非石棉墊片耐溫耐壓怎麼看？P×T 值、P–T 圖與厚度選用指南

「型錄寫耐溫 400°C、耐壓 100 bar，那 20 bar 的蒸汽管應該沒問題吧？」這是非石棉墊片最常見、也最危險的誤讀。

型錄上的最高溫度與最高壓力，是在兩種不同條件下分別量到的，不能同時成立；真正決定能不能用的，是溫度與壓力的組合，再加上墊片厚度、黏結劑種類與法蘭狀況。

本文從 P×T 值與 P×T 圖的判讀講起，說明為什麼薄墊片反而更耐壓、蒸汽工況為何特別容易讓非石棉墊片失效，最後整理詢價時該提供的資訊，以及什麼情況應改用其他墊片。

型錄上的最高耐溫與耐壓能同時達到嗎？

最高耐溫與最高耐壓各在什麼條件下成立？

非石棉墊片在業界也稱為壓縮纖維墊片（CNAF），由芳綸、玻纖、礦物纖維等補強纖維，混合 NBR、SBR 或天然橡膠等黏結劑與填料，經滾壓、硫化製成板材後再裁切成形。

型錄上的「最高溫度」，通常是指在壓力很低、接近常壓時，材料短時間內不致失效的溫度；「最高壓力」則是在常溫、法蘭與鎖固條件都理想時的耐壓極限。

換句話說，這兩個數字是在兩個相反的極端分別量到的。把它們組合成「高溫加高壓」，就像把兩份成績單上的最高分加在一起，看起來漂亮，實際上並不存在。

採購若只拿這兩個數字去比對工況，很容易選到一片「規格上看起來綽綽有餘、裝上去卻撐不了幾個月」的墊片。

溫度升高時，墊片內部會有什麼變化？

黏結劑是非石棉墊片的關鍵，也是它的弱點。纖維負責強度，橡膠黏結劑負責把纖維綁在一起，並提供密封所需的柔軟度與回彈。溫度升高後，橡膠會持續交聯硬化，回彈能力下降，墊片內部同時發生應力鬆弛，螺栓提供的有效夾緊力也跟著減少。

另一方面，內壓越高，把墊片往外推的力（吹出力）就越大，維持密封所需的殘留面壓也越高。高溫降低了墊片「抓得住」的能力，高壓卻提高了「需要抓住」的門檻，兩者往相反方向走，結果就是：溫度越高，墊片能承受的壓力越低。

日本墊片大廠的型錄也特別提醒，經濟型的非石棉纖維板在 100°C 以上就會開始硬化，鎖固管理要格外注意。

為什麼要看溫度與壓力的組合（P×T 值）？ 

為了同時考慮溫度與壓力這兩個變數，業界發展出 P×T 值（壓力乘以溫度）與 P×T 圖兩種工具。

判斷原則很簡單：工況的溫度、壓力與 P×T 值三項，都不能超過該產品型錄公告的數值，只要有一項超標就不適用。

下表整理型錄上常見的溫壓指標，以及實務上最常發生的誤用。

非石棉墊片型錄常見溫壓指標

指標	量測或定義條件	實務意義	常見誤用
最高溫度	接近常壓、短時間	材料本身的耐熱極限	當成高壓下的連續使用溫度
最高壓力	常溫、理想鎖固	抗吹出能力的上限	當成高溫下的耐壓
連續使用溫度	長時間、低壓	黏結劑熱老化可接受的溫度	忽略壓力造成的修正
最大 P×T 值	壓力×溫度的乘積上限	溫壓同時存在時的組合限制	單位混用（psi×°F 與 bar×°C）
P×T 圖	依厚度繪製的溫壓分區圖	最直接的可用性判讀工具	用錯厚度的曲線

P×T 圖怎麼讀：三個區域代表什麼？

P×T 值的算法與單位陷阱

P×T 值就是把操作壓力與操作溫度相乘。

麻煩在於單位：美系型錄多用 psi×°F，部分歐系或亞洲型錄改用 bar×°C，同一個工況算出來的數字差了好幾十倍，絕對不能拿 A 廠的單位去對照 B 廠的上限。

