法兰与垫片的基础知识
管法兰、垫片选用手册
管法兰、垫片选用手册一、简介本手册旨在为管法兰和垫片的选择提供全面、实用的指南。
管法兰是管道系统中的重要部件，垫片则是连接管法兰的关键部件，正确选择管法兰和垫片对于保证管道系统的安全性和稳定性至关重要。
本手册将介绍各种管法兰和垫片的类型、性能特点、适用场景、安装方法及注意事项，为使用者提供参考。
二、管法兰1.分类管法兰按照标准可分为ISO法兰、ANSI法兰、DIN法兰、GB/T法兰等。
此外，还有各种特殊用途的管法兰，如盲板法兰、防水法兰、低温法兰等。
2.性能特点管法兰应具备较高的强度和刚性，能承受管道内部的压力和外部载荷。
同时，应具有良好的密封性能，以保证管道系统的稳定运行。
3.适用场景管法兰适用于各种类型的管道系统，尤其在石油、化工、天然气、水务等领域应用广泛。
根据不同的应用场景，选择不同类型和标准的管法兰。
4.安装方法安装管法兰时，应确保表面清洁、平整，无划痕、锈蚀等影响密封性能的缺陷。
安装垫片的孔位应正确，确保垫片与管法兰紧密贴合。
5.注意事项（1）安装前应检查管法兰的质量，如是否存在变形、损伤等影响使用性能的问题。
（2）安装过程中应防止杂质进入管法兰内部，导致密封失效。
（3）定期检查管法兰的密封性能，发现异常及时处理。
三、垫片1.分类垫片按照材料可分为橡胶垫片、石棉垫片、金属垫片（如铜垫片、不锈钢垫片）等。
此外，还有聚四氟乙烯垫片、玻璃纤维垫片等特殊材料制成的垫片。
2.性能特点（1）橡胶垫片具有良好的密封性能，适用于低压、温度较低的场合。
（2）石棉垫片适用于中等压力和温度的场合，但不宜在强酸、强碱等环境中使用。
（3）金属垫片和聚四氟乙烯垫片适用于高压力、高温等极端条件下，具有优异的耐腐蚀性。
3.适用场景根据不同的应用场景和工况条件，选择适合的垫片材料和类型。
例如，在化工、石油、水务等领域，金属垫片和聚四氟乙烯垫片较为常用。
4.安装方法（1）安装前应清理垫片表面，避免杂质影响密封性能。
（2）安装时确保垫片与管法兰紧密贴合，避免漏气或漏液。
《法兰基础知识》课件
滑套法兰
安装方便，适用于低压、低温环境 下的管道连接，但密封性较差。
盲板法兰
用于管道系统的密封，适用于需要 封堵某些管道或设备的进口和出口 的场合。
法兰的安装和维护
1 安装
2 维护
根据法兰的种类和连接方式，进行正确的安装和 紧固，注意平面度、表面清洁和紧固力度。
定期检查法兰连接的密封性和紧固情况，清洁法 兰表面，及时更换老化或损坏的密封垫片。
法兰的应用范围和选择方法
石油、化工行业
法兰用于管道连接，包括输送液 体和气体的管道，广泛应用于石 油、化工等领域。
能源、电力行业
法兰用于燃料输送系统、蒸汽输 送系统等，保证能源和电力设备 的安全运行。
造船、航天行业
法兰用于船舶和航天器的管道连 接，保证船舶和飞行器的可靠性 和安全性。
总结与结论
本课件详细介绍了法兰的种类、特点、安装和维护等知识，使学习者对法兰的应用范围和选择方法有了全面的了解。 希望通过本课件的学习，能够提升大家在相关领域的工作能力。
课件概述和结构
概述
本课件以法兰的基础知识为主题，通过清晰的结构和有趣的内容，帮助学习者快速了解法兰 的基本概念和应用。
结构
课件分为七个主题，包括法兰的种类、特点、安装和维护等。每个主题都有简明扼要的介绍 和重点要点的阐述。
法兰的种类及其特点
旗领法兰
具有连接牢固、受力均匀、抗震性 能好等特点，适用于高压、高温环 境下的管道连接。
《法兰基础知识》PPT课 件
这是一份关于法兰基础知识的PPT课件，旨在向大家介绍法兰的种类、特点、 安装和维护等内容。通过本课件，你将深入了解法兰的应用范围和选择方法。
课件目的和使用场景
了解法兰的基础知识对于从事工程、设计、制造等领域的专业人士至关重要。该课件适用于大学教育、企业培训以 及相关专业研究的场景。
国标管法兰密封垫片
国标管法兰密封垫片
一、国标管法兰密封垫片概述
