法蘭
容器零部件間的連接有不可拆(焊接)、可拆兩種。由于生產(chǎn)工藝要求,以及為了制造、運(yùn)輸、安裝和檢修方便,在筒體與筒體、筒體與封頭、管道與管道、管道與閥門(mén)之間,常用可拆卸的法蘭連接形式。
盡管可拆卸結(jié)構(gòu)有法蘭聯(lián)接、螺紋聯(lián)接和承插式聯(lián)接等。但法蘭連接以其特有的密封可靠、強(qiáng)度高、適應(yīng)范圍廣等優(yōu)點(diǎn)在化工、制藥設(shè)備和管道上應(yīng)用廣發(fā)。
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316L不銹鋼美標(biāo)法蘭
法蘭連接的結(jié)構(gòu)及密封機(jī)理
工作機(jī)理:通過(guò)螺栓預(yù)緊,使法蘭密封面間的墊片被壓緊變實(shí),并填滿(mǎn)法蘭密封面上凹凸不平的間隙,阻止了介質(zhì)通過(guò)墊片內(nèi)部毛細(xì)孔的滲透性泄漏和墊片與密封面間的界面泄漏。從而實(shí)現(xiàn)預(yù)密封。
保證法蘭連接密封不漏的條件是:預(yù)緊時(shí),預(yù)緊力作用在墊片上的預(yù)緊比壓不低于預(yù)緊密封比壓;工作時(shí),作用在墊片上的剩余比壓不低于工作密封比壓。
法蘭類(lèi)型
根據(jù)法蘭與設(shè)備或管道連接的整體性程度來(lái)分類(lèi):
1、整體法蘭
平焊法蘭:用于溫度、壓力不太高的場(chǎng)合。(標(biāo)準(zhǔn)中有具體的溫度、壓力值)
對(duì)焊法蘭:適用于壓力、溫度較高及有毒、易燃、易爆的重要場(chǎng)合。造價(jià)高。
平焊法蘭和對(duì)焊法蘭的區(qū)別:
1、焊縫形式不同:平焊的焊縫不能射線(xiàn)探傷,而對(duì)焊的焊縫可以;平焊是兩個(gè)角接環(huán)焊縫,對(duì)焊是一個(gè)對(duì)接環(huán)焊縫。
2、公稱(chēng)壓力不同:帶頸平焊法蘭公稱(chēng)壓力為:0.6---4.0MPa的,而帶頸對(duì)焊法蘭公稱(chēng)壓力為:1--25MPa等級(jí)的,顯然,帶頸平焊法蘭的適應(yīng)的壓力等級(jí)較低些。
3、連接方式不同:平焊法蘭一般的只能與管道連接,而不能直接與對(duì)焊管件連接;對(duì)焊法蘭一般可以與所有對(duì)焊管件(包括彎頭、三通、異徑管等等)直接連接,當(dāng)然也包括管道。
2、松式法蘭
特點(diǎn):法蘭未能與管道或容器連接在一起,適用于壓力較低的場(chǎng)合,對(duì)有色金屬和不銹鋼設(shè)備和管道殼體不產(chǎn)生附加彎曲應(yīng)力;用碳鋼制造時(shí),可節(jié)省貴重金屬消耗。但是松式法蘭的剛性差。
法蘭與容器或者管道的連接方式:
套在翻邊上
套在焊環(huán)上
套在帶環(huán)上
3、螺紋法蘭
廣泛用于小直徑高壓管道上,法蘭對(duì)管壁產(chǎn)生的附加應(yīng)力較小。
法蘭的形狀
一般來(lái)說(shuō),法蘭的形狀有圓盤(pán)形或帶頸圓盤(pán)形,也有部分方形或橢圓形(腰形)。
方形法蘭
圓形法蘭
橢圓形法蘭
影響法蘭密封的因素
影響法蘭密封的因素主要有:螺栓預(yù)緊力、密封面形式、墊片性能、法蘭剛度和操作條件等。
密封面的形式:
平面型:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便,便于防腐或襯里。但墊片易擠出且不易壓緊,用于低壓、小尺寸、無(wú)毒、密封要求不高的場(chǎng)合。
凹凸型:對(duì)中性好,密封性能較好,用于中壓且溫度較高的場(chǎng)合。
榫槽型:對(duì)中性好,密封可靠,墊片寬度小,所需壓緊力也小,適用于易燃、易爆、有毒及高壓場(chǎng)合。加工、檢修比較困難。
壓緊面的選擇原則為:確保密封可靠,力求加工容易、裝配方便、成本低。
墊片性能
在法蘭連接中,密封效果在很大程度上取決于墊片的密封性能。
1.材質(zhì)要求:耐腐蝕,不污染產(chǎn)品,具有一定的彈性,適當(dāng)?shù)臋C(jī)械強(qiáng)度和柔韌性,在溫度變化時(shí)不易變質(zhì)硬化或軟化。
2.分類(lèi):
壓力容器法蘭和管法蘭的標(biāo)準(zhǔn)
容器法蘭只用于容器殼體間的聯(lián)接,如筒節(jié)和筒節(jié)、筒節(jié)和封頭的聯(lián)接。管法蘭只用于管道間的聯(lián)接。
特別注意:兩者不能互換?。?!
容器法蘭:JB/T4700~4707《壓力容器法蘭》
管法蘭:
HG20592~20635《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》
GB/T9112~9125《鋼制管法蘭》
JB/T74~90《鋼制管法蘭、墊片、緊固件》
法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的三個(gè)重要參數(shù)
1、公稱(chēng)直徑DN:
法蘭的公稱(chēng)直徑是指與法蘭配合的容器或管子的公稱(chēng)直徑。容器的公稱(chēng)直徑是指容器的內(nèi)徑(用管子作筒體的容器除外),管子的公稱(chēng)直徑指其名義直徑,為介于管子內(nèi)、外徑之間的某一數(shù)值,其中大多數(shù)接近管子的內(nèi)徑。公稱(chēng)直徑相同的鋼管,其外徑是相同的,由于厚度是變化的,所以?xún)?nèi)徑也是變化的。見(jiàn)表14-1。
2、公稱(chēng)壓力PN:
公稱(chēng)壓力是為制定標(biāo)準(zhǔn)而分的壓力等級(jí)。見(jiàn)表14-2。
3、
允許工作壓力:
壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱(chēng)壓力是按法蘭材料16Mn(或16MnR)、設(shè)計(jì)溫度200oC條件下確定的,當(dāng)法蘭材料和溫度變化時(shí),法蘭的允許工作壓力將增大或減小。例如表14-3中的長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的允許工作壓力。
如何選擇壓力容器法蘭
為一臺(tái)內(nèi)徑為Di,設(shè)計(jì)壓力為p,設(shè)計(jì)溫度為t的容器筒體或封頭選配法蘭。
1、根據(jù)容器的公稱(chēng)直徑DN和設(shè)計(jì)壓力p,參照J(rèn)B/T4700表1初步確定法蘭的結(jié)構(gòu)型式。(甲型平焊法蘭、乙型平焊法蘭或長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭)
2、根據(jù)容器的設(shè)計(jì)壓力p,設(shè)計(jì)溫度t及準(zhǔn)備采用的法蘭材料,按JB/T4700表6或表7(允許工作壓力表)確定所選法蘭的PN。
3、根據(jù)PN和DN再查看JB/T4700表1,驗(yàn)證初步確定的法蘭型式是否符合要求。若不符合,則需變更法蘭類(lèi)型或材料,重新確定PN。
4、按JB/T4701(甲型)或4702(乙型)或4703(長(zhǎng)頸對(duì)焊)查取法蘭尺寸。