不銹鋼壓力管道用法蘭密封接頭是由不銹鋼法蘭、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(shè)備的重要作用，它是機(jī)械、石油、化工、石化、水利、電力、輕工、紡織、船舶、制藥及核工業(yè)等部門管道系統(tǒng)和裝置中應(yīng)用最廣泛的一種管道連接件。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在石油化工領(lǐng)域，僅一個大型煉油廠所使用的法蘭密封接頭總數(shù)就達(dá)到20萬個以上。


  法蘭密封接頭的密封失效主要表現(xiàn)為泄漏。在各行業(yè)的管道系統(tǒng)和裝置中，因法蘭密封接頭密封失效，輕則造成能源、原材料的浪費(fèi)，重則導(dǎo)致設(shè)備報(bào)廢、停工停產(chǎn)、人員傷亡和嚴(yán)重的環(huán)境污染。因此，現(xiàn)代石油、化工等工業(yè)對管道裝置的密封提出了非常嚴(yán)格的要求。


 法蘭密封接頭中的主要零件為法蘭及墊片，它們通常以一個獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)件出現(xiàn)。目前，法蘭及墊片都已標(biāo)準(zhǔn)化。


一、法蘭


   法蘭術(shù)語見表2-1。



                                                                             表2-1   法蘭術(shù)語
序號       術(shù)   語                                                                                      定      義
  1法蘭  墊片連接總成的基礎(chǔ)部件，帶有堅(jiān)固的向心伸出凸緣，目的是把兩件或多件過程裝置連接起來
  2平面法蘭  整個耦合面為平面或全平面的法蘭
  3凸面法蘭  法蘭的接合面凸出了一部分，該法蘭是以它的邊緣連接部分發(fā)生接觸，而它的表面不在螺栓圓周處與其他部件接觸。正規(guī)情況下，墊片的遮蓋部分伸出到螺栓的內(nèi)側(cè)。
  4凹凸面法蘭  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(fā)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(jié)構(gòu)
對墊片施加的密封壓力很高。
  6環(huán)連接面法蘭  該類型為環(huán)形接頭法蘭（也稱為AP1環(huán)）。兩片法蘭上都加工有溝槽，它所裝的密封墊片一般用硬金屬制造。



 二、墊片


     墊片術(shù)語見表2-2。


                                                                               表 2-2  墊片術(shù)語
   序號              術(shù)    語                                                          定    義
    1 墊片 置于配合面間幾何形狀符合要求的薄斷面密封件
a. 非金屬墊片 由非金屬材料制成的墊片
 b. 金屬墊片由金屬材料制成的墊片
   2復(fù)合墊片兩種以上材料按需要復(fù)合而成的墊片
a. 石棉橡膠墊片由石棉橡膠板制成的墊片
b. 金屬包覆墊片由金屬薄板包覆非金屬材料而成的墊片
c. 聚四氟乙烯包覆墊片表面有聚四氟乙烯包覆層的墊片
d. 柔性石墨包覆墊片 金屬包覆墊外面再包覆柔性石墨的墊片
e. 纏繞墊片 成型的金屬帶與非金屬同軸線同平面交替螺旋纏繞而成的墊片
f. 纏繞-金屬包覆組合墊片 以有筋條的金屬包覆墊為基體，在外圓周上再纏繞成纏繞墊的組合墊片，用于多層換熱器
g. 骨架式柔性石墨墊片柔性石墨和骨架按特定工藝復(fù)合而成的墊片
h. 包覆金屬環(huán)的橡膠墊片內(nèi)周邊包覆金屬環(huán)的石棉橡膠墊片
i. 金屬增強(qiáng)墊片金屬起增強(qiáng)作用的墊片
j.  編織墊片密封材料編織而成的墊片



三、密封結(jié)構(gòu)術(shù)語


   1.  法蘭連接密封


     法蘭連接密封件置于兩法蘭的配合面間，靠擰緊螺栓壓緊密封件的密封結(jié)構(gòu)。


   2. 突面或平面法蘭密封


     法蘭配合面為突面或平面的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-1所示。


圖 1.jpg


   3.  凹凸面法蘭密封


    法蘭配合面為凹凸面的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-2所示。


圖 2.jpg


   4. 榫槽面法蘭密封


    法蘭配合面為榫槽面的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-3所示。


圖 3.jpg


   5. 八角環(huán)密封


   螺栓法蘭連接，八角環(huán)靠螺栓的力預(yù)緊，并受介質(zhì)壓力的作用而自緊的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-4所示。


圖 4.jpg


   6. 橢圓環(huán)密封


   螺栓法蘭連接，橢圓環(huán)靠螺栓的力預(yù)緊，并受介質(zhì)壓力的作用而自緊的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-5所示。


圖 5.jpg


   7. 透鏡環(huán)密封


   高壓（適用壓力為32MPa)管道連接處用透鏡墊做密封件的密封結(jié)構(gòu)，如圖2-6所示。


圖 6.jpg



四、墊片（靜密封）設(shè)計(jì)術(shù)語


  墊片（靜密封）設(shè)計(jì)術(shù)語見表2-3。


                                                                                     表2-3 墊片 （靜密封）設(shè)計(jì)術(shù)語
序號          術(shù)  語                                                         定    義
 1預(yù)緊密封比壓（y)安裝時，預(yù)緊螺栓達(dá)到密封狀態(tài)墊片所承受的壓應(yīng)力
 2操作密封比壓操作時，介質(zhì)壓力抵消了螺栓載荷作用于墊片上的部分應(yīng)力后，還能保持密封的墊片上的壓應(yīng)力。它是墊片系數(shù)與介質(zhì)壓力的乘積
 3墊片系數(shù)（m)操作密封比壓與被密封介質(zhì)壓力之比
 4螺栓操作載荷操作時，保持密封使螺栓受的載荷。它是介質(zhì)壓力載荷與保持密封所需墊片壓緊力之和。
 5螺栓預(yù)緊載荷安裝時，螺栓為壓緊墊片使之密封而承受的載荷。此時墊片上的壓應(yīng)力必須達(dá)到墊片的預(yù)緊密封比壓
 6自緊載荷介質(zhì)壓力產(chǎn)生的自緊力
 7回彈力密封作為抵抗外力作用而產(chǎn)生的恢復(fù)原形的力
 8墊片幾何寬度墊片外直徑與內(nèi)直徑之差的一半
 9墊片接觸寬度與法蘭配合面可能接觸的寬度，它隨配合面的形狀不同而不同
 10墊片基本密封寬度根據(jù)墊片接觸寬度計(jì)算的用于確定墊片有效密封寬度的墊片寬度
 11墊片有效密封寬度考慮到法蘭偏轉(zhuǎn)的影響，設(shè)計(jì)時根據(jù)墊片基本密封寬度按均方根計(jì)算的墊片寬度



五、墊片材料性能術(shù)語


 墊片材料性能術(shù)語見表2-4。


                                         表2-4  墊片材料性能術(shù)語
序號   術(shù)  語                              定    義
   1壓縮率 加載時，材料的厚度壓縮量與初始厚度之比
   2彈性固體物質(zhì)在應(yīng)力作用下產(chǎn)生應(yīng)變，應(yīng)力消失后即恢復(fù)原狀的性能
   3回彈率固體物質(zhì)卸載時的回彈量與加載時的壓縮量之比
   4應(yīng)力松弛應(yīng)變不變而應(yīng)力衰減的一種過渡應(yīng)力-應(yīng)變狀態(tài)
   5應(yīng)力松弛率應(yīng)力松弛狀態(tài)下應(yīng)力衰減的百分?jǐn)?shù)