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管道法兰的设计及应用
更新时间 2021-07-08 08:13 阅读
法兰是英文Flange的译音,是指在管道的一端焊接或其他方式装上 一个盘子,这个盘子上一般有均匀的周向孑L.【H来装螺栓,从而压紧在两 法兰问的密封垫形成压办真空管道密封。法兰在管道工程中最为常见, 通常都是成对使用的。主要用于管道的连接。水泵、阀门在与管道连接 时。这些器材设备的端部制成相对应的法兰形状,也称为法兰连接。凡在 两个平面的周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件,一般都称为“法 兰”,如通风管道的连接,这一类零件可以称为“法兰类零件”。但如果这 种连接只是一个设备的局部,如法兰和水泵的连接,就不能把水泵称为 “法兰类零件”
法兰主要的用途为:连接管路并保持管路密封性能、便于某段管路 的更换、便于拆开检查管路情况、便于某段管路的封闭等。一般来说,连 接法兰盘时,低压管道可以使用丝接法兰,4妇以上压力的使用焊接法 兰。不同压力的法兰有不同的厚度,使用不同的螺栓。
(1)国家标准标志。法兰应按公称通径、公称压力、密封面形式代号、 配用的钢管系列代号(配用米制管代号为“系列2”,配用英制管不标志) 和标准编号进行标志。
(2)tJL械部标准标志。机械部标准默认管子外径为系列2,焊接法兰 一般可分为A型凸面、B型凹面、C型榫面、D型槽面等几类。
(3)化工部标准标志。法兰应按下列规定标志:第一,标准号,各种类 型管法兰均以本标准的标准号统一标志,如HG 20592。第二,法兰类型 代号按国标的规定,当螺纹法兰按GBrr 7306规定的锥管螺纹时,标志 为“rrh(Rc)”或“Th(Rp)”;螺纹法兰按GBfF 12716规定的锥管螺纹时,标 志为“Th(NPrr)”;螺纹法兰如未标志螺纹代号,则为Rp(GB/T 7306.1)。 第三,法兰公称通径DN(mm)与适用钢管外径系列,如整体法兰、法兰 盖,衬里法兰盖、螺纹法兰等适用钢管外径系列的标志可省略;适用于国 际通用系列钢管(俗称英制管)的法兰,标志“DN(A)”;适用于国内沿用 系列钢管(俗称公制管)的法兰,标志为“DN(B)”。第四,法兰公称压力 PN。单位MPa。第五,密封面形式代号按国标的规定,突面法兰如车制密 纹水线.则标志为“RF(A)”。第六,应有向用户提供的钢管壁厚,如带颈 对焊法兰、对焊环松套法兰应标志钢管壁厚。第七,材料牌号。第八,其 他,如采用与本标准系列规定不一致的要求或附加要求等。
法兰连接通常是由一组法兰片、法兰密封垫片、螺栓、螺母等共同组 成。因此它的设汁分为法兰密封垫片设计、螺栓设计和法兰本体设计3 个部分。在实际应用中,压力容器由于连接件或被连接件的强度破坏所 引起法兰密封失效是很少见的,较多的是因为密封不好而泄漏。故法兰 连接设计巾主要解决的问题是防止介质泄漏。
法兰密封的原理是:法兰在螺栓预紧力的作用下,把处于密封面之 问的垫片压紧。施加于单位面积上的压力(压紧应力)必须达到一定的数 值才能使垫片变形而被压实,密封面上南机械加工形成的微隙被填满, 形成初始密封条件。所需的这个压紧应力叫垫片密封比压力,以Y表示, 单位为MPa。密封比压力主要决定于垫片材质.当垫片材质确定后.垫片 越宽,为保证应有的比压力.垫片所需的预紧力就越大,从而螺栓和法兰的尺寸也要求越大,所以法兰连接中垫片不应过宽,更不应该把整个法 兰面都铺满垫片。当设备或管道在工作状态时。介质内压形成的轴向力 使螺栓被拉伸,法兰密封面沿着彼此分离的方向移动,降低了密封面与 垫片之间的压紧应力。如果垫片具有足够的回弹能力,使压缩变形的回 复能补偿螺栓和密封面的变形,而使预紧密封比压值至少降到不小于某 一值(这个比压值称为工作密封比压).则法兰密封面之间能够保持良好 的密封状态。相反,垫片的回弹力不足,预紧密封比压下降到工作密封比 压以下,甚至密封处重新ffj现缝隙,则此密封失效。因此,为了实现法兰 连接处的密封,必须使密封组合件各部分的变形与操作条件下的密封条 件相适应,即使密封元件在操作压力作用下,仍然保持一定的残余压紧 力。为此,螺栓和法兰都必须具有足够大的强度和刚度,使螺栓在容器内 压形成的轴向力作用下不发生过大的变形。
