法蘭連接的結(jié)構(gòu)及密封機(jī)理

又叫法蘭盤或突緣。使管子與管子相互連接的零件。連接于管端。法蘭上有孔眼，可穿螺栓，使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。

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)用最廣。

法蘭連接的結(jié)構(gòu)及密封機(jī)理

工作機(jī)理： 通過螺栓預(yù)緊，使法蘭密封面間的墊片被壓緊變實(shí)，并填滿法蘭密封面上凹凸不平的間隙，阻止了介質(zhì)通過墊片內(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。

法蘭類型

根據(jù)法蘭與設(shè)備或管道連接的整體性程度來分類：

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、公稱壓力不同：帶頸平焊法蘭公稱壓力為：0.6---4.0MPa的，而帶頸對(duì)焊法蘭公稱壓力為：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

一般來說，法蘭的形狀有圓盤形或帶頸圓盤形，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)?a target="_blank">機(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：

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、公稱直徑DN：

法蘭的公稱直徑是指與法蘭配合的容器或管子的公稱直徑。容器的公稱直徑是指容器的內(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。公稱直徑相同的鋼管，其外徑是相同的，由于厚度是變化的，所以內(nèi)徑也是變化的。見表14-1。

2、公稱壓力PN：

公稱壓力是為制定標(biāo)準(zhǔn)而分的壓力等級(jí)。見表14-2。

3、最大允許工作壓力：

壓力容器法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的公稱壓力是按法蘭材料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)，法蘭的最大允許工作壓力將增大或減小。例如表14-3中的長(zhǎng)頸對(duì)焊法蘭的最大允許工作壓力。

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（最大允許工作壓力表）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。