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(lan)密(mi)封(feng)接(jie)頭的(de)密(mi)封(feng)失效主要表(biao)現(xian)為泄漏(lou)。在各行業(ye)的(de)管道(dao)(dao)系統和裝置中,因(yin)法蘭(lan)密(mi)封(feng)接(jie)頭密(mi)封(feng)失效,輕則造成能源、原材料的(de)浪(lang)費,重(zhong)則導致設備報廢、停工停產、人(ren)員(yuan)傷亡和嚴(yan)重(zhong)的(de)環境污染。因(yin)此,現(xian)代(dai)石油、化工等(deng)工業(ye)對管道(dao)(dao)裝置的(de)密(mi)封(feng)提出了(le)非常嚴(yan)格的(de)要求。
法蘭(lan)密(mi)封接頭中(zhong)的主(zhu)要零件為法蘭(lan)及(ji)墊(dian)片,它(ta)們通常以一(yi)個獨(du)立(li)的標準(zhun)(zhun)件出現。目前,法蘭(lan)及(ji)墊(dian)片都已標準(zhun)(zhun)化。
一、法(fa)蘭
法(fa)蘭術語見表2-1。
| 表2-1 法蘭術(shu)語 | ||
| 序號(hao) | 術 語 | 定(ding) 義 |
| 1 | 法蘭 | 墊(dian)片連(lian)接(jie)總(zong)成的(de)基礎部件,帶有堅(jian)固的(de)向心伸(shen)出凸緣,目的(de)是把兩件或多件過程裝置連(lian)接(jie)起來 |
| 2 | 平面法蘭 | 整個耦(ou)合面為平(ping)面或全平(ping)面的法蘭 |
| 3 | 凸面法蘭 | 法蘭的接(jie)合面(mian)凸出了一部分,該法蘭是(shi)以它(ta)的邊(bian)緣連(lian)接(jie)部分發生(sheng)接(jie)觸,而它(ta)的表面(mian)不在螺(luo)栓圓周處與其他部件接(jie)觸。正規(gui)情況下(xia),墊片的遮蓋(gai)部分伸(shen)出到螺(luo)栓的內側(ce)。 |
| 4 | 凹(ao)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(lian)接面法(fa)蘭 | 該(gai)類型為(wei)環形接頭法蘭(也稱為(wei)AP1環)。兩片(pian)法蘭上都加工(gong)有(you)溝槽,它所裝的密(mi)封墊片(pian)一般用硬(ying)金屬制(zhi)造。 |
二、墊片
墊片術語見表2-2。
| 表 2-2 墊片術語 | ||
| 序號 | 術 語(yu) | 定(ding) 義(yi) |
| 1 | 墊(dian)片 | 置于配合(he)面(mian)間幾(ji)何(he)形狀符合(he)要求的薄斷面(mian)密(mi)封件 |
| a. 非金屬(shu)墊片(pian) | 由(you)非金屬(shu)材料制(zhi)成的墊片(pian) | |
| b. 金(jin)屬(shu)墊(dian)片 | 由金屬材料制成的墊片 | |
| 2 | 復合(he)墊片 | 兩種以上材(cai)料按(an)需要復合而成(cheng)的(de)墊片 |
| a. 石(shi)棉(mian)橡膠墊片 | 由石(shi)棉橡膠板(ban)制成的墊片 | |
| b. 金屬包覆墊片 | 由金屬薄(bo)板包覆非金屬材料而成(cheng)的墊片 | |
| c. 聚四氟乙烯(xi)包覆墊片 | 表面(mian)有(you)聚(ju)四氟乙烯(xi)包覆層的墊片 | |
| d. 柔性石(shi)墨包覆墊片 | 金屬(shu)包覆墊(dian)外面再包覆柔性石墨的(de)墊(dian)片(pian) | |
| e. 纏繞墊片 | 成型的金屬帶(dai)與非金屬同軸(zhou)線同平(ping)面交(jiao)替螺(luo)旋纏繞(rao)而成的墊片 | |
| f. 纏繞-金屬(shu)包(bao)覆組合(he)墊片 | 以(yi)有筋(jin)條的(de)金屬(shu)包覆墊為基體,在外圓周(zhou)上再(zai)纏繞成纏繞墊的(de)組(zu)合墊片,用于多層(ceng)換熱器 | |
| g. 骨架式柔性(xing)石墨墊片 | 柔性石墨和骨(gu)架按特定工藝復合而成的墊(dian)片 | |
| h. 包覆金屬(shu)環(huan)的橡膠墊片 | 內周邊(bian)包覆金屬環的石棉橡膠墊片 | |
| i. 金屬增強墊片 | 金(jin)屬(shu)起增強(qiang)作用的墊片 | |
| j. 編織(zhi)墊片 | 密封材(cai)料編織而成(cheng)的墊片(pian) | |
三、密封結構術(shu)語
1. 法(fa)蘭連接密封
法蘭(lan)連接密(mi)(mi)封(feng)件置于兩法蘭(lan)的(de)配合面間(jian),靠擰緊螺(luo)栓壓緊密(mi)(mi)封(feng)件的(de)密(mi)(mi)封(feng)結(jie)構。
2. 突面或(huo)平面法蘭密封
法蘭配合面為突面或(huo)平面的密封結(jie)構(gou),如圖2-1所示。

