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(fa)蘭密封(feng)(feng)(feng)接頭(tou)的密封(feng)(feng)(feng)失(shi)效(xiao)主要表(biao)現為泄漏。在各行(xing)業(ye)的管(guan)道系統(tong)和裝置(zhi)中,因法(fa)蘭密封(feng)(feng)(feng)接頭(tou)密封(feng)(feng)(feng)失(shi)效(xiao),輕則造(zao)成能源、原材料的浪費(fei),重則導致(zhi)設備報廢、停工(gong)停產(chan)、人員傷亡和嚴(yan)重的環境污染。因此(ci),現代(dai)石油(you)、化工(gong)等工(gong)業(ye)對管(guan)道裝置(zhi)的密封(feng)(feng)(feng)提出了(le)非常(chang)嚴(yan)格的要求(qiu)。
法(fa)(fa)蘭(lan)密封接頭中的主要零件為法(fa)(fa)蘭(lan)及墊片,它(ta)們通常以一個獨立的標(biao)準(zhun)(zhun)件出現。目前,法(fa)(fa)蘭(lan)及墊片都已(yi)標(biao)準(zhun)(zhun)化。
一、法(fa)蘭
法蘭術語見表2-1。
表(biao)2-1 法蘭術語(yu) | ||
序號 | 術 語 | 定 義 |
1 | 法蘭 | 墊片連(lian)接總成的(de)基礎部件,帶有堅固的(de)向心(xin)伸(shen)出凸緣,目的(de)是把兩件或多件過程裝置(zhi)連(lian)接起(qi)來 |
2 | 平(ping)面法(fa)蘭 | 整個(ge)耦合面為平面或全平面的(de)法蘭 |
3 | 凸面法蘭 | 法蘭(lan)的(de)(de)接合(he)面凸出了一部(bu)分(fen),該法蘭(lan)是以它的(de)(de)邊緣連接部(bu)分(fen)發生接觸,而它的(de)(de)表面不在螺栓圓周處與其他(ta)部(bu)件接觸。正規情況下,墊片(pian)的(de)(de)遮蓋部(bu)分(fen)伸出到螺栓的(de)(de)內側。 |
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 時兩片法蘭發生直接接觸的可能性。 |
5 | 榫(sun)槽面法(fa)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(fa)蘭(lan) | 該類型為(wei)環形接(jie)頭法蘭(lan)(lan)(也稱為(wei)AP1環)。兩片法蘭(lan)(lan)上都(dou)加工有溝槽,它所裝的密封墊片一般用硬金屬制造。 |
二、墊片(pian)
墊片術語見表2-2。
表 2-2 墊片術語 | ||
序號(hao) | 術(shu) 語(yu) | 定 義(yi) |
1 | 墊片 | 置于配(pei)合(he)面間幾何形狀符合(he)要求的薄斷面密封件 |
a. 非金屬墊片 | 由(you)非金屬材料制成的墊片 | |
b. 金屬(shu)墊(dian)片(pian) | 由金屬材料制成的墊片(pian) | |
2 | 復(fu)合墊片 | 兩種以上材料按(an)需要復合而成的墊(dian)片 |
a. 石棉橡膠墊片 | 由石棉橡膠板(ban)制(zhi)成的墊片 | |
b. 金屬包覆墊片(pian) | 由金屬薄板包(bao)覆非金屬材料而成的墊(dian)片 | |
c. 聚四(si)氟乙烯(xi)包(bao)覆墊片 | 表面(mian)有聚四氟乙烯包(bao)覆層(ceng)的(de)墊(dian)片 | |
d. 柔(rou)性石墨包(bao)覆墊(dian)片(pian) | 金屬包覆墊外(wai)面再包覆柔(rou)性(xing)石(shi)墨的(de)墊片 | |
e. 纏(chan)繞墊片 | 成(cheng)型(xing)的(de)金屬帶與非金屬同軸線同平面交替螺旋纏繞而成(cheng)的(de)墊片 | |
f. 纏繞(rao)-金屬(shu)包覆組合墊片 | 以有筋條的金屬(shu)包覆墊(dian)為基體,在外圓周(zhou)上再纏繞(rao)成纏繞(rao)墊(dian)的組合墊(dian)片,用(yong)于多層(ceng)換熱器 | |
g. 骨架式柔性(xing)石墨墊(dian)片 | 柔(rou)性(xing)石墨(mo)和骨架按(an)特定工藝(yi)復合而成的(de)墊(dian)片(pian) | |
h. 包覆(fu)金屬環的橡膠墊片 | 內(nei)周邊包(bao)覆金(jin)屬環的石棉(mian)橡膠墊片(pian) | |
i. 金屬增強(qiang)墊片 | 金屬起增(zeng)強作用的墊片 | |