法兰主要的用途为:连接管路并保持管路密封性能、便于某段管路 的更换、便于拆开检查管路情况、便于某段管路的封闭等。一般来说,连 接法兰盘时,低压管道可以使用丝接法兰,4妇以上压力的使用焊接法 兰。不同压力的法兰有不同的厚度,使用不同的螺栓。
(1)国家标准标志。法兰应按公称通径、公称压力、密封面形式代号、 配用的钢管系列代号(配用米制管代号为“系列2”,配用英制管不标志) 和标准编号进行标志。
(2)tJL械部标准标志。机械部标准默认管子外径为系列2,焊接法兰 一般可分为A型凸面、B型凹面、C型榫面、D型槽面等几类。
(3)化工部标准标志。法兰应按下列规定标志:第一,标准号,各种类 型管法兰均以本标准的标准号统一标志,如HG 20592。第二,法兰类型 代号按国标的规定,当螺纹法兰按GBrr 7306规定的锥管螺纹时,标志 为“rrh(Rc)”或“Th(Rp)”;螺纹法兰按GBfF 12716规定的锥管螺纹时,标 志为“Th(NPrr)”;螺纹法兰如未标志螺纹代号,则为Rp(GB/T 7306.1)。 第三,法兰公称通径DN(mm)与适用钢管外径系列,如整体法兰、法兰 盖,衬里法兰盖、螺纹法兰等适用钢管外径系列的标志可省略;适用于国 际通用系列钢管(俗称英制管)的法兰,标志“DN(A)”;适用于国内沿用 系列钢管(俗称公制管)的法兰,标志为“DN(B)”。第四,法兰公称压力 PN。单位MPa。第五,密封面形式代号按国标的规定,突面法兰如车制密 纹水线.则标志为“RF(A)”。第六,应有向用户提供的钢管壁厚,如带颈 对焊法兰、对焊环松套法兰应标志钢管壁厚。第七,材料牌号。第八,其 他,如采用与本标准系列规定不一致的要求或附加要求等。
法兰连接通常是由一组法兰片、法兰密封垫片、螺栓、螺母等共同组 成。因此它的设汁分为法兰密封垫片设计、螺栓设计和法兰本体设计3 个部分。在实际应用中,压力容器由于连接件或被连接件的强度破坏所 引起法兰密封失效是很少见的,较多的是因为密封不好而泄漏。故法兰 连接设计巾主要解决的问题是防止介质泄漏。
法兰密封的原理是:法兰在螺栓预紧力的作用下,把处于密封面之 问的垫片压紧。施加于单位面积上的压力(压紧应力)必须达到一定的数 值才能使垫片变形而被压实,密封面上南机械加工形成的微隙被填满, 形成初始密封条件。所需的这个压紧应力叫垫片密封比压力,以Y表示, 单位为MPa。密封比压力主要决定于垫片材质.当垫片材质确定后.垫片 越宽,为保证应有的比压力.垫片所需的预紧力就越大,从而螺栓和法兰的尺寸也要求越大,所以法兰连接中垫片不应过宽,更不应该把整个法 兰面都铺满垫片。当设备或管道在工作状态时。介质内压形成的轴向力 使螺栓被拉伸,法兰密封面沿着彼此分离的方向移动,降低了密封面与 垫片之间的压紧应力。如果垫片具有足够的回弹能力,使压缩变形的回 复能补偿螺栓和密封面的变形,而使预紧密封比压值至少降到不小于某 一值(这个比压值称为工作密封比压).则法兰密封面之间能够保持良好 的密封状态。相反,垫片的回弹力不足,预紧密封比压下降到工作密封比 压以下,甚至密封处重新ffj现缝隙,则此密封失效。因此,为了实现法兰 连接处的密封,必须使密封组合件各部分的变形与操作条件下的密封条 件相适应,即使密封元件在操作压力作用下,仍然保持一定的残余压紧 力。为此,螺栓和法兰都必须具有足够大的强度和刚度,使螺栓在容器内 压形成的轴向力作用下不发生过大的变形。