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1、法兰、垫片及螺栓知识一、法兰法兰是工艺管道上起连接作用的一种部件。这种连接形式的应用范围非常广泛,如管道与工艺设备连接，管道上法兰阀门及附件的连接。采用法兰连接既有安装拆卸的灵活性，又有可靠的密封性。工艺管道所输送的介质，种类繁多，温度和压力也不同，因此对法兰的强度和密封，提出了不同的要求。为了满足工艺管道安装工程的需要，出现了很多种结构和压力不同的法兰。以下对各种法兰作简要介绍：1、平焊法兰平焊钢法兰，是中低压工艺管道最常用的一种。这种法兰与管子的固定形式，是将法兰套在管端，焊接法兰里口和外口，使法兰固定，适用公称压力不超过2.5MPa。用于碳素钢管道连接的平焊法兰，一般用Q235A和20号
2、钢板制造；用于不锈耐酸钢管道上的平焊法兰，应用与管子材质相同的不锈耐酸钢板制造。平焊钢法兰密封面，一般都为光滑式，密封面上加工有浅沟槽。通常称为水线。平焊钢法兰的规格范围如下：公称压力PNO.25、0.6MPa的为DNlO2000mm；PNl.02.5MPa的为DNlO600mm。2、对焊法兰对焊钢法兰,也称高颈法兰或大尾巴法兰。它的强度大不易变形、密封性能较好，有多种形式的密封面，适用的压力范围很广。光滑面对焊法兰，其公称压力为PN2.5MPa以下，规格范围为DNIO2000mm,公称压力PN2.5MPa,规格范围DNlO-IOOOmm,公称压力PN4.OMPa,规格范围DNIO60Ommo
3、凹凸密封面对焊法兰，由于凹凸密封面严密性强，承受的压力大。每付法兰的密封面，必须一个是凹面、另一个是凸面。常用公称压力范围为PNL64.OMPa,规格范围为DNlO600mm。梯槽密封面对焊法兰,这种法兰密封性能好，结构形式类似凹凸式密封面法兰,也是一付法兰必须两个配套使用。公称压力范围为PNL64.OMPa,规格范围为DNIO600mm；PN6.4IOMPa,规格范围DNlo400mm。梯形槽密封面对焊法兰，这种法兰在石油工业管道比较常用，承受压力大，常用公称压力为PN6.4、10.OMPa,规格范围为DNlo400mm；PN16MPa,规格范围为DNlO-300mmo上述各种对焊法兰，只是
4、按其密封面的形式不同而加以区别。从安装的角度来看，不论是那种形式的对焊法兰，其连接方法是相同的，因而所耗用的人工，材料和机械台班，基本上也是一致的。但由于密封面形式不同，法兰的加工制造成本相差悬殊，因此，在编制概（预）算时要特别注意法兰本身的价格。3、松套钢制管法兰这种法兰与管子不直接焊在一起，而是以管口翻边或焊环为密封接触面，松套法兰起紧固作用，多用于铜、铝和铅等有色金属及不锈耐酸钢管道上。其最大的优点：是由于法兰可以自由活动，法兰穿螺栓时非常方便。焊环松套钢制管法兰适用压力PNo.62.50MPa,其规格范围为DNIO600mm；压力PN4.0MPa,规格范围DNIO300mm,平焊环松套
5、钢制管法兰只适用较低压力，PNO.61.6MPa,其规格范围DNIo600mm0管口翻边活套法仅适用于PN06MPa及以下。4、螺纹法兰螺纹法兰，是用带螺纹的法兰与管端螺纹相连接的法兰，有高压和低压两种。低压螺纹法兰，包括钢制和铸铁制造两种，这种法兰，在建国初期，焊接技术很差的情况下、曾被广泛应用。随着工业的发展、低压螺纹法兰已被平焊法兰所代替，除特殊情况外，基本不采用。高压螺纹法兰,被广泛应用于现代工业管道的连接。密封由管端与透镜垫圈形成,对螺纹和管端垫圈接触面的精密度加工要求很高。这种法兰的特点是法兰与管内介质不接触，安装也比较方便。适用压力PN22.0、PN32.OMPa,其规格范围为D
6、N6250mm。5、法兰盖法兰盖是与法兰配套使用的部件，它和封头一样在管端起封闭作用。密封面有光滑式和凸凹式，其规格和适用压力范围与配套法兰一致。二、法兰垫片泄漏是管法兰失效的主要形式，它与密封结构型式、被连接件的刚度、密封件的性能、操作和安装等许多因素有关。垫片是法兰连接的主要密封件，因而正确选用垫片也是保证法兰连接不泄漏的关键。法兰垫片根据管道所输送介质的腐蚀性、温度、压力及法兰密封面的形式选用种类很多。管法兰垫片有非金属垫片，半金属垫片和金属垫片。1、橡胶石棉垫橡胶石棉垫是法兰连接用量最多的垫片、能适用于很多介质，如蒸汽、煤气、空气、盐水、酸和碱等。橡胶石棉垫的厚度，各专业还不统一，通常