以 10 barg 的飽和蒸汽為例：壓力約 145 psig、溫度約 184°C（363°F），用 psi×°F 計算，P×T 約為 145×363≈52,600；若用 bar×°C 計算，則是 10×184＝1,840。兩個數字描述的是同一條蒸汽管，只是單位不同。看型錄時，第一件事就是確認它用的是哪一套單位。

坊間常見的一個粗略參考是：以 psi×°F 計，P×T 值在 350,000 以下的工況，一般可以考慮壓縮非石棉墊片；超過時建議改用金屬或半金屬墊片。這個數字只能拿來做第一輪篩選，不同牌號之間差異很大，有些經濟型等級的上限遠低於此，最終仍要以該產品的型錄為準。

三個區域的判讀

多數型錄的 P×T 圖會把溫度與壓力組成的平面分成三個區域，各廠命名略有不同，但概念大致一致：

•   區域一（一般可用區）：在型錄建議的鎖固條件下，通常不需要額外的工程評估即可使用。

•   區域二（需技術評估區）：可能可用，但要一併考慮介質、法蘭型式、鎖固程序與熱循環頻率，建議先向供應商確認。

•   區域三（不建議區）：超出材料能力，應直接改用其他墊片型式，不要嘗試「加大扭矩撐撐看」。

定位時要用工況的「最高」溫度與「最高」壓力，包含開機升溫、設備清洗、蒸汽殺菌（SIP）等短時峰值，而不是正常運轉時的平均值。另外要記得，型錄上的溫度、壓力與 P×T 額定，都是建立在最佳條件下：法蘭面平整、粗糙度合適、螺栓負荷足夠。

現場條件越差，實際可用的邊界就越往內縮，落在區域邊界線上的工況，應該當成下一個區域來處理。

看錯厚度的溫壓曲線，會有什麼風險？

P×T 圖通常依厚度分開繪製，例如 1/32″ 與 1/16″（約 0.8 mm 與 1.5 mm）共用一張，1/8″（約 3 mm）另外一張。同一種材料，厚墊片那張圖的可用面積明顯較小。

拿 1.5 mm 的曲線去判斷 3 mm 的墊片，是現場最常見的錯誤之一，等於在不知不覺中放寬了安全邊界。

除了 P×T 圖，也要看法蘭的壓力等級。美系墊片廠的技術資料指出，依壓力等級與飽和蒸汽的溫壓關係比較，片狀非石棉墊片原則上應限用在 ASME Class 300 以下的法蘭；更高等級的法蘭，建議直接選用纏繞式等半金屬墊片。

下表把判讀流程整理成六個步驟，可直接放進內部的選型檢查表。

P×T 判讀六步驟

步驟	要確認的事	注意重點
1. 確認最高溫壓	最高操作溫度與壓力	含開機、清洗、SIP 峰值，不用平均值
2. 換成型錄單位	psi／°F 或 bar／°C	兩套單位不可混用
3. 選對厚度曲線	實際安裝的墊片厚度	厚墊片的可用範圍較小
4. 定位區域	落在區域一、二或三	落在邊界線上視為下一區
5. 核對單項上限	溫度、壓力、P×T 三項	任一項超過即不可用
6. 確認法蘭等級	是否為 Class 300 以下	更高等級改用半金屬墊片

厚度怎麼選：為什麼越薄越耐壓？

薄墊片的四個優勢

直覺上，厚墊片「肉比較多」，應該比較耐用。但對非石棉這類壓縮纖維墊片來說，結論剛好相反：只要法蘭條件允許，越薄越好。

原因可以歸納為四點：

1. 抗吹出能力較高：墊片暴露在內壓下的側面積較小，被介質往外推的力也較小。

2. 洩漏率較低：介質能滲透穿過墊片本體的截面積同樣較小。

3. 螺栓扭力保持較好：薄墊片的潛變鬆弛量較少，鎖緊後的面壓衰減較慢。

4. 成本較低：用料少，價格自然較低。

這也解釋了為什麼同一種材料，型錄上厚墊片的 P×T 額定總是比較低。厚度不是越多越保險，而是一種取捨。

1.5 mm 為什麼是最常見的標準厚度

一般配管法蘭，例如有水線的突面 ASME B16.5、JIS 或 CNS 法蘭，最常用的非石棉墊片厚度是 1.5 mm（約 1/16″）。這個厚度既能填滿水線與一般的加工紋路，又保留了薄墊片在耐壓與抗鬆弛上的優勢，是補償能力與密封可靠度之間的平衡點。

