化工機械與設(shè)備法蘭

1、第十二章 法蘭聯(lián)接,法蘭聯(lián)接的構(gòu)成 一對法蘭 一個墊片 數(shù)個螺栓、螺母,12.2 法蘭聯(lián)接概述,密封性 強度可靠 結(jié)構(gòu)簡單 拆裝方便 經(jīng)濟合理 滲透滲漏 墊片材質(zhì)、型式 界面泄露 取決于密封面,聯(lián)接件強度破壞很少見，多是密封不好而泄漏。 設(shè)計中要防止介質(zhì)泄漏。 法蘭的失效：界面泄漏和滲透泄漏,對法蘭聯(lián)接的要求,法蘭的翹曲變形,增加法蘭厚度及連接處器壁厚度 減小螺栓孔中心圓直徑 增加法蘭盤外徑,一、法蘭密封原理 1）、預(yù)緊工況 初始密封條件：壓緊應(yīng)力達到一定數(shù)值使墊片變形，密封面上微隙被填滿-形成初始密封條件 預(yù)緊密封比壓：形成初始密封條件時墊圈單位面積上的壓緊力 2）、操作工況 內(nèi)壓軸向力拉伸

2、，降低了壓緊應(yīng)力， 墊片有足夠回彈，補償變形， 當(dāng)墊圈上的單位面積壓緊力下降到某一臨界值時，回彈不足，介質(zhì)發(fā)生泄漏，-臨界值稱為工作密封比壓,12.2 壓力容器法蘭,螺栓預(yù)緊力一定，密封比壓主要決定于墊片材質(zhì) 墊片材質(zhì)確定后，墊片越寬，為保證密封比壓，預(yù)緊力越大，螺栓和法蘭尺寸也越大,墊片不應(yīng)過寬,3)、法蘭密封條件 預(yù)緊時：墊圈單位面積上的壓緊力不小于預(yù)緊密封比壓 工作時：墊圈單位面積上的壓緊力高于工作密封比壓,二、法蘭結(jié)構(gòu)與分類,1.按墊圈接觸面形式分 窄面法蘭 寬面法蘭 2.按法蘭整體性程度分 松式法蘭 整體法蘭,整體法蘭,松式法蘭,平焊法蘭,對焊法蘭,未能有效地形成一個整體 適用壓力較

3、低 可采用不同材質(zhì)，用于銅、鋁、陶瓷和石墨等非金屬容器,平：簡單、制造容易、應(yīng)用廣泛，整體性差，剛性差，壓力不太高， 對：有效地形成一個整體，殼體與法蘭同時受力，強度和剛度好,三、影響密封的主要因素,1、法蘭密封面型式 2、螺栓預(yù)緊力 3、墊片 4 、法蘭剛度 5、操作條件,平面型 凹凸面型 榫槽面型,結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，便于進行防腐襯里。 接觸面積大，預(yù)緊時墊片容易往兩邊擠，不易壓緊。,防止墊片被擠出， 適用于壓力較高。,槽中墊片不被擠動。 螺栓力較小，密封效果好。 適于易燃、易爆、有毒介質(zhì)及較高壓力。 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，更換墊片較困難。 榫面容易損壞。,錐形密封面梯形槽密封面,密封面型式選擇，主

4、要考慮壓力、溫度、介質(zhì),螺栓預(yù)緊力,螺栓力要大小合適，分布均勻 提高預(yù)緊力，可提高密封比壓 過大預(yù)緊力可能會把墊片壓壞或擠出 增加螺栓個數(shù)可使力分布均勻，但拆裝更麻煩，另要考慮扳手空間,墊片,墊片是法蘭密封的基礎(chǔ) 墊片適當(dāng)變形和回彈能力是形成密封的必要條件。 墊片分類：非金屬、非金屬與金屬混合制的墊片、金屬 墊片材料的選擇：根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)腐蝕決定，同時考慮密封面形式、螺栓力的大小以及裝卸要求等。,非金屬墊片：,材料：橡膠石棉板、 聚四氟乙烯等。 特點：柔軟，但耐溫度和壓力性能較金屬墊片差 適用：只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道,金屬墊片：,材料：要求軟韌，一般不要求強度高， 常用軟

