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法蘭連接確切地說(shuō)應(yīng)該是螺栓、法蘭、墊片連接,其密封是靠三者的協(xié)同作用實(shí)現(xiàn)的,其中墊片是實(shí)現(xiàn)密封的核心部件。
通過(guò)螺栓的預(yù)緊力,使墊片和法蘭密封面之間產(chǎn)生足夠的壓力,以使墊片表面產(chǎn)生的變形足以填補(bǔ)法蘭密封面的微觀不平度,達(dá)到密封的目的。
為達(dá)到上述目的所作用到墊片上的蕞小單位壓緊力,稱為比壓力。當(dāng)與法蘭連接的管道達(dá)到操作壓力時(shí),因內(nèi)壓的軸向力的作用導(dǎo)致兩片法蘭有分開(kāi)的趨勢(shì),而螺栓則有伸長(zhǎng)的趨勢(shì),作用在墊片上的壓緊力將減少。當(dāng)作用在墊片有效截面上的壓緊力降至某一臨界值時(shí),仍能保持密封,這時(shí)墊片上的剩余壓緊力即為墊片的有效緊固力。當(dāng)墊片上壓緊力小于有效緊固力時(shí)法蘭就會(huì)發(fā)生泄漏,甚至將墊片吹跑,因此墊片的有效緊固力必須大于管道的操作壓力。兩片法蘭密封面之間的距離,在操作狀態(tài)要比初始狀態(tài)大,這時(shí)墊片與法蘭密封面的緊密性是靠墊片的回彈力來(lái)保證的。
可以這么說(shuō),在初始密封階段,墊片的表面塑性變形填補(bǔ)法蘭密封面的微觀不平度起決定性作用;而操作狀態(tài)下法蘭的密封,墊片內(nèi)部的彈性回復(fù)起主導(dǎo)作用。
法蘭又叫法蘭盤(pán)或突緣,根據(jù)材質(zhì)劃分可分為碳鋼法蘭、不銹鋼法蘭和合金鋼法蘭。
碳鋼法蘭就是含有碳鋼材質(zhì)的法蘭,根據(jù)各種微量元素含量的不同,可分為A105材質(zhì),Q235材質(zhì),16MN材質(zhì)、20#材質(zhì)等,而根據(jù)生產(chǎn)工藝,可分為鍛造法蘭、鑄造法蘭、中板卷制和中板割制,其中質(zhì)量 好的是鍛造法蘭,其次是卷制, 后是鑄造。由于碳鋼法蘭本身不具有功能,所以主要的處理有涂油、涂漆和鍍鋅。
鍛造法蘭是法蘭產(chǎn)品中機(jī)械性能較好,它的原材料一般是鋼坯,進(jìn)行切割之后加熱, 加熱之后放進(jìn)模具不斷地進(jìn)行捶打,來(lái)鋼坯的偏析、疏松、內(nèi)部有空氣等缺陷,所以鍛造的法蘭耐壓和耐溫性能比較好,一般適用于高溫高壓的環(huán)境下。 鑄造法蘭的毛坯形狀尺寸準(zhǔn)確,加工量小,成本低,但是鑄造法蘭會(huì)有氣孔、裂紋和雜質(zhì),而且鑄件內(nèi)部組織流線型較差。其優(yōu)點(diǎn)是可以有比較復(fù)雜的外形,而且生產(chǎn)成本低。 鍛造法蘭由于比鑄造法蘭含碳量低,所以不容易生銹,而且組織密致,可以承受的剪切力和拉伸力優(yōu)于鍛造法蘭,機(jī)械性能比較好。
鍛造法蘭和鑄造法蘭僅從外觀來(lái)看不好辨別,以下有幾種方法供大家參考。 一是比價(jià)格,市場(chǎng)上的法蘭,鑄造的便宜,鑄鍛的其次,純鍛打的相比價(jià)格高。 二是做破壞性試驗(yàn),將法蘭分割開(kāi)來(lái),鑄造的有沙1眼而純鍛的沒(méi)有,鑄鍛的法蘭有時(shí)候會(huì)有裂紋。 三是從法蘭的公差及表面光潔度,鑄造法蘭一般會(huì)有負(fù)公差1-5mm,邊緣倒角不規(guī)矩,孔內(nèi)有毛刺不光滑,而鍛造的法蘭公差較小。 四是稱重量,相同尺寸的法蘭,鑄造的會(huì)比鍛造的重量輕。 購(gòu)買(mǎi)碳鋼法蘭,要根據(jù)它的使用環(huán)境來(lái)挑選,不要只貪圖價(jià)格便宜,而是要以 使用為前提。