7、用3mm厚。公称直径小于IOOmm的法兰，其垫片厚度不超过2.5mmo垫片的使用压力：用于光滑密封面法兰连接时，不超过2.5MPa.炼油工业常用的橡胶石棉垫有两种：一种是耐油橡胶石棉垫，适用于温度在200以下，公称压力在2.5MPa以下，输送一般油品、液化烧、丙烷和丙酮等介质。高温耐油橡胶石棉垫，使用温度可达350380。另一种是中压橡胶石棉垫，可使用于200oC,PN2.5MPa以下的蒸汽、凝结水、水、空气等介质。2、橡胶垫橡胶垫，是用橡胶板制作的垫片，它有一定的耐腐蚀性，常用于温度在60以下，压力不超过LoMPa,输送低压水，酸和碱等介质的管道法兰连接。这种垫片的特点是利用橡胶的弹性，达到
8、较好的密封效果，因此也常用于铸铁法兰阀门的安装上。3、缠绕式垫片缠绕式垫片简称为缠绕垫，是用金属钢带及非金属填料带缠绕而成。优点：这种垫片具有制造简单、价格低廉、材料能被充分利用、密封性能较好的优点，在石油化工工艺管道上被广泛应用。适用参数：适用的公称压力为4.OMPa以下，适用温度范围，08号钢温度可达450C,0Crl3钢带制成的缠绕垫,使用温度可达540C。垫片的厚度一般为4.5mm,直径大于IOOOmm时,垫片厚度为67mm0定位环的厚度为3mm左右。这种垫片多数用于光滑面法兰连接，其密封面不用车水线。有的缠绕垫，还带有定位环，是为了防止垫片偏离法兰中心。金属钢带材质有08号钢、OCr
9、I3钢和!Crl8Ni9Ti钢等；非金属带材质有特性石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。4、齿形垫齿形垫是用各种金属制造，材质有普通碳素钢、低合金钢和不锈耐酸钢等，其厚度为35mm0它是利用同心圆的齿形密纹与法兰密封面相接触、构成多道密封，因此密封性能较好，常用于凹凸式密封面法兰的连接。适用参数：最高公称压力可达16.OMPa,适用于工作温度较高的部位，如0Crl3材质的齿形垫，其适用温度可达530。5、金属垫圈金属垫圈的种类很多，按形状划分有金属平垫圈，截面积为椭圆形、八角形金属垫圈和透镜式垫圈。按制造材质分有低碳钢、不锈耐酸钢、紫铜、铝和铅等。金属平垫圈，多用于光滑面平焊法兰，承受的温度和压力较
10、低。椭圆形及八角形金属垫圈，多用于梯形槽对焊法兰，公称压力范围为6.422.OMPa0这种垫圈虽然密封性好，但制造复杂，要求精度高。透镜垫，因其截面形状似透镜而得名，密封性能好、在石油化工生产中，各种高温高压管道的法兰连接，广泛使用此种垫圈，常用公称压力范围为16.032.OMPa0金属垫圈的使用有条原则，即垫圈表面的硬度必须低于法兰密封面的硬度。垫片的选用应根据管道所输送介质的温度、压力、腐蚀性和连接法兰的密封形式来确定。专业性较强的垫片，如透镜垫，适用于高压法兰连接。三、法兰用螺栓用于连接法兰的螺栓，有单头螺栓和双头螺栓两种，其螺纹一般都是三角形公制粗螺纹。1、单头螺栓单头螺栓也称六角头螺
11、栓。单头螺栓又分为半精制和精制两种，在中低压工艺管道上，使用最多的是半精制单头螺栓。制造单头螺栓常用的材质有Q235A、35号钢和25Cr2MoVA等。常用于公称压力为2.5MPa以下的法兰连接。适用温度根据螺栓材质而定，如35号钢制造的螺栓适用温度可达350；25Cr2MoVA钢制造的螺栓、适用温度可达570。2、双头螺栓工艺管道上所用的双头螺栓，多数采用等长双头精制螺栓。适用于温度和压力较高的法兰连接。材质有35号钢，30CrMoA,35CrMoA,25Cr2MoVA,0Crl9Ni9.0Crl5Ni25Ti2MoAlVB和37SiMn2MoVA等，公称压力范围为L632.OMPa,适用温度可达700。3、螺母螺母，统称为六角螺母。分半精制和精制两种。按螺母结构形式还可分为A型和B型两种。半精制单头螺栓多采用A型螺母；精制双头螺栓多采用B型螺母。螺母与螺栓要配套使用，但螺母制造材质的硬度不能超过螺栓材质的硬度O
