化工设备设计基础-法兰ppt课件.ppt

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1、§13-1法兰工艺、操作、制造、安装、维修、运输的方便，设备和管道采用可拆连接法兰联接是可拆连接的一种对法兰联接的要求密封性（尤其是在高温及压力有波动、介质有腐蚀的场合）强度可靠结构简单装拆方便经济合理法兰联接的组成一对法兰数个螺栓（螺柱）、螺母一个垫片法兰联接的特点有较好的密封强度和密封性能，应用广泛不能快速装拆，成本高法兰联接按作用原理分类自紧密封——适用于高压容器强制密封——适用于中、低压容器一、密封原理和影响密封的因素密封原理介质通过密封口的阻力大于密封口两侧介质的压力差介质在密封口的泄漏途径垫片的渗漏（渗透）取决于垫片的材质和型式密封面泄漏取决于压紧面结构

2、，是泄漏的主要途径预紧前密封面和密封介质之间存在间隙此时无密封性能预紧时法兰密封面和垫片被压紧，当预紧力达到一定程度后，垫片填满密封面的凹凸不平形成初始密封条件时单位密封面上的压紧力——形成密封的初始条件——预紧密封比压，与材料有关操作状态在介质压力（轴向力）作用下，螺栓伸长，联结分开，预紧力下降，垫片变形回弹回弹量足够，密封性保证回弹量不足，密封失效只要预紧力不小于某一临界值，就能保证良好的密封状态影响密封的主要因素螺栓预紧力要求：大小合适、分布均匀提高预紧力可增加预紧密封比压，而且在操作条件下还可残留较大的密封比压过大的预紧力会把垫片压坏或挤出在满足紧固和拆卸螺

3、栓所需空间的情况下，增加螺栓个数可使预紧力分布均匀，但装拆麻烦垫片性能变形能力弹性变形塑性变形回弹能力弹性变形具有回弹能力垫片性能由其材料性能确定——适应温度、压力的变化——填满密封面间凹坑密封面的型式和表面性能密封面型式减少密封面和垫片接触面积太大——预紧力大，不易压紧，分布不均太小——压坏垫片密封面的型式和表面性能表面性能密封面平直度表面粗糙度密封面与法兰中心轴线垂直、同心法兰刚度法兰刚度取决于法兰厚度、法兰外径、螺栓力作用的力臂刚度不足——翘曲刚度太大——价格操作条件温度压力介质的物理、化学性质单独的压力、介质影响不大，与温度联合作用时影响较大二、法兰联接的密

4、封性设计法兰联接的设计：按已知工艺条件选择法兰结构类型确定法兰尺寸进行法兰密封性设计法兰的结构类型整体法兰法兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体结构对焊法兰长颈法兰整体法兰颈的存在提高了刚性颈根部较厚，降低了弯曲应力对接焊缝强度高，适用于温度、压力较高，直径较大松式法兰法兰和容器或接管不直接连成一体，而是把法兰松套在壳体的外面当法兰受力时，对壳体不产生附加应力由于不需焊接，法兰可以采用与设备或管道不同的材料制造一般使用在压力不高的场合任意式法兰整体性介于整体法兰和松套法兰之间法兰联接的密封性设计密封面型式垫片材质尺寸1.密封面型式及适用场合平面（突面）

5、平面结构简单，加工方便，便于进行防腐衬里，应用广泛密封面与垫片接触面积较大，预紧时垫片容易向两侧伸展，不易对中压紧，密封性能较差适用于压力不能很高和介质无毒的场合密封面代号：RF凹凸面凹凸面便于对中，能防止软质垫片在预紧时被挤出，密封面比平面窄，容易造成较大密封比压加工量稍大适用于压力不平面型稍高的场合密封面代号：凹面FM，凸面M榫槽面榫槽面密封面不与介质接触，垫片不会挤入设备或管道内，密封面面积小，密封比压大拆卸比较困难，垫片被挤压在槽内不易取出适用于压力更高、密封要求严格的场合密封面代号：榫面T，槽面G梯形面（环连接面）梯形槽面与椭圆金属垫片或八角形金属垫片配用

6、槽的锥面与垫片成线接触密封适用于温度、压力有波动，介质渗透性大的高压容器密封面代号：RJ2.垫片的选择选择依据工艺条件及密封面型式选择内容类型材料尺寸同时考虑：价格低廉、制造容易、更换方便垫片的类型金属垫片非金属垫片金属与非金属组合垫片金属包垫片金属缠绕垫片带骨架的非金属垫片非金属垫片常用的非金属垫片有橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯和膨胀（或柔性）石墨垫等非金属垫片的断面形状为矩形和o型金属垫片当压力（≥6.4MPa）、温度（≥350℃）较高时，都采用金属垫片常用的金属垫片材料有：软铝、钢、纯铁、软钢（08、10钢）、铬钢（0Cr13）和不锈钢（0Cr18Ni9、0

7、0Cr17Ni14Mo2）等断面形状有矩形、波纹形、齿形、椭圆形和八角形等金属-非金属组合垫片兼容了金属与非金属两者的优点，增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能适用于较高压力和温度场合常用的组合垫片有金属包垫片、金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片垫片的材料适宜作垫片的材料耐腐蚀不污染被密封介质一定的弹性和机械强度（并不随温度变化而改变）一般中低压场合应用的垫片材料有普通橡胶垫片石棉橡胶垫片耐酸石棉板和聚四氟乙烯高压情况多采用金属垫片垫片尺寸参见标准垫片标准压力容器法兰垫片标准JB/T4704-2000非金属软垫片JB/T4705-2000缠绕垫片JB/T4