不銹鋼壓力管道用法蘭密封接頭是由不銹鋼(gang)法(fa)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。
法蘭密(mi)(mi)(mi)封(feng)接頭的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)失效主要(yao)表(biao)現為泄(xie)漏。在(zai)各行業的(de)(de)管(guan)道(dao)系統和裝(zhuang)置中,因(yin)法蘭密(mi)(mi)(mi)封(feng)接頭密(mi)(mi)(mi)封(feng)失效,輕則造成(cheng)能源、原材(cai)料的(de)(de)浪費,重則導致(zhi)設備報廢、停(ting)工停(ting)產、人員傷亡和嚴(yan)重的(de)(de)環(huan)境污染(ran)。因(yin)此(ci),現代石油(you)、化工等(deng)工業對(dui)管(guan)道(dao)裝(zhuang)置的(de)(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)提出了非常嚴(yan)格的(de)(de)要(yao)求。
法蘭密封接(jie)頭(tou)中的主要零(ling)件(jian)為法蘭及墊(dian)片,它們通常以一(yi)個(ge)獨立(li)的標準(zhun)件(jian)出現。目(mu)前,法蘭及墊(dian)片都已標準(zhun)化。
一、法蘭
法蘭術語見(jian)表2-1。
| 表2-1 法蘭術語 | ||
| 序號(hao) | 術 語 | 定 義 |
| 1 | 法蘭 | 墊片連接總成的(de)基礎(chu)部件(jian),帶有堅固的(de)向心伸出凸緣(yuan),目(mu)的(de)是(shi)把兩件(jian)或多件(jian)過程裝置(zhi)連接起來 |
| 2 | 平(ping)面法蘭 | 整個耦合(he)面為平面或全平面的法蘭 |
| 3 | 凸面法蘭 | 法蘭(lan)的接合(he)面凸出(chu)了一部分(fen),該法蘭(lan)是以它(ta)的邊緣連接部分(fen)發生接觸,而(er)它(ta)的表面不在螺栓圓(yuan)周處(chu)與其他部件接觸。正規(gui)情況下,墊(dian)片的遮蓋部分(fen)伸出(chu)到(dao)螺栓的內側。 |
| 4 | 凹凸面法蘭 | 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 | 榫槽面法(fa)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(huan)連接面法蘭 | 該類型為環(huan)形(xing)接頭法(fa)蘭(lan)(也稱(cheng)為AP1環(huan))。兩片法(fa)蘭(lan)上都(dou)加(jia)工(gong)有溝槽,它所裝的密封墊片一般(ban)用硬(ying)金屬制造(zao)。 |
二(er)、墊片(pian)
墊片術語(yu)見(jian)表(biao)2-2。
| 表 2-2 墊片術語 | ||
| 序(xu)號(hao) | 術(shu) 語 | 定 義 |
| 1 | 墊片(pian) | 置于配(pei)合面(mian)間(jian)幾何形狀(zhuang)符合要(yao)求(qiu)的薄斷面(mian)密封件 |
| a. 非金屬墊片 | 由非金(jin)屬材料制(zhi)成的墊(dian)片 | |
| b. 金屬墊(dian)片(pian) | 由金(jin)屬材料制成的墊片 | |
| 2 | 復合墊(dian)片 | 兩種以上(shang)材(cai)料(liao)按(an)需要復合而成的墊片(pian) |
| a. 石棉橡膠墊(dian)片 | 由石棉(mian)橡膠板制成的(de)墊(dian)片 | |
| b. 金屬包覆墊片 | 由金(jin)(jin)屬薄板(ban)包覆非金(jin)(jin)屬材料而成的墊片 | |
| c. 聚四氟乙烯(xi)包覆墊(dian)片 | 表面有聚四氟(fu)乙烯包覆層的(de)墊片(pian) | |
| d. 柔(rou)性石墨包覆墊片 | 金屬包覆墊外面再包覆柔性(xing)石(shi)墨(mo)的墊片 | |
| e. 纏繞(rao)墊片 | 成型的金屬帶與非金屬同軸(zhou)線同平面(mian)交替螺(luo)旋纏繞而成的墊片(pian) | |
| f. 纏繞-金(jin)屬包覆組合墊片(pian) | 以有筋條的金屬包覆(fu)墊為基體(ti),在外圓(yuan)周上再纏繞成(cheng)纏繞墊的組合墊片(pian),用于多(duo)層(ceng)換熱(re)器 | |
| g. 骨架式柔性石墨墊片 | 柔性(xing)石(shi)墨和骨架按(an)特定工藝復合而成的墊(dian)片 | |
| h. 包覆金(jin)屬環的橡膠墊片 | 內(nei)周邊(bian)包覆金屬環的石(shi)棉橡膠(jiao)墊片(pian) | |
| i. 金屬增強墊(dian)片 | 金屬起增強作用的墊(dian)片 | |
| j. 編織墊片 | 密(mi)封(feng)材(cai)料編織而(er)成的墊片 | |
三、密封結構術語
1. 法蘭連接(jie)密封
法(fa)(fa)蘭(lan)連接密封(feng)件(jian)置(zhi)于兩法(fa)(fa)蘭(lan)的配合面間,靠擰緊螺栓(shuan)壓緊密封(feng)件(jian)的密封(feng)結(jie)構。
2. 突面或平(ping)面法蘭密封
法蘭配合面為突(tu)面或平面的密(mi)封結構,如圖2-1所示。

