法兰的分类

法兰的分类

(一)整体法兰

1.平焊法兰,制造容易,应用广泛,但刚性较差.

法兰附近筒壁的截面上,将产生附加的弯曲应力.所以平焊法兰适用的压力范围较低(PN<4.0MPa).

平焊法兰的适用范围:

2.对焊法兰

又称高颈法兰或长颈法兰.

颈提高刚性,厚度比筒体厚,降低根部弯曲应力.

对接焊缝,比平焊法兰的角焊缝强度好,对焊法兰适用于压力,温度较高或设备直径较大的场合.

(二)松式法兰

法兰与容器或管道不连接,比整体式连接强度差

法兰盘可用不同材料,用于铜制,铝制,陶瓷,石墨及其非金属材料的设备或管道上.

受力后无附加弯曲应力,只适用于压力较低场合

(三)任意式法兰

整体性介于整体法兰和松式法兰之间,包括未焊透的焊接法兰.

圆形法兰最常见,方形法兰利于管子排列紧凑,椭圆形法兰常用于阀门和小直径的高压管子上.

三,影响法兰密封的因素

影响法兰密封的因素主要有:

螺栓预紧力;

密封面型式;

垫片性能;

法兰刚度;

操作条件.

一螺栓预紧力

螺栓预紧力是影响密封一个重要因素.

预紧力使垫片压紧并实现初始密封.

预紧力过大则垫片被压坏或挤出.

预紧力通过法兰密封面传递给垫片,良好的密封,必须使预紧力均匀地作用于垫片.

当需要预紧力一定时,采取增加螺栓个数,减小螺栓直径对密封有利二密封面

法兰联接密封性能与密封面型式有关,密封面型式选择,主要考虑压力,温度,介质.

压力容器和管道中常用的法兰密封面型式和特点:

1,突面(RF)

光滑平面,可车制密纹水线.结构简单,加工方便,便于进行防腐衬里. 接触面积大,预紧时垫片容易往两边挤,不易压紧.

2,凹凸面(MFM)

凸面和凹面相配合,凹面上放置垫片,防止垫片被挤出,适用于压力较高.

3,榫槽面(TG)

槽中垫片不被挤动.

螺栓力较小.获得良好的密封效果.

结构较复杂,更换垫片较困难.

榫面容易损坏,

适于易燃,易爆,有毒介质及较高压力.

压力不大时,即使直径较大,也能很好密封.

4,全平面(FF)与环连接面(RJ)

全平面密封适合于压力较小的场合(PN≤1.6MPa);

环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上,适用压力范围为(6.3MPa≤PN≤25.0MPa).

5,其他类型密封面

高压容器和高压管道用

球面(透镜)和椭圆或八角形截面金属垫片

三垫片性能

垫片适当变形和回弹能力是形成密封的必要条件.

最常用垫片分为

非金属,

金属,

非金属与金属混合制的垫片

非金属垫片:

橡胶石棉板,聚四氟乙烯等.

柔软

耐温度和压力性能较金属垫片差.

只适用于常,中温和中,低压设备和管道的法兰密封.

金属与非金属混合制垫片:

金属包垫片及缠绕垫片等.

金属包垫片用薄金属板(镀锌薄钢板,0Cr18Ni9等)将非金属包起来; 金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带)与石棉带一起绕制而成.不带定位圈和带定位圈.

金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能,适应的温度与压力范围较高一些.

金属垫片:

材料一般并不要求强度高,而是要求软韧.

常用是软铝,紫铜,铁(软钢),蒙耐尔合金(含Ni67%,Cu30%,Cr4～5%)钢等.

主要用于中,高温和中,高压法兰联接密封.

垫片材料的选择:

根据温度,压力以及介质腐蚀决定,同时考虑密封面形式,螺栓力的大小以及装卸要求等.

查表4-15

四,法兰标准及选用

石油,化工上用的法兰标准有两类,

一类是压力容器法兰标准

一类是管法兰标准

一压力容器法兰标准

1.平焊法兰:

2.对焊法兰

长颈对焊法兰有厚度更大的颈,刚性大.

更高压力范围(PN 0.6MPa～6.4MPa)和直径范围(DN300mm～2000mm),适用温度范围为-20℃～450℃.

乙型平焊法兰中DN 2000mm以下规格包括在长颈对焊法兰的规定范围之内.两者联接尺寸和法兰厚度一样.DN2000mm以下的乙型平焊法兰可用轧制长颈对焊法兰代替,以降低成本.

平焊与对焊法兰都有带衬环的与不带衬环的两种.

当设备是由不锈钢制作时,采用碳钢法兰加不锈钢衬环,可以节省不锈钢.

3,公称直径与公称压力

根据公称直径与公称压力由法兰标准确定法兰尺寸

压力容器法兰公称直径同压力容器

例如DN 1000mm的压力容器,应当配用DN 1000mm的压力容器法兰. 法兰公称压力:

与最大操作压力,操作温度以及材料有关.

定义:以16MnR在200℃时的机械性能为基准确定法兰尺寸,在200℃时,它的最大允许操作压力就认为是具有该尺寸法兰的公称压力.

公称压力PNO.6MPa法兰,用16MnR制造的,在200℃时,最大允许操作

压力0.6MPa.

高于200℃的最大操作压力将低于它的公称压力0.6MPa.

低于200℃仍按200℃确定其最高工作压力.

材料改为Q235-A,机械性能比16MnR差,公称压力PN0.6MPa的法兰,200℃操作,最大允许操作压力也低于公称压力.

材料由16MnR改为15MnVR,机械性能优于16MnR,公称压力PN0.6MPa 的法兰,在200℃操作时,最大允许操作压力将高于它的公称压力. 只要法兰的公称直径,公称压力确定了,法兰的尺寸也就确定了.

最大允许工作压力的确定:

为操作温度300℃,设计压力0.6MPa的容器选配法兰.

材料15MnVR按公称压力0.6MPa查取.

材料20R按公称压力1.0MPa查取尺寸.

二管法兰标准

同样公称直径的容器法兰和管法兰的尺寸不相同,不能互相代用.

管法兰的型式除平焊,对焊法兰外,还有铸钢法兰,铸铁法兰,活套法兰,螺纹法兰等.

管法兰标准查选方法,步骤与压力容器法兰同.

GB9119.7-88外,常用标准还有:化工部标准HG20592～HG20602-97;中石化标准SH3406-96等.其中化工部标准中分为欧洲体系,美洲体系等,我国常用的为欧洲体系.

例4-6:塔身与封头的法兰.塔内径1000mm,操作温度280℃,设计压力0.2MPa.Q235-A.