有實務建議指出，進行法蘭設計計算時，可以採用 3 mm 墊片的 m、y 係數（數值較保守），但實際安裝 1.5 mm 的墊片，兼顧計算安全度與現場密封性。

至於 0.8 mm 或更薄的規格，多半用在法蘭面加工精度高、對組裝間隙有嚴格要求的部位，例如剖分式泵殼的接合面，因為墊片厚度會直接影響兩半殼體之間的配合。

什麼時候才該用厚墊片?

厚墊片的好處是能吃下較深的刮痕、凹坑與翹曲，所以在法蘭面嚴重損傷、兩法蘭平行度不佳，或是塑膠、FRP 這類無法承受高螺栓負荷的法蘭上，才有理由加厚。但要記得：加厚換來的是補償能力，付出的代價是耐壓與抗鬆弛性。

如果是因為法蘭翹曲才想用厚墊片，更好的做法通常是先修面，或改用補償性較佳的 ePTFE 等材料，相關判斷方式可參考〈法蘭面 Ra 粗糙度、平面度與翹曲〉一文。

另一個常見的現場做法是把兩片薄墊片疊起來當一片厚的用，這會多出一個洩漏介面，兩片之間也容易滑移錯位，應該避免。

非石棉墊片厚度選用對照

厚度	適用場合	優點	限制
0.5–0.8 mm	精加工面、剖分泵殼、間隙敏感部位	耐壓與抗鬆弛最佳	補償能力低，法蘭面要求高
1.5 mm	一般配管法蘭（標準選擇）	補償與耐壓平衡	嚴重損傷的法蘭補償不足
2.0 mm	輕微不平整、中低壓	補償能力略增	P×T 額定下降
3.0 mm	損傷或翹曲法蘭、低壓	補償能力最佳	耐壓最差、易鬆弛，高溫蒸汽應避免

蒸汽工況：非石棉墊片最常栽跟斗的地方

飽和蒸汽的溫度和壓力是綁在一起的

飽和蒸汽有一個特性：溫度與壓力有固定的對應關係，壓力越高，溫度就越高，所需的墊片面壓也越高。

因此蒸汽管只要知道壓力，就能直接查出溫度，而 P×T 值會隨著壓力上升而快速放大。下表列出常見蒸汽壓力的飽和溫度，以及換算後的 P×T 參考值，方便與型錄比對。

飽和蒸汽壓力、溫度與 P×T 參考值

錶壓（barg）	飽和溫度（°C）	約 psig／°F	P×T（psi×°F）約
3	144	44／291	12,700
5	159	73／318	23,100
10	184	145／363	52,600
15	201	218／394	85,800
20	215	290／419	121,500
30	236	435／457	198,800
40	252	580／486	281,900

註：數值經四捨五入，僅供比較用；P×T 上限請以所用產品的型錄為準。

從表中可以看到，即使是 40 barg 的蒸汽，P×T 值仍低於前面提到的 350,000 粗估線。但這不代表就能用：40 barg 已接近碳鋼 Class 300 法蘭在該溫度下的額定上限，飽和溫度也逼近許多一般等級非石棉墊片的連續使用溫度。

這正是為什麼 P×T 只是第一關，溫度、壓力、法蘭等級必須逐項核對。

熱循環才是蒸汽管真正的殺手

連續運轉、溫度穩定的蒸汽管，其實比較少出問題；麻煩多半出在間歇使用的設備：開機升溫、停機冷卻、蒸汽與冷凝水交替出現。每一次熱循環，黏結劑都會再硬化一些，墊片也會再乾縮一些；同時，法蘭與螺栓之間的溫差會讓螺栓負荷上下波動。

循環次數累積之後，殘留面壓慢慢降到密封門檻以下，就出現「新墊片裝上去好好的，用了一兩個月才開始漏」的典型狀況。食品廠的夾套鍋、殺菌線、清洗用蒸汽、熱交換器的蒸汽側、蒸汽追蹤管線，都屬於這類高循環工況。

