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帶頸平焊法蘭連接于管端。主要是使管子與管子相互連接的零件。帶頸平焊法蘭上有孔眼,可穿螺栓,使兩法蘭緊連,法蘭間用襯墊密封。帶頸平焊法蘭聯(lián)接指由一對法蘭、一個(gè)墊片及若干個(gè)螺栓螺母組成。墊片放在兩法蘭密封面之間,擰緊螺母后,墊片表面上的比壓達(dá)到一定數(shù)值后產(chǎn)生變形,并填滿密封面上凹凸不平處,使聯(lián)接嚴(yán)密不漏。法蘭聯(lián)接是一種可拆聯(lián)接。按所聯(lián)接的部件可分為容器法蘭及管法蘭。帶頸平焊法蘭適用于公稱壓力不超過2.5MPa的鋼管道連接。
帶頸平焊法蘭用于法蘭與管子的對口焊接,其結(jié)構(gòu)合理,強(qiáng)度與剛度較大,經(jīng)得起高溫高壓及反復(fù)彎曲和溫度波動(dòng),密封性可靠。公稱壓力為0.25~2.5MPa的帶頸平焊法蘭采用凹凸式密封面。
ANSI法蘭的密封原理
ANSI法蘭的密封原理極其簡單:螺栓的兩個(gè)密封面相互擠壓法蘭墊片并形成密封。但這同時(shí)也導(dǎo)致密封的破壞。為了保持密封,就得維持巨大的螺栓作用力。為此,螺栓就要做得更大。而更大的螺栓就要匹配更大的螺母,這就意味著需要直徑更大的螺栓為上緊螺母創(chuàng)造條件。殊不知,螺栓的直徑越大,適用的法蘭就會(huì)變得彎曲,唯1的辦法就是增大了法蘭部分的壁厚。整個(gè)裝置將需要極大的尺寸和重量,這在近海環(huán)境下便成了一個(gè)特殊問題,因?yàn)樵谶@種情況下重量始終是人們必須引起關(guān)注的主要問題。而且,從根本上來說,ANSI法蘭是一種無效的密封,它需要把50%的螺栓負(fù)荷用于擠壓墊片,而用于保持壓力的負(fù)荷只剩50%。
然而,ANSI法蘭的主要設(shè)計(jì)缺點(diǎn)是它不能保證無泄漏。這就是其設(shè)計(jì)上的不足:連接是動(dòng)態(tài)的,而且諸如熱膨脹和起伏不定的周期載荷都會(huì)造成法蘭面之間的移動(dòng),影響法蘭的功能,從而使法蘭的完整性受損,蕞終導(dǎo)致泄漏。
法蘭墊片靜密封的密封機(jī)理可分為以下2種情況:
1、初始密封
在裝配法蘭墊片時(shí)就可完成初始密封,緊固螺栓壓緊墊片, 產(chǎn)生初始密封的基本條件是應(yīng)使密封面間產(chǎn)生足夠的壓力,即墊片預(yù)緊應(yīng)力使墊片材料受壓縮后發(fā)生彈性壓縮變形或彈塑性壓縮變形,能夠填塞法蘭密封面的粗糙不平,堵塞界面泄漏通道以達(dá)初始密封要求。
墊片的預(yù)緊應(yīng)力取決于墊片材料壓緊性能, 所有的密封壓緊力均來自螺栓的初始緊固力,同時(shí)法蘭應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和防偏轉(zhuǎn)或翹曲變形的足夠剛度。
2、工作密封
預(yù)緊后的法蘭墊片螺栓三構(gòu)件系統(tǒng),當(dāng)受到工作介質(zhì)壓力作用之后,一對法蘭的2個(gè)密封面將被發(fā)生相對分離,此時(shí)墊片應(yīng)有足夠的回彈變形以補(bǔ)償這一分離。
不僅如此,墊片還要求有這樣的能力,即保持密封界面上仍有足夠以維持密封的殘留墊片應(yīng)力(壓應(yīng)力), 以保證將流體介質(zhì)密封住。
金屬包墊片是用薄金屬板(白鐵片、不銹鋼)包裹石棉和其他非金屬材料制成的;也有用石棉帶包裹的薄鋼帶制成的環(huán)繞式墊片,大型法蘭在高壓設(shè)備和管道上,選用銅、鋁、10號(hào)鋼、不銹鋼制成的透鏡型或其他形狀的金屬墊片。
大型法蘭的高壓墊片與密封面之間的接觸寬度很窄(線接觸),密封面與墊片加工光潔度高。大型法蘭連接主要用于鑄鐵管、襯膠管、有色金屬管材和大型法蘭閥的連接,工藝設(shè)備與大型法蘭的連接也采用大型法蘭連接。