国标管法兰密封垫片是一种用于管道连接件密封的垫片，根据我国国家标准GB/T 9128-2010《钢制管法兰密封垫片》设计制作。
它具有良好的密封性能，可以有效防止介质泄漏，确保管道系统的安全运行。
二、国标管法兰密封垫片分类与性能
国标管法兰密封垫片按材质可分为金属垫片、非金属垫片和半金属垫片三大类。
金属垫片具有良好的耐磨性和抗腐蚀性；非金属垫片具有优异的压缩回弹性和抗粘连性；半金属垫片兼具金属和非金属的优点，具有较高的密封性能。
三、国标管法兰密封垫片选用原则
在选用国标管法兰密封垫片时，应根据管道系统的工况条件，如温度、压力、介质特性等，选择合适的材质和型式。
同时，要考虑密封垫片的耐磨性、抗腐蚀性、压缩回弹性等性能指标，确保密封效果和安全性能。
四、国标管法兰密封垫片应用领域
国标管法兰密封垫片广泛应用于石油、化工、天然气、电力、冶金、水处理等行业的管道系统中，为确保管道连接部位的密封安全，降低泄漏风险。
五、国标管法兰密封垫片市场前景
随着我国工业建设的不断推进，尤其是石油化工、天然气等领域的发展，对国标管法兰密封垫片的需求逐年增长。
同时，国家对于安全生产和环保要求的不断提高，使得高品质的国标管法兰密封垫片市场前景十分广阔。
总之，国标管法兰密封垫片在我国管道系统中具有重要地位，其分类、性能、选用原则以及在各个领域的应用，都体现了其不可或缺的作用。
螺栓、法兰、垫片的知识
1、柔性石墨复合垫片柔性石墨复合垫片是冲齿的多属芯板与膨胀石墨粒子复合板材制成的一种被增强了的石墨垫片。
它充分利用了性石墨的耐高温、耐腐蚀、密封性能好的特点，又能辅以金属芯板以提高其机械强度，并保持有较高的回弹能力。
所以这种垫片已在化工和石油化工部门推广应用。
这种垫片可用于突面，凹凸面和榫槽面三种密封面，垫片的尺寸与非金属平垫片是一样的。
2、聚四氟乙烯包覆垫片这种垫片是由厚度为2mm的石棉橡胶板作为嵌入层，外面包厚度为0.5mm的聚四氟乙烯。
这种垫片适用于强腐蚀介质和不允许物料有污染的医药、食品行业，属非金属软垫片。
由于纯聚四氟乙烯有冷流和热蠕变特点，所以使用压力一般不大于4.0MPa，温度不超过150～200℃，且只限用于突面密封面。
3、垫片分A、B、C、D四种型式，其中A型不带内外加强环，用于榫槽密封面，B型只带内环，用于凹凸密封面，把这两种型式垫片放在槽内或面内时，其厚度不应高出槽深。
C型和D型用于突面密封面，其厚度可以大些（4.5mm），但加强环的厚度只取3，安装时不允许将法兰预紧到时使环与法兰相碰，当非金属材料是用聚四氯乙烯时，C型垫片不能用于突面密封面上4、A型不带内外加强环；B型带内加强环；C型带外加强环；D型带内外加强环。
5、缠绕垫片构成材料种类较多，为要标记中便于表示材料组合，可将外环材料、金属带材料、非金属材料和内环材料，分别用数字代号（见表3-2-40）表示，并且按上述顺序组成四位数字，由此则可把缠绕垫片所用材料表达出来。
譬如1220表示的是：外环材料是低碳钢，金属带材料是0Cr18Ni9，非金属材料是柔性石墨，而内环是没有的，是C 型缠绕垫片。
6、缠绕垫片的材料代号7、缠绕式垫片最高工作温度7、中国耐热钢牌号（GB/T1221-1992）与各国耐热钢牌号对照。
垫片基础知识
WORD 格式整理垫片根底知识一、根本概念1.垫片密封原理：垫片密封是靠外力压严密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以填满密封面上的微观凹凸不平来实现。
也就是利用密封面上的比压使介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的介质压力差来实现密封。
2.垫片密封的泄漏有二种：渗透泄漏与界面泄漏渗透泄漏( 垫片中间泄露) ：对非金属材料而言，从材料的微观构造看，本身存在微小缝隙和细微的毛细管。
具有一定压力的流体自然容易通过它们泄漏出来，此泄漏称为渗透泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的 10～20％。
