不銹鋼壓力管道用法蘭密封接頭是由不(bu)銹鋼(gang)法蘭(lan)、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)封(feng)接(jie)頭的(de)(de)密(mi)封(feng)失(shi)效(xiao)主要表現為泄漏。在各行(xing)業的(de)(de)管道系統和(he)裝置(zhi)中,因法蘭密(mi)封(feng)接(jie)頭密(mi)封(feng)失(shi)效(xiao),輕則(ze)造成能源(yuan)、原(yuan)材料的(de)(de)浪費,重則(ze)導致設備報廢、停工停產、人員傷亡和(he)嚴重的(de)(de)環境污染(ran)。因此(ci),現代石油(you)、化工等工業對(dui)管道裝置(zhi)的(de)(de)密(mi)封(feng)提出了(le)非常嚴格的(de)(de)要求。
法(fa)蘭(lan)(lan)密(mi)封(feng)接頭中的主要零件為法(fa)蘭(lan)(lan)及(ji)墊片,它(ta)們通常(chang)以(yi)一個獨(du)立的標(biao)準(zhun)件出現。目(mu)前,法(fa)蘭(lan)(lan)及(ji)墊片都已標(biao)準(zhun)化。
一、法蘭
法蘭(lan)術語見(jian)表2-1。
表2-1 法蘭術語 | ||
序號 | 術 語 | 定(ding) 義 |
1 | 法蘭(lan) | 墊片連接(jie)總成的基礎部件(jian),帶(dai)有堅固的向心伸出凸緣,目的是(shi)把兩件(jian)或多件(jian)過程裝置連接(jie)起來 |
2 | 平(ping)面法(fa)蘭 | 整(zheng)個耦(ou)合面(mian)為(wei)平面(mian)或全平面(mian)的法蘭 |
3 | 凸面法蘭 | 法蘭的(de)接合面凸出(chu)了一(yi)部(bu)分,該法蘭是以它(ta)的(de)邊緣連接部(bu)分發生接觸(chu),而它(ta)的(de)表面不在螺(luo)栓(shuan)圓(yuan)周處與(yu)其(qi)他部(bu)件接觸(chu)。正(zheng)規(gui)情況下,墊(dian)片的(de)遮蓋部(bu)分伸出(chu)到螺(luo)栓(shuan)的(de)內(nei)側。 |
4 | 凹(ao)凸面法(fa)蘭(lan) | 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(jie)面法蘭 | 該類(lei)型(xing)為(wei)環(huan)形接(jie)頭法蘭(也稱為(wei)AP1環(huan))。兩片法蘭上都加工有溝槽(cao),它所(suo)裝的(de)密封墊(dian)片一(yi)般用硬金屬制造。 |
二、墊片
墊片術語見表2-2。
表 2-2 墊片術(shu)語(yu) | ||
序(xu)號 | 術 語(yu) | 定(ding) 義 |
1 | 墊片 | 置于配合(he)面(mian)間幾何形狀符合(he)要(yao)求的薄(bo)斷面(mian)密封件 |
a. 非金屬(shu)墊片 | 由非金屬材料制成的墊片 | |
b. 金屬墊片 | 由金(jin)屬材料制(zhi)成的墊片 | |
2 | 復合墊片 | 兩(liang)種以(yi)上材(cai)料按(an)需要復(fu)合而(er)成的墊片 |
a. 石(shi)棉橡膠墊片 | 由石棉橡膠板制成(cheng)的墊片 | |
b. 金屬包覆墊(dian)片 | 由(you)金屬薄板(ban)包覆非金屬材料而(er)成的(de)墊片 | |
c. 聚四氟乙烯包覆墊片 | 表面有聚四氟(fu)乙(yi)烯包覆(fu)層的(de)墊片(pian) | |
d. 柔(rou)性石墨包(bao)覆墊片 | 金(jin)屬包(bao)覆墊(dian)(dian)外面再包(bao)覆柔性石墨的墊(dian)(dian)片 | |
e. 纏繞墊片 | 成(cheng)型的金屬帶與(yu)非金屬同軸線同平面交替(ti)螺旋纏繞(rao)而(er)成(cheng)的墊片(pian) | |
f. 纏繞-金屬包覆組合(he)墊(dian)片(pian) | 以有筋條(tiao)的金屬包覆墊為基體,在外圓周(zhou)上再纏繞成纏繞墊的組合墊片(pian),用于多層換(huan)熱(re)器 | |
g. 骨(gu)架式(shi)柔性石墨墊片 | 柔性石墨和骨(gu)架按特定工藝復合(he)而(er)成的墊片 | |
h. 包(bao)覆金(jin)屬環的橡膠(jiao)墊片 | 內周邊包覆金屬環(huan)的石棉橡(xiang)膠墊(dian)片 | |
i. 金屬(shu)增強墊(dian)片 | 金屬起增強作用(yong)的墊片 | |
j. 編織墊片 | 密封材料編織而成的墊(dian)片 |
三(san)、密封結構術語
1. 法蘭連接密封