5、鋁、紫銅、鐵(軟鋼)、蒙耐爾合金 （含Ni67，Cu30，Cr45)鋼等 適用：主要用于中、高溫和中、高壓法蘭密封,金屬與非金屬混合制墊片：,用薄金屬板（鍍鋅薄鋼板、0Cr18Ni9等）將非金屬包起來； 薄低碳鋼帶(或合金鋼帶)與石棉帶一起繞制而成。,金屬包墊片 纏繞墊片,四、容器法蘭標準,1、類型與結(jié)構(gòu) 甲型平焊法蘭（JB5701-2000) 乙型平焊法蘭（JB5702-2000) 長頸對焊法蘭（JB5703-2000) 帶襯環(huán),厚度更大的頸，剛性大。 更高壓力范圍(0.6MPa6.4MPa) 更高直徑范圍(300mm2000mm)， 適用溫度范圍為-20450。,平焊與對焊法蘭都有帶襯環(huán)的

6、與不帶襯環(huán)的兩種。 當(dāng)設(shè)備是由不銹鋼制作時，采用碳鋼法蘭加不銹鋼襯環(huán)，可以節(jié)省不銹鋼。,2、尺寸系列 由法蘭標準確定法蘭尺寸的依據(jù) 只要法蘭的公稱直徑、公稱壓力確定了，法蘭的尺寸也就確定了。,兩個基本 參數(shù),公稱直徑：同容器公稱直徑 公稱壓力：分為七個等級： 0.25、0.60、1.0、1.6、2.5、4.0、6.4,法蘭公稱壓力：,與材料、操作溫度以及最大操作壓力有關(guān) 定義：以16MnR在200時的機械性能為基準確定法蘭尺寸，在200時，它的最大允許操作壓力就認為是具有該尺寸法蘭的公稱壓力。,公稱壓力PN 0.6MPa法蘭，用16MnR制造的，在200時，最大允許操作壓力0.6MPa。 高于

7、200的最大操作壓力將低于它的公稱壓力0.6MPa。 低于200仍按200確定其最高工作壓力。,材料改為Q235-A，機械性能比16MnR差，公稱壓力PN0.6MPa的法蘭，200操作， 最大允許操作壓力低于公稱壓力。 材料由16MnR改為15MnVR，機械性能優(yōu)于16MnR，公稱壓力PN0.6MPa的法蘭，在200操作時， 最大允許操作壓力將高于它的公稱壓力。,3、標準中法蘭尺寸的確定 4、最大允許工作壓力 5、容器法蘭的確定,材料 溫度 法蘭形式 墊片,16MnR 200,公稱壓力的確定：,按照設(shè)計壓力不大于最大允許工作壓力確定,為操作溫度300，設(shè)計壓力0.6MPa的容器選配法蘭（確定公

8、稱壓力）。 材料15MnVR按公稱壓力0.6MPa查取。 材料20R按公稱壓力1.0MPa查取尺寸。,法蘭C-T 800-1.6 JB/T4702 -2000 公稱壓力1.6MPa，公稱直徑800mm的襯環(huán)榫槽密封面乙型平焊法蘭的榫面法蘭,7、法蘭標記,選配法蘭步驟,1、根據(jù)公稱直徑和設(shè)計壓力，先初選法蘭結(jié)構(gòu)類型 2、根據(jù)設(shè)計壓力、設(shè)計溫度、法蘭材料，確定法蘭公稱壓力 3、根據(jù)公稱工程直徑和公稱壓力，驗證法蘭類型 4、根據(jù)法蘭的公稱直徑和公稱壓力，然后查標準確定法蘭尺寸 5、根據(jù)法蘭型式、材料、設(shè)計溫度等選配螺栓、螺母及墊片。,選配法蘭步驟,公稱直徑,設(shè)計壓力,初選法蘭結(jié)構(gòu)類型,設(shè)計壓力 設(shè)計

9、溫度 法蘭材料,確定法蘭公稱壓力,最大允許工作壓力,公稱直徑 公稱壓力,驗證法蘭類型,公稱直徑 公稱壓力,查標準確定法蘭尺寸,法蘭型式 材料 設(shè)計溫度,選配螺栓、螺母及墊片,1,2,3,4,5,例：塔身與封頭的法蘭。塔內(nèi)徑1000mm，操作溫度280，設(shè)計壓力0.2MPa。Q235-B。,壓力不高，直徑不大，根據(jù)操作溫度、設(shè)計壓力、初選甲型平焊法蘭，平面密封面； 根據(jù)操作溫度、設(shè)計壓力、所用材料，確定公稱壓力為0.6MPa； 驗證法蘭類型； 查表得法蘭的各部尺寸，聯(lián)接螺栓M20，共36個； 查表確定螺栓、螺母及墊片； 用甲型平焊法蘭、平面密封面，墊片用石棉橡膠板 聯(lián)接螺栓M20，共36，材料Q235-A,13.2管法蘭標準,同樣公稱直徑的容器法蘭和管法蘭的尺寸不相同，不能互相代用。 管法蘭的型