑或突面外徑中的較小值，單位為亳米

（mm）；

10

ds——墊片內徑Di、試驗壓板與墊片接觸的內徑或突面內徑中的較大值，單位為亳米

（mm）。

7.4測試結果

由測試結果計算得：=5μm

圖測試墊片蠕變實驗結果圖

6

11

編制說明

1.任務來源

根據國家標準化管理委員文件《國家標準化管理委員會關于下達2022年第三批推薦性國家標準

計劃及相關標準外文版計劃的通知》（國標委發〔2022〕39號）的要求，由全國管路附件標準化技術

委員會歸口并組織起草《基于泄漏率的管法蘭用墊片系數測試方法》標準，計劃編號為

20220970-T-604，計劃完成時間為2024年。

2.主要工作過程

起草（草案、調研）階段：

根據國家標準委下達的任務要求，2023年1月，標委會正式啟動《基于泄漏率的管法蘭用墊片系

數測試方法》系列標準的制定工作，成立了標準編制組，收集和整理相應的資料和文件，確定編寫內

容和方式。2023年5月11日～12日在張家港召開第一次工作會議，對標準內容編制情況進行了討論，

會后，標準編制組根據聽取專家意見和建議對標準草案進行了修改和補充，于2023年7月將征求意見

稿提交至全國管路附件標準化技術委員會秘書處。

征求意見階段：

......

審查階段：

......

報批階段：

......

3.主要參加單位和工作組成員及其所做的工作

本文件負責起草單位為中機生產力促進中心有限公司和華東理工大學等。

主要起草人：

4標準編制原則和主要內容

4.1標準編制原則

本文件按照GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定

起草。

本文件編制時，參考借鑒了EN13555-2021《Flangesandtheirjoints-Gasketparametersandtest

proceduresrelevanttothedesignrulesforgasketedcircularflangeconnections》，同時對樣品準備和操作程

序等關鍵過程更加細化和完善。

4.2標準主要內容

本文件規定了GB/T17186.2所需墊片參數的測試方法和試驗步驟。

本文件適用于非金屬平墊片、半金屬墊片、金屬墊片，其中純彈性體、僅含顆粒填料或僅由顆粒

增強的彈性體墊片除外。

4.3主要技術指標

4.3.1本文件涉及的墊片系數共有8個，分別是Qsmax、EG、PQR、ΔeGC、Qmin(L)、Qsmin(L)、αG和μG。

4.3.2本文件給出了以上8個墊片系數的測試方法和測試裝置要求，為了驗證標準的試驗步驟和計算

方法，開展了試驗驗證和分析，詳見附件驗證實驗報告。

4.3.3本文件對試驗裝置壓板表面粗糙度以及墊片試樣尺寸的要求引用了EN1092和EN1759相應部

分的規定，對板材墊片試樣尺寸的要求引用了EN1514和EN12560相應部分的規定。

5標準中涉及專利的情況

本文件不涉及專利問題。

6預期達到的社會效益、對產業發展的作用等情況

管法蘭連接件作為管道系統中量大面廣的基礎連接件和密封元件，起著連接管子、壓力容器及各

種承壓設備，輸送介質、傳遞壓力和能量等作用，廣泛應用于機械、石油、化工、電力、冶金、船舶

等行業。密封參數是管法蘭連接計算基礎，是考核評價法蘭連接性能的主要依據，當前基于泄漏率的

墊片參數和測試方法研究已成為美日歐各國密封參數研究趨勢，相較于傳統計算過程關注于密封墊片

本身特性，新的墊片系數不僅與法蘭連接密封緊密度緊密關聯，且綜合考慮壓力、載荷、扭矩等多種

工況條件，對管法蘭連接的實際應用指導性更強，并可有效降低管道系統的逸散率，提高系統的安全

性。

本文件的制定可填補標準使用空白，指導行業計算、設計和選用，有效降低管道系統的逸散率，

提高管道系統的密封安全性，在現有技術基礎上通過對管道系統密封性的整體規劃和設計，提高原材

料的轉化率，降低單位產品對能源的消耗量，實現降低碳排放的目標，滿足碳達峰碳中和的近期需要

和長期部署。本文件的制定為GB/T17186.2《管法蘭連接計算方法第2部分：基于泄漏率的計算方

法》涉及的墊片系數提供了測定方法，也可供其它國內標準（如GB/T38343-2019）和相關研究工作

參考和使用。

6與國際、國外對比情況

本文件編制時，參考借鑒了EN13555-2021《Flangesandtheirjoints-Gasketparametersandtest

proceduresrelevanttothedesignrulesforgasketedcircularflangeconnections》，并對樣品準備和操作程