不銹鋼壓力管道用法蘭密封接頭是由不銹鋼法蘭、密封墊片及緊固螺栓三個元件組成的一個密封組件,起著連接管子、泵、閥門、壓力容器及各種承壓設備的重要作用,它是機械、石油、化工、石化、水利、電力、輕工、紡織、船舶、制藥及核工業等部門管道系統和裝置中應用最廣泛的一種管道連接件。據統計,在石油化工領域,僅一個大型煉油廠所使用的法蘭密封接頭總數就達到20萬個以上。
法(fa)蘭(lan)密(mi)封(feng)(feng)接(jie)頭的(de)(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)失效主要表(biao)現為泄漏。在各行(xing)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)管道(dao)(dao)系統(tong)和裝置中(zhong),因法(fa)蘭(lan)密(mi)封(feng)(feng)接(jie)頭密(mi)封(feng)(feng)失效,輕則(ze)造成能源、原材料的(de)(de)(de)浪費(fei),重則(ze)導(dao)致(zhi)設備報廢、停工停產、人員(yuan)傷亡和嚴(yan)重的(de)(de)(de)環境污染。因此,現代石油、化工等工業(ye)(ye)對管道(dao)(dao)裝置的(de)(de)(de)密(mi)封(feng)(feng)提出了非常嚴(yan)格的(de)(de)(de)要求。
法蘭密封(feng)接(jie)頭中(zhong)的主要(yao)零件為法蘭及(ji)墊片,它們通(tong)常以(yi)一個獨立的標(biao)準(zhun)件出現。目前,法蘭及(ji)墊片都已(yi)標(biao)準(zhun)化(hua)。
一、法蘭
法(fa)蘭術語(yu)見表(biao)2-1。
| 表2-1 法蘭(lan)術語 | ||
| 序號 | 術 語(yu) | 定 義 |
| 1 | 法蘭 | 墊片連接(jie)總成的基礎部件,帶有堅固的向心(xin)伸出凸緣,目的是把兩件或多(duo)件過程裝置連接(jie)起來 |
| 2 | 平面法蘭 | 整個耦合面為平面或全平面的法(fa)蘭 |
| 3 | 凸(tu)面法蘭(lan) | 法蘭的(de)接(jie)(jie)合面(mian)凸出了(le)一部(bu)分,該(gai)法蘭是以它的(de)邊緣連接(jie)(jie)部(bu)分發(fa)生接(jie)(jie)觸,而它的(de)表面(mian)不在螺栓(shuan)圓周處與其他部(bu)件接(jie)(jie)觸。正規情況下,墊片的(de)遮蓋(gai)部(bu)分伸出到螺栓(shuan)的(de)內側。 |
| 4 | 凹凸(tu)面法蘭 | 又稱插口法蘭(也即所謂的陰陽面法蘭),它夾持半封閉的墊片。陰法蘭的深度等于或略大于陽法蘭的高度,以避免墊片被壓縮 時兩片法蘭發生直接接觸的可能性。 |
| 5 | 榫槽(cao)面(mian)法蘭 | 法蘭密封面采用榫槽配合,可將墊片封閉起來。槽面深度等于或略大于榫面高度。通常密封墊片與法蘭凸榫同寬。這種法蘭結構 對墊片施加的密封壓力很高。 |
| 6 | 環連接面法蘭 | 該類型為環(huan)形接頭法(fa)(fa)蘭(也稱為AP1環(huan))。兩片法(fa)(fa)蘭上都加(jia)工有(you)溝槽,它所裝的密(mi)封墊片一般(ban)用硬金(jin)屬制造。 |
二、墊片(pian)
墊(dian)片術語見表2-2。
| 表 2-2 墊片(pian)術語 | ||
| 序號 | 術 語(yu) | 定 義 |
| 1 | 墊片(pian) | 置于配合(he)面間(jian)幾何形狀符合(he)要求的薄斷面密封件 |
| a. 非金屬(shu)墊(dian)片 | 由非金(jin)屬(shu)材料(liao)制成的墊片 | |
| b. 金屬(shu)墊片 | 由金屬材料(liao)制成的墊片 | |
| 2 | 復合(he)墊片 | 兩種以上材料按需要復合而成的(de)墊(dian)片 |
| a. 石棉橡膠墊片 | 由石棉(mian)橡膠板制(zhi)成的墊(dian)片(pian) | |
| b. 金屬(shu)包(bao)覆墊片 | 由金屬薄板包覆非金屬材料(liao)而成的墊片 | |
| c. 聚四氟乙烯包覆墊片 | 表面有聚(ju)四(si)氟乙烯(xi)包(bao)覆層的(de)墊片 | |
| d. 柔性(xing)石墨包覆墊片 | 金屬包覆(fu)墊外面再包覆(fu)柔性石墨的墊片 | |
| e. 纏繞墊片 | 成(cheng)型的金(jin)屬帶(dai)與非金(jin)屬同(tong)(tong)軸線同(tong)(tong)平(ping)面交替螺(luo)旋纏繞(rao)而成(cheng)的墊片 | |
| f. 纏(chan)繞-金屬包覆組(zu)合墊片 | 以有筋條(tiao)的金屬包覆墊為基體,在外圓周上再(zai)纏繞成(cheng)纏繞墊的組合墊片,用于多層換熱器 | |
| g. 骨(gu)架式柔性石墨墊(dian)片 | 柔性石(shi)墨和骨(gu)架(jia)按特定工藝復合而成的墊片 | |
| h. 包覆金屬環的橡膠墊片 | 內(nei)周(zhou)邊包覆金屬環的石棉橡膠(jiao)墊片 | |
| i. 金屬(shu)增強墊片 | 金屬起增(zeng)強作(zuo)用的墊片 | |
| j. 編織墊片 | 密封材(cai)料(liao)編織而成的墊片 | |
三、密封結構術語
1. 法蘭(lan)連接密(mi)封(feng)
法蘭連接(jie)密封件置(zhi)于兩法蘭的(de)配合面間,靠擰(ning)緊螺栓壓緊密封件的(de)密封結構。
2. 突面或平面法蘭密(mi)封
法(fa)蘭(lan)配合面(mian)(mian)(mian)為突面(mian)(mian)(mian)或平面(mian)(mian)(mian)的密封結構(gou),如圖2-1所(suo)示(shi)。

