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大口徑法蘭在化工和煉油領(lǐng)域,21世紀(jì)大口徑法蘭是其主要設(shè)備之一。壓力容器的法蘭接口是吞吐量材料的要求通道,并且是與其他設(shè)施的接口。壓力容器對(duì)接接口密封的密封性是每個(gè)大口徑法蘭接口的長(zhǎng)期保證。法蘭端面與墊片的密封槽之間的壓縮過程,壓緊程度和周向壓縮的均勻程度對(duì)密封性能有直接影響。影響密封效果的一個(gè)重要因素是,螺栓預(yù)緊力的加載過程和預(yù)緊力的大小。
大口徑法蘭螺栓預(yù)緊力與墊片和法蘭連接。在凸緣密封墊圈情況下八邊形或橢圓形的墊片,在該過程中,凸緣的一般要求是圓周預(yù)應(yīng)力螺栓逐漸加載,襯墊法蘭密封槽嵌入逐漸均勻,以確保墊圈沒有局部變形;預(yù)應(yīng)力螺栓達(dá)到預(yù)定值。對(duì)于該螺栓擰緊過程中,大直徑法蘭的過程中,目前用來實(shí)現(xiàn)負(fù)載轉(zhuǎn)矩扳手,由扭矩扳手所示的扭矩值間接地轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的螺栓的預(yù)載荷。
這種扭矩法能實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)直觀、易于測(cè)量、操作過程簡(jiǎn)單、控制程序簡(jiǎn)單,但沒有考慮到各部件間的摩擦阻力效應(yīng)和螺栓總成中的摩擦阻力不完全一致。這使得預(yù)緊力離散,無法可靠保證均勻預(yù)緊過程的工藝要求。因此,控制精度低,對(duì)大口徑法蘭的密封效果影響很大,直接影響設(shè)備的長(zhǎng)期、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。
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大口徑法蘭常見的有平焊法蘭及對(duì)焊法蘭,其中平焊法蘭的剛性較差,適用于壓力p≤4MPa的場(chǎng)合;對(duì)焊法蘭又稱高頸法蘭,剛性較大,適用于壓力溫度較高的場(chǎng)合。而且法蘭密封面的形式有三種:平面型密封面,適用于壓力不高、介質(zhì)無毒的場(chǎng)合;凹凸密封面,適用于壓力稍高的場(chǎng)合;榫槽密封面,適用于有毒介質(zhì)及壓力較高的場(chǎng)合。不同性質(zhì)的法蘭管件在不同的領(lǐng)域中具有良好的產(chǎn)品性能,適應(yīng)的場(chǎng)合和空間不同,產(chǎn)生的功效也會(huì)不同。
大口徑法蘭的墊片是一種能產(chǎn)生塑性變形、并具有一定強(qiáng)度的材料制成的圓環(huán)。大多數(shù)墊片是從非金屬板裁下來的,或由專業(yè)工廠按規(guī)定尺寸制作,其材料為石棉橡膠板、石棉板、聚乙烯板等;也有用薄金屬板(白鐵皮、不銹鋼)將石棉等非金屬材料包裹起來制成的金屬包墊片;還有一種用薄鋼帶與石棉帶一起繞制而成的纏繞式墊片,用戶可根據(jù)自己不同的額需求來進(jìn)行選擇。
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平焊法蘭一般稱為平板,又稱搭接焊法蘭。平焊法蘭與管子的連接是將管子插入法蘭內(nèi)孔內(nèi)適當(dāng)位置,然后搭接焊接。
平焊法蘭適用于壓力等級(jí)低,壓力波動(dòng)、振動(dòng)、振動(dòng)不嚴(yán)重的管道系統(tǒng)。平焊法蘭的優(yōu)點(diǎn)是焊接和裝配時(shí)容易對(duì)中,價(jià)格便宜,因此得到了廣泛的應(yīng)用。分為純鍛、平焊和對(duì)焊法蘭粗鍛(次)、平焊法蘭鋼板、離心鑄造和鑄造法蘭。