3. 凹凸面法(fa)蘭(lan)密封
法蘭配合面(mian)為凹(ao)凸面(mian)的密封結構,如圖(tu)2-2所(suo)示。

4. 榫槽面(mian)法(fa)蘭密封(feng)
法蘭配合(he)面為(wei)榫槽面的(de)密封結構,如圖2-3所示。

5. 八角環密封
螺栓法蘭連(lian)接,八角環靠螺栓的力預緊,并受介(jie)質(zhi)壓力的作用而自(zi)緊的密封結構,如(ru)圖2-4所示。

6. 橢圓環密(mi)封
螺栓法(fa)蘭連接,橢圓環靠螺栓的力預緊,并受介(jie)質壓力的作用而自(zi)緊的密封(feng)結構,如(ru)圖2-5所示(shi)。

7. 透(tou)鏡環密(mi)封
高壓(適用(yong)壓力為32MPa)管(guan)道連接(jie)處(chu)用(yong)透鏡墊做密(mi)封件的密(mi)封結構,如圖2-6所(suo)示(shi)。

四、墊片(靜密封)設計術語
墊片(pian)(靜密封)設計術語(yu)見表2-3。
| 表2-3 墊片 (靜密封)設計(ji)術語(yu) | ||
| 序號 | 術(shu) 語 | 定 義(yi) |
| 1 | 預緊密封(feng)比(bi)壓(y) | 安裝時,預緊螺栓達到密封狀態(tai)墊(dian)片所承受的壓應(ying)力 |
| 2 | 操作密(mi)封比壓 | 操作(zuo)時,介質(zhi)壓力抵(di)消了螺栓載荷作(zuo)用(yong)于墊(dian)片上的(de)部分應(ying)力后,還能(neng)保持(chi)密封的(de)墊(dian)片上的(de)壓應(ying)力。它(ta)是墊(dian)片系(xi)數與(yu)介質(zhi)壓力的(de)乘積 |
| 3 | 墊片系數(m) | 操作密封(feng)比壓與(yu)被密封(feng)介質壓力之比 |
| 4 | 螺栓操作載荷 | 操作時(shi),保(bao)持(chi)密封(feng)使螺栓受(shou)的載荷。它是介(jie)質(zhi)壓力載荷與保(bao)持(chi)密封(feng)所需(xu)墊片(pian)壓緊力之和。 |
| 5 | 螺栓預緊載荷 | 安(an)裝時,螺栓為壓緊墊片使之密(mi)封而承受的載荷。此時墊片上的壓應(ying)力必須達到墊片的預緊密(mi)封比壓 |
| 6 | 自緊載荷(he) | 介(jie)質壓力產(chan)生的自緊(jin)力 |
| 7 | 回彈(dan)力 | 密封作為抵抗(kang)外力作用(yong)而產(chan)生的恢復原形的力 |
| 8 | 墊片幾(ji)何寬度 | 墊片(pian)外(wai)直徑與(yu)內(nei)直徑之差的(de)一(yi)半(ban) |
| 9 | 墊(dian)片接觸寬度(du) | 與(yu)法蘭配合面可(ke)能接觸(chu)的寬度,它隨(sui)配合面的形狀(zhuang)不同而不同 |
| 10 | 墊片基本(ben)密封寬(kuan)度(du) | 根據墊片(pian)接觸寬度計算(suan)的(de)用于確定(ding)墊片(pian)有效(xiao)密封(feng)寬度的(de)墊片(pian)寬度 |
| 11 | 墊片有效密封寬(kuan)度(du) | 考慮(lv)到(dao)法蘭偏轉的影響,設(she)計(ji)(ji)時根(gen)據墊(dian)片基(ji)本密封寬度按均方根(gen)計(ji)(ji)算的墊(dian)片寬度 |
五(wu)、墊(dian)片材料性能術語
墊片材料(liao)性能術語(yu)見表2-4。
| 表2-4 墊片材料(liao)性能術語 | ||
| 序號 | 術 語 | 定 義 |
| 1 | 壓縮率 | 加載時,材料(liao)的厚(hou)度(du)壓縮(suo)量與初始厚(hou)度(du)之比(bi) |
| 2 | 彈性 | 固體物質在(zai)應力(li)作(zuo)用(yong)下產生應變,應力(li)消失后即恢復原(yuan)狀的性(xing)能 |
| 3 | 回彈率 | 固體物質卸載(zai)時的(de)(de)回彈量與加(jia)載(zai)時的(de)(de)壓(ya)縮(suo)量之比 |
| 4 | 應力松弛 | 應(ying)變(bian)不變(bian)而應(ying)力(li)衰減(jian)的一(yi)種過渡應(ying)力(li)-應(ying)變(bian)狀態 |
| 5 | 應力松弛(chi)率(lv) | 應(ying)力松(song)弛狀態(tai)下應(ying)力衰減(jian)的(de)百分數 |

