不銹鋼壓力管道用法蘭密封接頭是由不銹鋼法蘭、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(lan)密封(feng)(feng)接頭的密封(feng)(feng)失(shi)效(xiao)主要表現為泄漏。在(zai)各行業的管(guan)道系統和裝置中,因(yin)法蘭(lan)密封(feng)(feng)接頭密封(feng)(feng)失(shi)效(xiao),輕則(ze)造成能源(yuan)、原材料(liao)的浪費(fei),重(zhong)則(ze)導致(zhi)設備報廢(fei)、停工(gong)停產、人員(yuan)傷亡和嚴(yan)重(zhong)的環境污染。因(yin)此(ci),現代石油(you)、化工(gong)等(deng)工(gong)業對管(guan)道裝置的密封(feng)(feng)提出了非常嚴(yan)格(ge)的要求。
法(fa)(fa)蘭密封接頭(tou)中的主要零件為(wei)法(fa)(fa)蘭及墊(dian)片(pian),它們通常(chang)以一(yi)個獨(du)立的標(biao)準(zhun)(zhun)件出現。目前,法(fa)(fa)蘭及墊(dian)片(pian)都已(yi)標(biao)準(zhun)(zhun)化。
一、法蘭
法蘭(lan)術(shu)語見表2-1。
| 表2-1 法蘭術(shu)語 | ||
| 序號 | 術 語 | 定 義 |
| 1 | 法蘭 | 墊(dian)片連接總成(cheng)的基礎部(bu)件,帶有堅固的向心伸出凸(tu)緣(yuan),目的是(shi)把兩件或(huo)多件過程裝置連接起來 |
| 2 | 平面(mian)法蘭 | 整個耦合(he)面(mian)為平面(mian)或全平面(mian)的法蘭 |
| 3 | 凸面(mian)法蘭 | 法蘭的(de)接(jie)合面凸出(chu)了一(yi)部(bu)(bu)分,該法蘭是以它的(de)邊緣連接(jie)部(bu)(bu)分發生接(jie)觸(chu),而它的(de)表面不在螺栓圓周處與其他部(bu)(bu)件接(jie)觸(chu)。正(zheng)規情(qing)況下,墊片(pian)的(de)遮蓋(gai)部(bu)(bu)分伸出(chu)到螺栓的(de)內側。 |
| 4 | 凹凸(tu)面法(fa)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(sun)槽(cao)面法蘭 | 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 | 環連接面法蘭 | 該類型為環形接頭法蘭(也稱為AP1環)。兩片法蘭上都(dou)加工(gong)有溝槽,它(ta)所裝的密(mi)封(feng)墊片一(yi)般(ban)用(yong)硬(ying)金屬制造。 |
二、墊片
墊片術語見表2-2。
| 表 2-2 墊片術語(yu) | ||
| 序號(hao) | 術 語(yu) | 定 義 |
| 1 | 墊片(pian) | 置于配合面(mian)間幾何形狀(zhuang)符(fu)合要求的(de)薄斷(duan)面(mian)密(mi)封件 |
| a. 非金屬墊(dian)片(pian) | 由非金(jin)屬材料制成的墊片(pian) | |
| b. 金屬(shu)墊片 | 由金(jin)屬材料(liao)制成的(de)墊(dian)片(pian) | |
| 2 | 復(fu)合(he)墊(dian)片 | 兩種以上材料按(an)需要復合而成的墊(dian)片 |
| a. 石棉(mian)橡膠墊片 | 由(you)石棉橡膠(jiao)板制成的墊片 | |
| b. 金屬(shu)包覆墊片(pian) | 由金(jin)屬薄板包覆非金(jin)屬材料而成的墊片 | |
| c. 聚四氟(fu)乙烯包(bao)覆墊(dian)片(pian) | 表面有聚四氟(fu)乙烯(xi)包覆層的(de)墊(dian)片(pian) | |
| d. 柔性石(shi)墨(mo)包覆(fu)墊片 | 金屬包覆墊(dian)外面再包覆柔性石(shi)墨的墊(dian)片 | |
| e. 纏繞墊片 | 成型的(de)金(jin)屬(shu)帶與非金(jin)屬(shu)同軸線同平(ping)面交替(ti)螺旋(xuan)纏(chan)繞(rao)而(er)成的(de)墊片 | |
| f. 纏繞-金(jin)屬(shu)包(bao)覆組合(he)墊片 | 以(yi)有筋條的(de)金屬包覆墊(dian)為基(ji)體,在外(wai)圓周上(shang)再(zai)纏繞成(cheng)纏繞墊(dian)的(de)組合(he)墊(dian)片,用于多層換(huan)熱器(qi) | |
| g. 骨架式柔性石(shi)墨墊片 | 柔性石墨(mo)和骨架按特定(ding)工藝復(fu)合而成的墊片 | |
| h. 包覆金屬環的橡(xiang)膠墊片(pian) | 內周(zhou)邊包覆金屬環(huan)的石(shi)棉橡膠墊片 | |
| i. 金屬增強(qiang)墊片 | 金屬起增強作(zuo)用的墊(dian)片 | |
| j. 編織墊片 | 密封(feng)材料編織(zhi)而(er)成的(de)墊片 | |
三、密封結構術語
1. 法蘭連接(jie)密封
法(fa)蘭連接密封件(jian)置(zhi)于兩法(fa)蘭的配合(he)面間,靠擰緊(jin)(jin)螺栓壓緊(jin)(jin)密封件(jian)的密封結構。
2. 突(tu)面(mian)或平面(mian)法蘭(lan)密封
法蘭(lan)配合面(mian)為突面(mian)或平(ping)面(mian)的密封結構,如圖2-1所示(shi)。