可以采用不同材料的复合或机械组合型式形成不渗透性的构造。
或者使用较大的压紧力使材料更加密实，减少以至消除泄漏。
界面泄漏 ( 两连接面泄露 ) ：两连接外表〔即密封面〕从机械加工的微观纹理来看存在粗糙度和变形，它们与垫片之间总存在泄漏通道，由此产生的泄漏叫界面泄漏，其泄漏量约占总泄漏量的 80～90％。
界面泄漏与垫片材料的性质、接头的机械性质与状态、密封流淌的特性以及紧固件的夹紧程度有关。
总结 : 要少泄露 , 首先垫片要“夹紧〞，同时要求垫片有一定的“回弹力〞以回弹填满空隙，否那么也不行。
回弹力取决于垫片本身的材质和构造及使用条件〔温度、压力〕。
垫片夹紧后〔初始密封〕，在介质压力作用下〔垫片内侧直接和介质接触〕的密封叫工作密封。
从理论上说，预紧应力愈大，垫片中贮存的弹性应变能也愈大，因而可用于补偿别离或松弛的WORD 格式整理余地也就愈大，当然要以密封材料本身最大弹性变形能力为极限。
紧固件因受热引起应力松弛、垫片老化弹性下降，垫片长期受压等原因都可能导致“昨天不漏今天漏〞。
二、钢制管法兰用垫片标记根据现行国家标准?钢制管法兰、垫片、紧固件?〔HG/T 20592～20635-2021〕的要求，钢制管法兰用垫片〔PN系列〕标记规定如下：其中：a为标准编号1、HG/T 20606-2021钢制管法兰用非金属平垫片〔PN系列〕；2、HG/T 20607-2021钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片〔PN系列〕；3、HG/T 20609-2021钢制管法兰用金属包覆垫片〔PN系列〕；4、HG/T 20610-2021钢制管法兰用缠绕式垫片〔PN系列〕；5、HG/T 20611-2021钢制管法兰具有覆盖层的齿形组合垫〔PN系列〕；6、HG/T 20612-2021钢制管法兰非金属环形垫〔PN系列〕。
常用工业阀门法兰及垫片标准
密封面和衬里材料
T：铜合金 H：不锈钢 Y：硬质合金钢 X：橡胶
阀体材料
对于PN≤1.6MPa的碳
铸铁阀门或 PN>2.5MPa的碳钢阀 门则略去本单元
结构形式（闸）
公称压力(kgf/cm2)
１：明杆楔式单闸阀 ２：明杆楔式双闸板
3：明杆平行单闸板 4：明杆平行双闸板 ５：暗杆楔式单闸板
6：暗杆楔式双闸板
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二、阀门的分类
• 按介质工作温度分类：
高温阀 — t 大于450℃的阀门。 中温阀 — 120 ℃小于 t 小于450 ℃的阀门。 常温阀 — -40 ℃小于 t 小于120 ℃的阀门。 低温阀 — -100 ℃小于 t 小于-40 ℃的阀门。 超低温阀 — t 小于-100 ℃的阀门。
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一、法兰结构型式、参数
松套法兰的连接实际也是通过焊接实现的，只是这种法 兰是松套在已与管子焊接在一起的附属元件上，然后通过 连接螺栓将附属元件和垫片压紧以实现密封，法兰（即松 套）本身则不接触介质。这种法兰连接的优点是法兰可以 旋转，易于对中螺栓孔，使用在大口径管道上易于安装， 也适用于管道需要频繁拆卸以供清洗和检查的地方。其法 兰附属元件材料与管子材料一致，而法兰材料可与管子材 料不同，因此比较适合于输送腐蚀性介质的管道。
接触或密封面受压塑性变形而达到密封的目的。
(1) 平面密封
(2) 锥面密封
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(3) 球面密封
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三、阀门的基本参数
阀门填料函
（１）填料函结构：由填料压盖、 填料和填料垫组成。填料函结构分为 压紧螺母式、压盖式和波纹管式。