法(fa)蘭(lan)連接密封件(jian)置于兩法(fa)蘭(lan)的配合面間(jian),靠擰緊螺栓壓緊密封件(jian)的密封結構。
2. 突面或平面法蘭密(mi)封
法蘭配合面(mian)為(wei)突面(mian)或(huo)平(ping)面(mian)的密封結構,如圖2-1所示(shi)。
3. 凹(ao)凸面法(fa)蘭密封
法(fa)蘭(lan)配(pei)合面為(wei)凹凸面的(de)密封(feng)結構,如圖2-2所示。
4. 榫槽面法(fa)蘭密封
法(fa)蘭(lan)配合面為榫槽面的密封結構,如圖2-3所示。
5. 八角環密封
螺(luo)栓(shuan)法蘭連接,八角(jiao)環靠螺(luo)栓(shuan)的(de)力(li)預(yu)緊,并受介質壓力(li)的(de)作用而(er)自緊的(de)密(mi)封結構,如圖2-4所示(shi)。
6. 橢圓(yuan)環密(mi)封
螺栓法蘭(lan)連接,橢圓環靠螺栓的(de)力預緊(jin),并(bing)受介質壓力的(de)作用(yong)而自緊(jin)的(de)密封結構(gou),如圖2-5所示(shi)。
7. 透鏡環密(mi)封
高壓(適用(yong)(yong)壓力為32MPa)管(guan)道連(lian)接處用(yong)(yong)透鏡(jing)墊做密封件的(de)密封結構,如(ru)圖(tu)2-6所示(shi)。
四、墊(dian)片(靜(jing)密封(feng))設計術(shu)語
墊(dian)片(靜密封)設計術語見表2-3。
表2-3 墊片 (靜密封)設(she)計術語(yu) | ||
序號(hao) | 術(shu) 語 | 定(ding) 義 |
1 | 預緊(jin)密封(feng)比(bi)壓(y) | 安裝時,預緊螺(luo)栓達到密封狀態(tai)墊片所承受的壓應力(li) |
2 | 操作密封(feng)比(bi)壓(ya) | 操作時,介質壓(ya)(ya)力抵消了(le)螺栓(shuan)載荷作用于墊片(pian)上的部(bu)分應力后,還能保(bao)持(chi)密(mi)封的墊片(pian)上的壓(ya)(ya)應力。它是墊片(pian)系數與(yu)介質壓(ya)(ya)力的乘積 |
3 | 墊片系數(m) | 操(cao)作密(mi)封比(bi)壓與(yu)被密(mi)封介質壓力之(zhi)比(bi) |
4 | 螺栓(shuan)操作載荷 | 操(cao)作時,保(bao)持(chi)密封(feng)使(shi)螺(luo)栓受(shou)的載荷(he)(he)。它是介質壓(ya)力載荷(he)(he)與保(bao)持(chi)密封(feng)所(suo)需墊片(pian)壓(ya)緊力之和。 |
5 | 螺栓預緊載荷(he) | 安裝時,螺栓為壓緊墊片使之密封而承受的(de)載荷(he)。此時墊片上的(de)壓應(ying)力必須達到墊片的(de)預緊密封比壓 |
6 | 自緊(jin)載(zai)荷(he) | 介質壓力(li)產生的自(zi)緊力(li) |
7 | 回(hui)彈力(li) | 密封(feng)作為(wei)抵(di)抗(kang)外力(li)作用而產生的(de)(de)恢復原形的(de)(de)力(li) |
8 | 墊片幾何寬度 | 墊片外直(zhi)徑與內直(zhi)徑之差的一半(ban) |
9 | 墊(dian)片(pian)接觸寬(kuan)度 | 與法蘭配(pei)合(he)面可(ke)能接觸(chu)的寬(kuan)度,它隨配(pei)合(he)面的形狀(zhuang)不(bu)(bu)同而不(bu)(bu)同 |
10 | 墊(dian)片基本密封寬度 | 根據墊(dian)(dian)片接觸寬度(du)計算的(de)用于(yu)確定墊(dian)(dian)片有效密封寬度(du)的(de)墊(dian)(dian)片寬度(du) |
11 | 墊片有效密封寬度 | 考慮(lv)到法蘭偏轉(zhuan)的(de)影響,設計(ji)時(shi)根(gen)據(ju)墊片基(ji)本密封寬(kuan)度按均方根(gen)計(ji)算的(de)墊片寬(kuan)度 |
五、墊片(pian)材料性能術語
墊片材料性能術語(yu)見表(biao)2-4。
表(biao)2-4 墊片材料性能術語 | ||
序號 | 術 語 | 定 義 |
1 | 壓縮率 | 加載時,材料的(de)厚度壓縮量與初(chu)始厚度之比 |
2 | 彈(dan)性 | 固體物(wu)質在應力作用下產生應變,應力消失(shi)后即恢(hui)復原狀的(de)性能 |
3 | 回彈率 | 固體物質卸載時的(de)回彈量與加載時的(de)壓縮量之比 |
4 | 應力松弛 | 應(ying)變(bian)不(bu)變(bian)而應(ying)力衰減的一(yi)種過渡應(ying)力-應(ying)變(bian)狀態 |
5 | 應力(li)松弛率 | 應力松弛狀態下(xia)應力衰減的(de)百分(fen)數 |