压力容器法兰

作者:ag8游戏平台发布日期:2020-07-06 21:06

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  压力容器是石油化工、电力、轻工等工业领域中使用最广泛的设备之一,由于工艺要求和设备内件安装、检修的需要,制造、运输的方便,压力容器常需要采用可拆卸的结构。法兰连接便是一个组合件,由一对法兰,数个螺栓、螺母和一个垫片组成。常见的管壳式热交换器、反应釜、塔器、过滤器等通常都设置有容器法兰。

  法兰连接的严密性与法兰压紧垫圈的密封面形式直接相关,常用的法兰密封面形式有以下三种。

  平面法兰密封面是一个突出的光滑平面,具有结构简单、加工方便、且便于进行防腐衬里的优点。但由于这种密封面和垫片接触面积较大,螺栓上紧后,垫片易向外侧伸展而不易压紧,甚至被挤出密封面,因而密封性能较差。通常适用于压力不高、介质无毒的容器。

  凹凸面密封面由一个凸平面和一个凹平面所组成。安装时易于对中,压紧时能有效地防止垫片被挤出密封面,密封性能比平面密封较好。

  榫槽型密封面由一个榫面一个槽面相配而成,因此密封面更窄。垫圈放在槽内,压紧时既不会向外侧变形,也不会向内侧变形,密封效果最好。安装时易于对中,垫片受力均匀, 密封可靠,适用于易燃、易爆和有毒介质的容器。但凸面部分易被碰坏,且施工难度大。由于垫片很窄,更换时也较为困难。

  压力容器法兰按其结构分为甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰,其中甲型、乙型平焊法兰都属于任意式法兰。

  甲型平焊法兰直接与容器焊接,焊缝尺寸较小,不能保证法兰与容器同时受力。其密封面有平面型密封面和凹凸型密封面两种形式,适用于公称直径较小,公称压力也较小的压力容器。

  乙型平焊法兰本身具有一段较厚的短节,从而使法兰具有较大的刚度,同时与容器筒体直接连接的不是法兰而是这个短节,可以使筒体免受因法兰在内压作用下变形带来的附加弯矩。乙型平焊法兰的密封面形式有平面型、凹凸型和榫槽型三种,适用于公称直径较大,公称压力也较大的压力容器。

  长颈对焊法兰的短节和法兰盘本身是一个整体,消除了焊接时产生残余应变的可能,同时由于颈的根部厚度较大,大大增加了法兰整体的强度和刚度,其密封面形式也有平面型、凹凸型和榫槽型三种。相比于甲型、乙型平焊法兰,长颈对焊法兰的适用范围最大,可用于中、高压的压力容器。

  密封垫片的作用是在螺栓压紧力的作用下,填充法兰盘密封面的凹凸不平处以阻止容器内介质外泄。压力容器法兰的密封垫片有非金属软垫片、缠绕式垫片金属包覆垫片三种。

  非金属软垫片使用的材料是厚度为3mm的耐油石棉橡胶板(使用温度 ≤ 200℃)和石棉橡胶板(使用温度 ≤ 250℃ )。 这类垫片可用于以上三种类型的法兰上,但不适用于榫槽型的密封面。

  缠绕式垫片是用 0Cr13 或 0Cr18Ni9 或 08F 等 V 型和 W 型钢带与石棉、聚氯乙烯或柔性石墨等填充带相间缠卷而成。为了防止松动,金属带的始端和末端被焊死。这类垫片外径与非金属垫片相同,但宽度略窄,只能用于乙型平焊法兰和长颈对焊法兰。

  金属包垫片以石棉胶板作为内芯,外包厚度为 0.2~0.5 mm 的薄金属板构成,金属材料可以是铝、铜及其合金,也可以是不锈钢或优质碳钢。该垫片也只能使用于乙型平焊法兰和长颈对焊法兰。

  法兰密封面的表面粗糙度应与所使用的垫片相适应,实际应用中表面粗糙度大些,对防止泄漏是有利的。

  法兰刚度不够会引起法兰密封面轴向翘曲变形,造成垫片内、外侧受力不均,导致密封失效,可通过增加法兰厚度,增兰外径等方法改善。对于石油化工装置中输送易燃易爆或有毒介质的管道, 为保证密封的可靠性, 适当提高法兰的刚度是必要的。

  垫片材料应具有足够的强度,不至于被压坏或挤出,同时应具有足够的回弹能力,使垫片表面与法兰面紧密接触以保持良好的密封效果。

  操作温度、压力和介质的物理化学性能会影响法兰连接的可靠性。在高温下, 介质对垫片的溶解和腐蚀作用加剧, 增加了泄漏的可能性。

  压力容器法兰按法兰环的连接情况划分为:整体法兰、活套法兰和任意式法兰。我国最常用的JB/T4701—4703标准压力容器法兰

  产品备注:压力容器法兰应用行业:暖通 电力 楼宇供水 压力容器配件,压力管道配件。

  岳金瑞.浅谈法兰密封泄漏[J].河南化工,2008(04):51-53.

  沈轶,陆晓峰.高温法兰连接系统的失效分析[J].润滑与密封,2006(04):164-166.


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