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三、阀门的基本参数
（２）填料圈数 软质填料：PN≤2.5MPa时，4-10圈； PN＝4.0-10MPa时，8-10圈 成型塑料填料：上填料一圈，中填料3-4圈，
常用法兰及螺栓与垫片
常用法兰及螺栓与垫片预算交流2009-10-31 16:32:51 阅读184 评论0 字号：大中小一、常用法兰管道工程用的法兰分为钢管道法兰和通风管道法兰两种。
（一）钢管常用法兰1、法兰的种类钢管道用的法兰种类较多，最常用的是平焊钢法兰。
按其接触面可分为光滑式和凹凸式密封面两种。
如下图所示。
2、法兰的材质法兰的材质通常与相应钢管的材质相同。
采用普通碳素钢、优质碳素钢或低合金钢钢板加工而成。
3、法兰的规格表示通常选用标准法兰，平焊钢法兰的规格，一般以公称直径DN和公称压力PN表示。
（二）通风管常用法兰1、法兰的种类通风管道所用的法兰，按其形状不同可分为：圆形和矩形法兰两种。
2、法兰的材质法兰的材质通常根据风管的材质选用。
薄钢板风管，采用角钢或扁钢加工制作法兰；硬聚氯乙烯塑料风管，采用较厚的硬聚氯乙烯塑料板加工制作法兰。
3、法兰的规格表示圆形法兰以风管的外径D表示，矩形法兰以矩形风管的边宽×边宽表示。
二、常用螺栓、螺帽1、螺栓螺帽的种类螺栓螺帽的种类比较多。
在管道工程中，法兰连接时常用的螺栓有两种：一种是粗制六角头螺栓（一端带有部分螺纹），与其相配的螺帽为普厚粗制六角螺帽；另一种是双头精致螺栓（两端均有螺纹），与其相配的螺帽为精致六角螺帽，其中最常用的是粗制六角头螺栓及其螺帽。
2、螺栓螺帽的材质通常用普通碳素钢、优质碳素钢或低合金钢加工螺栓螺帽。
3、螺栓、螺帽的适用场合粗制六角头螺栓及其螺帽，常用于介质工作压力≤1.6MPa，工作温度不超过250℃的给水、供热、压缩空气等管道的法兰连接。
4、螺栓螺帽的规格表示如：M20×80,表示螺栓的直径为20mm，螺杆长80mm，与其相配的螺帽为M20。
三、常用垫片管道工程中，垫片材质的选用要根据管内输送介质的性质、工作压力、温度选用。
常用垫片的材质、种类、适用场所见下表所示。
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法兰、垫片及法兰的焊接形式
法兰：使管子与管子相互连接的零件，连接于管端。
法兰上有孔眼，螺栓使两法兰紧连。
法兰间用衬垫密封。
法兰管件：指带有法兰(突缘或接盘)的管件。
它可由浇铸而成，也可由螺纹连接或焊接构成。
法兰联接：由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。
垫片放在两法兰密封面之间，拧紧螺母后，垫片表面上的比压达到一定数值后产生变形，并填满密封面上凹凸不平处，使联接严密不漏。
法兰联接是一种可拆联接。
按所联接的部件可分为容器法兰及管法兰。
按结构型式分：有整体法兰、活套法兰和螺纹法兰。
常见的整体法兰有平焊法兰及对焊法兰。
平焊法兰的刚性较差，适用于压力p≤4MPa的场合；对焊法兰又称高颈法兰，刚性较大，适用于压力温度较高的场合。
法兰按与管子的连接方式可分为五种基本类型：平焊法兰、对焊法兰、螺纹法兰、承插焊法兰、松套法兰。
平焊法兰：平焊法兰简称平板，又称搭焊法兰。
平焊法兰与管道的连接是先将管子插入法兰内孔至适当位置，然后再搭焊，其优点在于平焊法兰焊接装配时较易对中，且价格便宜，因而平焊法兰得到了广泛的应用。
内压计算平焊法兰的强度约为相应对焊法兰的三分之二，疲劳寿命约为对焊法兰的三分之一。
所以，平焊法兰只适用于压力等级比较低，压力波动、振动及震荡均不严重的管道系统中。
平焊法兰又可细分为带颈平焊法兰及板式平焊法兰两种。
平焊法兰和对焊法兰的区别：(可见动力管道手册P57）平焊和对焊是法兰和管道连接时的焊接方法，平焊法兰是法兰接口处的内径比所连接的管道外径稍微大一点，管道插在法兰里面，然后进行焊接(不要插过头平焊并不是真的插平了，要留下焊接带)；对焊法兰是法兰的管径和所连接的管道一样，直接对接焊起来。