評估時，除了溫度與壓力，也應該把「每天大約開關幾次」列入選型條件。

過熱蒸汽與再鎖緊的問題

過熱蒸汽的溫度可以遠高於同壓力下的飽和溫度，對橡膠黏結劑是更嚴苛的考驗。以美系大廠為例，旗下眾多非石棉壓縮板中，只有一款特殊配方被列為可用於過熱蒸汽。

換句話說，一般等級的非石棉墊片原則上不應用在過熱蒸汽管線，除非型錄明確標示可用。

至於再鎖緊（熱鎖緊），一般 NBR 黏結的非石棉墊片受熱硬化後，補扭矩的效果有限，甚至可能把已經變脆的墊片壓裂；也有部分耐熱型配方標榜不會熱硬化、可以再鎖緊。

是否需要補扭矩、什麼時候補，請依產品型錄的指示辦理，詳細的鎖固順序與扭矩計算可參考〈非石棉墊片扭矩〉一文。

詢價前要準備的資訊，以及何時該換墊片

詢價時請提供這六項資訊

供應商能不能幫你選對墊片，取決於你給的資訊夠不夠完整。

以下六項建議在詢價時一次提供，可以省去來回確認的時間，也能避免「規格看起來一樣、實際用起來不一樣」的爭議：

1. 介質與狀態：飽和蒸汽、過熱蒸汽、冷凝水或熱水，是否含化學藥劑。

2. 壓力：正常與最高操作壓力，包含水錘與啟動時的峰值。

3. 溫度：正常與最高操作溫度，包含殺菌、清洗等短時高溫。

4. 運轉模式：連續或間歇運轉，大約每天有幾次升溫與冷卻。

5. 法蘭規格：標準（ASME、JIS、CNS）、口徑、壓力等級、面型與材質。

6. 現況：目前使用的墊片牌號與厚度、洩漏位置、使用多久後開始漏、拆下的墊片外觀。

進料與安裝前的檢查重點

•   核對厚度與公差，厚度會直接影響 P×T 的判讀結果。

•   確認牌號與型錄一致，包裝或墊片上有批號可追溯。

•   外觀無分層、裂紋、缺角或明顯毛邊。

•   法蘭面清潔，舊墊片殘留完全清除，水線與粗糙度符合要求。

•   除非型錄允許，不要在墊片上塗抹油脂或密封膏，以免降低抗吹出能力。

•   依十字對角順序分階段鎖緊至規定扭矩，不要一次鎖到底。

超出範圍時，改用哪種墊片

當 P×T 判讀落在區域三、法蘭等級超過 Class 300，或熱循環過於頻繁時，與其不斷更換非石棉墊片，不如直接換一種墊片型式。

下表整理常見的替代方向，實際選型仍需搭配介質相容性評估，可參考〈墊片耐酸鹼對照表〉。

超出非石棉墊片能力時的替代選擇

情境	建議改用	理由
P×T 落在區域三，或法蘭 Class 600 以上	纏繞式墊片（石墨填充，含內外環）	金屬結構承壓、回彈性高
高溫蒸汽、熱循環頻繁	柔性石墨墊片（金屬加強芯）	不含橡膠黏結劑，不會熱硬化
過熱蒸汽	纏繞式墊片或石墨複合墊片	一般非石棉墊片不適用
強腐蝕介質或潔淨需求，溫度在 260°C 以下	填充 PTFE 或 ePTFE 墊片	化學惰性高，但需注意冷流
法蘭面損傷、短期內無法停機修面	ePTFE 或改質 PTFE 墊片	低面壓下仍有良好補償性

非石棉墊片 總結

選用非石棉墊片時，應把溫度與壓力放在同一工況下判斷。型錄上的最高耐溫與最高耐壓各有適用條件，P×T 值可用於初步篩選，再依實際厚度查閱 P–T 圖，並核對介質、法蘭額定值與鎖固條件。

蒸汽管線還要區分飽和與過熱蒸汽，納入啟停、清洗時的溫壓峰值及熱循環頻率。

詢價時提供完整工況與現用墊片規格，才能判斷原牌號是否適用，或需評估石墨、纏繞式等替代方案。 

非石棉墊片 常見問題