3. 凹凸(tu)面法蘭(lan)密封
法蘭配合(he)面為(wei)凹凸面的密(mi)封結構(gou),如圖2-2所示。

4. 榫槽(cao)面法蘭密封
法蘭配合面為榫(sun)槽面的(de)密封結構,如圖(tu)2-3所示。

5. 八角環密封
螺栓法蘭連接,八(ba)角環靠螺栓的力(li)(li)預(yu)緊(jin),并受(shou)介質壓(ya)力(li)(li)的作用而自緊(jin)的密(mi)封結(jie)構,如圖2-4所示。

6. 橢圓環密封
螺栓(shuan)法蘭連(lian)接(jie),橢圓環靠螺栓(shuan)的力(li)預緊,并受介質壓(ya)力(li)的作用(yong)而自緊的密封結構,如圖2-5所示(shi)。

7. 透鏡環密封(feng)
高(gao)壓(ya)(適用壓(ya)力為32MPa)管(guan)道連接處(chu)用透鏡墊做(zuo)密(mi)封(feng)件的密(mi)封(feng)結(jie)構,如圖2-6所示。

四(si)、墊(dian)片(靜密(mi)封)設計術語
墊片(靜(jing)密封(feng))設計(ji)術(shu)語見表(biao)2-3。
| 表(biao)2-3 墊片 (靜密(mi)封(feng))設(she)計術語 | ||
| 序號 | 術 語 | 定 義(yi) |
| 1 | 預緊密封(feng)比壓(y) | 安裝(zhuang)時,預緊螺(luo)栓達到密封狀態墊片所承受的壓應力 |
| 2 | 操作(zuo)密封比壓 | 操作時(shi),介質(zhi)壓(ya)力(li)抵消了螺(luo)栓載荷作用于墊(dian)片上的(de)(de)部分應力(li)后,還能(neng)保(bao)持密封(feng)的(de)(de)墊(dian)片上的(de)(de)壓(ya)應力(li)。它是墊(dian)片系數與介質(zhi)壓(ya)力(li)的(de)(de)乘積 |
| 3 | 墊(dian)片系數(m) | 操作密封(feng)比壓與被(bei)密封(feng)介(jie)質壓力(li)之比 |
| 4 | 螺(luo)栓操作載荷 | 操作時,保持密封(feng)使螺(luo)栓受的載荷。它是(shi)介質壓力載荷與保持密封(feng)所需墊片壓緊(jin)力之和。 |
| 5 | 螺栓預(yu)緊載荷 | 安裝(zhuang)時(shi),螺栓為(wei)壓緊墊片使之密(mi)封(feng)而(er)承受的(de)載荷(he)。此時(shi)墊片上的(de)壓應(ying)力必須達(da)到墊片的(de)預(yu)緊密(mi)封(feng)比壓 |
| 6 | 自緊(jin)載荷 | 介質壓(ya)力(li)產(chan)生的(de)自緊力(li) |
| 7 | 回彈力 | 密封作為抵抗外力作用而產生的(de)恢復原形(xing)的(de)力 |
| 8 | 墊片幾何寬度 | 墊片(pian)外直徑與內直徑之差的(de)一(yi)半 |
| 9 | 墊片接觸寬(kuan)度(du) | 與法(fa)蘭配(pei)合(he)面(mian)(mian)可能(neng)接觸的寬(kuan)度,它隨配(pei)合(he)面(mian)(mian)的形狀不(bu)同而(er)不(bu)同 |
| 10 | 墊(dian)片基本密封寬度 | 根據(ju)墊片接(jie)觸寬度(du)計(ji)算的用于確定墊片有效密封寬度(du)的墊片寬度(du) |
| 11 | 墊片有效密封寬度(du) | 考慮到(dao)法蘭(lan)偏(pian)轉的影響,設計時根據(ju)墊(dian)片基本密(mi)封寬度(du)按均方根計算的墊(dian)片寬度(du) |
五、墊片材料性能術語(yu)
墊片(pian)材料性能術語見(jian)表2-4。
| 表2-4 墊片(pian)材料性能術語 | ||
| 序號(hao) | 術 語(yu) | 定(ding) 義(yi) |
| 1 | 壓縮率 | 加載時,材(cai)料的厚(hou)度(du)壓縮量(liang)與初(chu)始厚(hou)度(du)之比 |
| 2 | 彈性 | 固體(ti)物質在應力(li)(li)作用下產生(sheng)應變,應力(li)(li)消失后即恢復原狀的性(xing)能 |
| 3 | 回(hui)彈(dan)率 | 固體物(wu)質卸載時的回彈量與加載時的壓縮量之(zhi)比(bi) |
| 4 | 應力松(song)弛 | 應變不(bu)變而應力衰減(jian)的(de)一種過渡應力-應變狀態 |
| 5 | 應力松(song)弛率 | 應力松弛(chi)狀態下(xia)應力衰減的百(bai)分(fen)數 |