3. 凹凸面法蘭密(mi)封(feng)
法蘭配合面為凹凸面的密封結構,如圖2-2所示。

4. 榫槽面法(fa)蘭密封
法蘭(lan)配(pei)合面為榫槽面的(de)密封結(jie)構,如圖2-3所示。

5. 八角環密封
螺(luo)栓法蘭連接,八角環靠螺(luo)栓的力(li)預緊(jin),并受介質(zhi)壓力(li)的作用而自緊(jin)的密封結構(gou),如圖(tu)2-4所示。

6. 橢圓環(huan)密封(feng)
螺栓(shuan)法蘭連接,橢圓(yuan)環(huan)靠螺栓(shuan)的(de)力預(yu)緊(jin),并受介質(zhi)壓(ya)力的(de)作用而自緊(jin)的(de)密(mi)封結構,如圖(tu)2-5所示。

7. 透(tou)鏡環密封
高壓(適(shi)用(yong)壓力(li)為32MPa)管道(dao)連接處(chu)用(yong)透鏡墊做密(mi)封件的密(mi)封結構,如圖2-6所示。

四、墊片(靜密封(feng))設計術語
墊(dian)片(靜密(mi)封(feng))設計術語見表(biao)2-3。
| 表2-3 墊片 (靜密封)設計術語 | ||
| 序號 | 術(shu) 語 | 定 義(yi) |
| 1 | 預緊密封比壓(y) | 安裝時,預緊螺(luo)栓達到密封狀態墊片所承受的壓應力 |
| 2 | 操作密封比壓 | 操作時,介質壓(ya)(ya)力抵消(xiao)了(le)螺栓載荷(he)作用于(yu)墊片(pian)上(shang)的部分應力后,還能保持密(mi)封(feng)的墊片(pian)上(shang)的壓(ya)(ya)應力。它是墊片(pian)系數與介質壓(ya)(ya)力的乘積(ji) |
| 3 | 墊片(pian)系數(m) | 操作密封比(bi)壓與(yu)被密封介質壓力之比(bi) |
| 4 | 螺栓(shuan)操(cao)作載荷 | 操作時(shi),保持密(mi)(mi)封使螺栓受的載荷(he)。它是(shi)介質壓力載荷(he)與保持密(mi)(mi)封所(suo)需墊片(pian)壓緊力之和。 |
| 5 | 螺栓預緊載荷 | 安裝時,螺栓為壓(ya)(ya)緊墊片使之密(mi)封(feng)而承受的載荷。此(ci)時墊片上的壓(ya)(ya)應力必須達到(dao)墊片的預緊密(mi)封(feng)比壓(ya)(ya) |
| 6 | 自緊載(zai)荷 | 介質壓力產生的自緊力 |
| 7 | 回彈力(li) | 密封(feng)作為抵抗外力作用而產(chan)生的(de)恢(hui)復原(yuan)形的(de)力 |
| 8 | 墊片幾何寬度 | 墊(dian)片(pian)外直(zhi)徑(jing)與內(nei)直(zhi)徑(jing)之(zhi)差的(de)一半 |
| 9 | 墊(dian)片接觸(chu)寬度 | 與法蘭配(pei)合面(mian)可能(neng)接觸的(de)寬度(du),它隨配(pei)合面(mian)的(de)形狀(zhuang)不同(tong)而不同(tong) |
| 10 | 墊片基(ji)本密(mi)封寬度 | 根據墊片接觸寬度計算的用于(yu)確定墊片有效(xiao)密封寬度的墊片寬度 |
| 11 | 墊(dian)片有效密(mi)封寬度 | 考(kao)慮(lv)到法蘭偏(pian)轉的(de)影響,設計(ji)時根據墊片基(ji)本密封(feng)寬度按均方根計(ji)算(suan)的(de)墊片寬度 |
五、墊片材料性能(neng)術語
墊片材料性能(neng)術(shu)語見表2-4。
| 表2-4 墊片材(cai)料性能術語(yu) | ||
| 序(xu)號 | 術(shu) 語 | 定 義 |
| 1 | 壓(ya)縮率 | 加(jia)載時,材料的(de)厚度壓縮量與初(chu)始厚度之比 |
| 2 | 彈性 | 固體物質(zhi)在(zai)應力(li)作用(yong)下產生應變,應力(li)消失后即恢復原狀(zhuang)的性能 |
| 3 | 回彈率 | 固體物質卸載時的回彈量(liang)(liang)與加載時的壓(ya)縮量(liang)(liang)之比 |
| 4 | 應力松弛 | 應(ying)變不變而應(ying)力(li)衰(shuai)減的一種過渡應(ying)力(li)-應(ying)變狀(zhuang)態 |
| 5 | 應力(li)松弛率 | 應(ying)力(li)松弛狀態下應(ying)力(li)衰(shuai)減的(de)百(bai)分(fen)數 |