j. 編(bian)織墊片 | 密封材料編織(zhi)而成的墊片(pian) |
三、密(mi)封結構術(shu)語
1. 法蘭連(lian)接(jie)密封(feng)
法蘭連(lian)接密封件(jian)置于兩法蘭的配合面間,靠擰緊螺(luo)栓(shuan)壓緊密封件(jian)的密封結構。
2. 突面(mian)或平面(mian)法蘭(lan)密(mi)封
法(fa)蘭配合(he)面為突面或平面的密(mi)封結構,如圖2-1所示(shi)。
3. 凹凸面(mian)法(fa)蘭密(mi)封(feng)
法蘭(lan)配合面為凹凸面的密(mi)封結構,如圖2-2所(suo)示。
4. 榫(sun)槽面法蘭(lan)密封
法蘭配(pei)合面為榫槽面的密封結(jie)構(gou),如(ru)圖2-3所示(shi)。
5. 八角環密封
螺栓法蘭(lan)連接,八角環(huan)靠螺栓的力預緊(jin),并受介質(zhi)壓力的作用而(er)自緊(jin)的密(mi)封結構,如圖2-4所示。
6. 橢圓環密封(feng)
螺栓法蘭(lan)連接,橢圓環靠(kao)螺栓的力預緊(jin),并受介質壓力的作用而自緊(jin)的密封結構,如圖2-5所示。
7. 透鏡環密封
高壓(適用壓力為32MPa)管道連接(jie)處用透鏡墊做密封件的密封結(jie)構,如圖(tu)2-6所示。
四、墊片(靜密封)設(she)計術語
墊片(靜密封)設計術語見表(biao)2-3。
表2-3 墊片(pian) (靜密封)設計術語 | ||
序號 | 術 語 | 定(ding) 義 |
1 | 預緊(jin)密封(feng)比壓(y) | 安(an)裝時,預緊螺(luo)栓達到密封(feng)狀態(tai)墊片(pian)所承受的壓(ya)應力 |
2 | 操(cao)作密封比壓 | 操作(zuo)時,介(jie)質壓力抵(di)消了螺栓載荷作(zuo)用于墊片上(shang)的部分應(ying)力后,還能保持密封的墊片上(shang)的壓應(ying)力。它是(shi)墊片系數與介(jie)質壓力的乘(cheng)積(ji) |
3 | 墊片(pian)系數(shu)(m) | 操作密封(feng)比(bi)壓與被密封(feng)介質壓力之比(bi) |
4 | 螺栓操作載荷(he) | 操作時,保持密封使螺栓(shuan)受的載(zai)荷(he)。它是(shi)介(jie)質(zhi)壓力載(zai)荷(he)與(yu)保持密封所需墊片壓緊力之和。 |
5 | 螺栓預緊載荷 | 安裝時,螺(luo)栓(shuan)為壓緊墊片使之密封而承受的(de)(de)載荷(he)。此時墊片上的(de)(de)壓應力必須(xu)達到墊片的(de)(de)預緊密封比壓 |
6 | 自緊載荷 | 介質壓(ya)力產生的(de)自緊力 |
7 | 回(hui)彈力 | 密封作為(wei)抵抗外力作用而產(chan)生(sheng)的(de)(de)恢復原(yuan)形的(de)(de)力 |
8 | 墊片幾何寬(kuan)度(du) | 墊片外直徑與內直徑之差的一(yi)半 |
9 | 墊(dian)片(pian)接觸(chu)寬度 | 與法蘭(lan)配(pei)合面可(ke)能接(jie)觸的寬度(du),它隨(sui)配(pei)合面的形狀不同而(er)不同 |
10 | 墊片(pian)基本密封寬度 | 根據(ju)墊片接觸寬(kuan)度計算的(de)(de)用于確定墊片有(you)效密封寬(kuan)度的(de)(de)墊片寬(kuan)度 |
11 | 墊(dian)片有效密封寬(kuan)度(du) | 考慮到法蘭偏轉的影(ying)響,設計時根(gen)據墊片基本密(mi)封寬度按(an)均(jun)方根(gen)計算(suan)的墊片寬度 |
五、墊片材料性能術語(yu)
墊片材料性(xing)能術語見(jian)表(biao)2-4。
表(biao)2-4 墊片(pian)材(cai)料性能術(shu)語 | ||
序號 | 術 語 | 定 義 |
1 | 壓縮(suo)率 | 加載(zai)時(shi),材料的厚度壓縮量與初始(shi)厚度之比(bi) |
2 | 彈性 | 固體物質在(zai)應(ying)力(li)作(zuo)用下產(chan)生應(ying)變,應(ying)力(li)消失后即恢復原狀的性能 |
3 | 回彈率 | 固體物質卸載時(shi)的回彈量(liang)與(yu)加載時(shi)的壓縮量(liang)之比 |
4 | 應力松弛 | 應變(bian)不(bu)變(bian)而應力衰減的一種過渡(du)應力-應變(bian)狀態 |
5 | 應力松弛率(lv) | 應力松弛狀(zhuang)態下應力衰減的(de)百(bai)分(fen)數 |