3. 凹凸面法蘭密封
法蘭配合面為凹凸面的密封結構,如圖2-2所示。

4. 榫槽面法蘭密封
法蘭配合面(mian)為榫槽面(mian)的密封(feng)結(jie)構,如圖2-3所示。

5. 八角環密封(feng)
螺栓(shuan)法蘭連接,八角環靠螺栓(shuan)的(de)力(li)預緊(jin),并(bing)受介質壓(ya)力(li)的(de)作用而自緊(jin)的(de)密封結構,如圖2-4所示(shi)。

6. 橢(tuo)圓環密封
螺(luo)栓法蘭連接(jie),橢圓(yuan)環靠螺(luo)栓的(de)力預(yu)緊(jin),并(bing)受(shou)介質壓(ya)力的(de)作用而自緊(jin)的(de)密封結(jie)構(gou),如圖2-5所示(shi)。

7. 透鏡(jing)環密封
高壓(ya)(適用(yong)壓(ya)力(li)為32MPa)管(guan)道(dao)連接處用(yong)透鏡(jing)墊做密封件的密封結構,如圖2-6所示(shi)。

四(si)、墊(dian)片(靜密封)設計術語
墊片(靜密封(feng))設計(ji)術語見表2-3。
| 表(biao)2-3 墊片 (靜密封(feng))設計術(shu)語 | ||
| 序號 | 術 語 | 定 義(yi) |
| 1 | 預緊密封比(bi)壓(y) | 安裝時,預緊螺栓達(da)到密封狀態墊(dian)片所承(cheng)受的壓應力 |
| 2 | 操作密封比壓(ya) | 操作時,介(jie)質(zhi)(zhi)壓力(li)抵消了螺栓載荷作用(yong)于墊片上的(de)部分應力(li)后,還(huan)能保持密封的(de)墊片上的(de)壓應力(li)。它是墊片系數與介(jie)質(zhi)(zhi)壓力(li)的(de)乘積 |
| 3 | 墊片(pian)系數(m) | 操(cao)作密(mi)封比壓與(yu)被(bei)密(mi)封介質壓力之比 |
| 4 | 螺栓操作載(zai)荷 | 操(cao)作時,保持密(mi)封使(shi)螺栓受的載荷。它是介質壓力載荷與(yu)保持密(mi)封所(suo)需墊片壓緊力之(zhi)和(he)。 |
| 5 | 螺栓(shuan)預(yu)緊載荷 | 安裝時,螺栓為壓(ya)緊(jin)墊(dian)片(pian)使之密封而承受(shou)的載荷。此時墊(dian)片(pian)上(shang)的壓(ya)應力必須達到(dao)墊(dian)片(pian)的預緊(jin)密封比(bi)壓(ya) |
| 6 | 自緊載荷(he) | 介質壓力產(chan)生的(de)自緊力 |
| 7 | 回彈力 | 密封作為抵(di)抗外力作用而(er)產生的恢復原(yuan)形的力 |
| 8 | 墊片幾何寬(kuan)度 | 墊片外直徑(jing)與內(nei)直徑(jing)之差的一(yi)半(ban) |
| 9 | 墊片接觸寬度 | 與法蘭配合(he)面可能接觸(chu)的寬度,它隨配合(he)面的形狀不同而(er)不同 |
| 10 | 墊(dian)片(pian)基(ji)本密封寬度 | 根據墊片(pian)(pian)接觸寬(kuan)度(du)計算(suan)的用于(yu)確定墊片(pian)(pian)有效密封寬(kuan)度(du)的墊片(pian)(pian)寬(kuan)度(du) |
| 11 | 墊(dian)片有(you)效(xiao)密(mi)封(feng)寬度 | 考慮到法蘭(lan)偏轉(zhuan)的影響,設計時根據墊片基本密封寬度(du)按均(jun)方根計算(suan)的墊片寬度(du) |
五(wu)、墊片材料性能術語
墊片材料(liao)性能術語見表(biao)2-4。
| 表(biao)2-4 墊片(pian)材料(liao)性能(neng)術(shu)語 | ||
| 序號 | 術 語 | 定 義 |
| 1 | 壓縮率 | 加(jia)載(zai)時,材料的(de)厚度壓(ya)縮量與初始厚度之比(bi) |
| 2 | 彈性 | 固體物質在應力作用下產生應變,應力消失后即(ji)恢復(fu)原狀(zhuang)的性(xing)能 |
| 3 | 回彈率 | 固體物質卸載(zai)時的回(hui)彈(dan)量與(yu)加載(zai)時的壓縮量之比 |
| 4 | 應力松弛(chi) | 應(ying)變不變而應(ying)力衰減(jian)的一(yi)種(zhong)過(guo)渡應(ying)力-應(ying)變狀態 |
| 5 | 應力松弛率 | 應(ying)力(li)松弛(chi)狀態(tai)下應(ying)力(li)衰減的(de)百分數 |