平焊法兰一般用于低、中压管道，对焊法兰一般用于中、高压管道的连接，对焊的法兰一般是至少PN2.5Mpa，采用对焊是为了减少应力集中，一般的对焊法兰多为带颈法兰（也叫奶嘴法兰），所以对焊法兰的安装费，人工费和辅材费要高点，因为多一道工序。
螺纹法兰：这是比较书本的一个说法，其实就是常说的丝扣的产品，一般多用于焊管的连接，最常用的就是从DN15-DN100的。
12种法兰基础知识、种类及特点、类型和密封面形式
12种法兰基础知识、种类及特点、类型和密封面形式2020.2.7目录一、法兰基本介绍 (3)二、12种法兰类型及特点 (4)1、板式平焊法兰 (4)2、带颈平焊法兰 (5)3、带颈对焊法兰 (6)4、整体法兰 (7)5、承插焊法兰 (8)6、螺纹法兰 (9)7、对焊环松套法兰 (10)8、平焊环松套法兰 (11)9、法兰盖 (12)10、衬里法兰盖 (13)11、美标带颈平焊法兰 (14)三、法兰类型和密封面形式 (17)一、法兰基本介绍管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。
1、应用：法兰接头是工程设计中使用极为普遍、涉及面非常广泛的一种零部件。
它是配管设计、管件阀门必不可少的零件，而且也是设备、设备零部件(如人孔、视镜液面计等)中必备的构件。
此外，其它专业如工业炉、热工、给排水、采暖通风、自控等，也经常使用法兰接头。
2、材质：锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
3、分类：平焊法兰、带颈法兰、对焊法兰、环连接法兰、承插法兰、及盲板等。
4、执行标准：有GB系列(国家标准)、JB系列(机械部)、HG系列(化工部)、ASME B16.5（美标）、BS4504（英标）、DIN（德标）、JIS（日标）。
5、国际管法兰标准体系：国际上管法兰标准主要有两个体系。
•以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系•以美国ANSI管法兰为代表的美洲管法兰体系。
二、12种法兰类型及特点1、板式平焊法兰板式平焊法兰（化工标准HG20592、国家标准GB/T9119、机械JB/T81）。
优点：取材方便，制造简单，成本低，使用广泛。
缺点：刚性较差，因此不得用于有供需、易燃、易爆和较高真空度要求的化工工艺配管系统和高度、极度危害的场合。
密封面型式有平面和突面。
2、带颈平焊法兰带颈平焊法兰属于国标法兰标准体系，是国标法兰(又称GB法兰)的其中一种表现形式，是设备或管道上常用的法兰之一。
法兰螺栓预紧力和垫片面压力的关系
知识专题：深度探讨法兰螺栓预紧力和垫片面压力的关系一、引言在工程领域中，法兰螺栓预紧力和垫片面压力是一个非常重要且复杂的关系，它直接关系到设备的安全性和可靠性。
本文将深入探讨法兰螺栓预紧力和垫片面压力之间的关系，从而帮助工程师更好地理解和应用这一关键概念。
二、法兰螺栓预紧力和垫片面压力的基本概念1. 法兰螺栓预紧力法兰螺栓预紧力是指在安装法兰时，通过扭紧螺栓产生的拉力，使得法兰之间的密封面发生变形，从而达到密封的目的。
预紧力的大小直接影响到法兰连接的紧密程度和密封性能。
2. 垫片面压力垫片面压力是指在法兰连接中，由法兰螺栓预紧力传递到垫片上的压力。
垫片面压力的大小决定了垫片的变形程度和承载能力，进而影响到法兰连接的密封性和稳定性。
三、法兰螺栓预紧力和垫片面压力的关系1. 预紧力与面压力的传递当法兰螺栓施加预紧力时，预紧力首先作用在垫片上，产生面压力。
面压力随着预紧力的增加而增加，但受到垫片和法兰之间的摩擦阻力和变形能力的限制，面压力不会无限制地增加。
预紧力和面压力之间存在着一定的传递关系，需要根据具体工程要求来确定。
2. 预紧力与面压力的平衡在法兰连接中，预紧力和面压力需要达到一个平衡状态才能保证连接的稳定性和密封性。