大型法蘭指的是超出了國(guó)家有關(guān)部門(mén)所規(guī)定的尺寸的法蘭。一般指DN2000以上尺寸的法蘭盤(pán)。這樣的產(chǎn)品全是焊接的產(chǎn)品,沒(méi)有絲扣的,絲扣產(chǎn)品經(jīng)常用到的規(guī)格是到DN15-DN100的。國(guó)家法蘭標(biāo)準(zhǔn)GB/T9119-2010之中0.25MPa到1.6Mpa的壓力標(biāo)準(zhǔn)之中的蕞大的尺寸就是DN2000的。大型法蘭也是法蘭的一種類型,一般運(yùn)用在大口徑管道工程中,多是運(yùn)用在機(jī)械行業(yè)、化工行業(yè)、風(fēng)電行業(yè)、污水處理行業(yè)中,由于體積較大所以運(yùn)輸方面有不少需要注意的地方。
大型法蘭通常指的是DN2000以上尺寸的法蘭盤(pán),因?yàn)槌叽邕^(guò)大,所以這類法蘭都是焊接的,并沒(méi)有絲扣。有絲扣的法蘭都是規(guī)格是到DN15-DN100的普通法蘭。大型法蘭由于產(chǎn)品尺寸過(guò)大,所以只能是用卷制及拼接的工藝來(lái)制作。
大型法蘭的運(yùn)輸過(guò)程中是有不少需要注意的,特別是3米(含)以上的物件,因?yàn)橐话愀咚俾坊蚴歉呒軜虻南薷邽?.5M,法蘭自身就有3m的直徑,再加上貨車(chē)的本身大概1.5m的高度,這樣就難以通過(guò)了,所以運(yùn)輸之前要考慮這個(gè)問(wèn)題。而為了避免運(yùn)輸過(guò)程中的限制問(wèn)題,特大型法蘭通常是用分段制作的工藝來(lái)完畢的,也就是施工的現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拼接。
對(duì)焊法蘭又稱高頸法蘭,它與其他法蘭不同之處在于從法蘭與管子焊接處到法蘭盤(pán)有一段長(zhǎng)而傾斜的高頸,此段高頸的壁厚沿高度方向逐漸過(guò)渡到管壁厚度,改善了應(yīng)力的不連續(xù)性,因而增加了法蘭強(qiáng)度。對(duì)焊法蘭主要用于工況比較苛刻的場(chǎng)合。如:管道熱膨脹或其他 載荷而使法蘭處的應(yīng)力較大或應(yīng)力變化反復(fù)的場(chǎng)合;壓力、溫度大幅度波動(dòng)的管道或高溫、高壓及低溫條件下應(yīng)用的管道。
平焊法蘭又稱搭焊法蘭。平焊法蘭與管子的連接是先將管子插人法蘭內(nèi)孔至適當(dāng)位置,然后再焊接,其優(yōu)點(diǎn)在于焊接裝配時(shí)較易對(duì)中,且價(jià)格便宜,因而得到了廣泛的應(yīng)用。按內(nèi) 壓計(jì)算,平焊法蘭的強(qiáng)度約為相應(yīng)對(duì)焊法蘭的=分之二,疲勞壽命約為對(duì)焊法蘭的三分之—。所以,平焊法蘭只適用于壓力等級(jí)比較低,壓力波動(dòng)、振動(dòng)均不嚴(yán)重的管道系統(tǒng)中。平焊法蘭又可細(xì)分為帶頸平焊及板式平焊兩種。