如果预紧力过小，将导致面压力不足，无法保证垫片的紧密接触，从而影响到密封效果；反之，如果预紧力过大，则会导致面压力过大，可能造成垫片的过度压缩，甚至损坏垫片，从而导致法兰连接的失效。
3. 设计和调试中的考虑因素在实际工程中，设计和调试人员需要考虑预紧力和面压力的关系，根据实际情况确定合理的预紧力和垫片面压力。
这涉及到材料的选择、螺栓的规格、法兰的形式等多个因素，需要综合考虑并进行合理的设计和调试。
四、对法兰螺栓预紧力和垫片面压力的个人理解和观点法兰螺栓预紧力和垫片面压力作为法兰连接中的关键参数，对设备的安全性和可靠性至关重要。
在工程实践中，我们需要深入理解预紧力和面压力之间的关系，合理设计和调试法兰连接，以确保其稳定性和密封性能。
法兰密封面和垫片的介绍
法兰连接很少是因强度不足而遭破坏的，但常由于密封不好导致泄漏。
因此，密封问题已成为法兰连接中的主要问题，而法兰密封面与垫片又直接影响到法兰的密封，有必要加以介绍。
1、法兰密封面即法兰接触面，简称法兰面。
一般均需经过比较精密的加工，以保证足够的精度和光洁度，才能达到预期的密封效果。
常用的法兰密封面有平面型、凹凸型、榫槽型和自紧型等数种。
平面型密封面只有一个光滑的平面，为改善密封性能，常在密封面上车出几道宽约1mm、深约0.5mm 的同心圆沟槽，如同锯齿。
这种密封结构简单，容易加工，但安装时垫片不易装正，紧螺栓时也易挤出，一般用于低压、无毒介质的容器上。
凹凸形密封面是一对法兰的密封面分别为凹面和凸面，且凸面高度略大于凹面深度。
安装时把垫片放在凹面上，因此容易装正，且紧螺栓时也不会挤出。
其密封性能优于平面型，但加工较困难，一般用于中压容器。
榫槽型密封面是在一对法兰的密封面上，将其中一个加工出一圈宽度较小的榫头，将另一个加工出与榫头相配合的榫槽，安装时垫片放在榫槽内。
这种密封面因垫片被固定在榫槽内，不可能向两边挤出，所以密封性能更好。
且垫片较窄，减轻了压紧螺栓的负荷。
但这种密封面结构复杂，加工困难，且更换垫片比较费事，榫头也容易损坏。
所以，一般只用于易燃或有毒的工作介质或工作压力较高的中压容器上。
因其在氨生产设备上用得较多，所以又称为氨气密封。
自紧式密封面是将密封面和垫片加工成特殊形状，承受内压后，垫片会自动紧压在密封面上确保密封效果。
故称为自紧式密封面。
这种密封面的接触面积小，垫片在内压作用下有自紧能力，密封性能好，减少了螺栓的紧力，也就减少了螺栓和法兰的尺寸。
这种密封面结构适用于高压及压力、温度经常波动的容器上。
2、垫片。
法兰密封面即使经过精密的加工，法兰面之间也会存在微小的间隙，而成为介质泄漏的通道。
垫片的作用就是在螺栓的压紧力作用下产生塑性变形，以填充法兰密封面之间存在的微小间隙，堵塞介质泄漏通道，从而达到密封的目的。
法兰工作原理
法兰工作原理
法兰是一种常见的管道连接构件，它主要由法兰盘、垫片、螺栓和螺母等组成。
其工作原理如下：
1. 法兰盘：法兰盘是法兰的主体部分，一般为圆形或者方形的铁板。
它具有两个平面，一侧与管道连接，另一侧与另一段管道或设备连接。
2. 垫片：垫片常常位于法兰盘的两个平面之间，它具有良好的密封性能，可以防止管道连接处发生泄漏。
垫片一般由橡胶、塑料、金属等材料制成。
3. 螺栓和螺母：螺栓和螺母用于连接法兰盘的两个平面，并确保法兰与管道或设备之间的紧密连接。
螺栓通过穿过法兰盘的孔洞，并与螺母紧密固定在一起。
当需要连接两段管道或设备时，首先将法兰盘放置在相应的位置上，并通过螺栓与法兰盘固定。
然后，将一个垫片放置在法兰盘的平面之间，以确保连接处有良好的密封。
最后，通过拧紧螺栓和螺母，使得法兰与管道或设备之间形成紧密的连接。
法兰的工作原理主要依赖于垫片的密封性能和螺栓的紧固力。
垫片能够起到密封作用，防止泄漏；螺栓和螺母能够提供足够的固定力，使连接处具有足够的强度和稳定性。
需要注意的是，法兰连接通常需要根据具体应用场景选择适当的材料和规格，以确保连接的可靠性和密封性。
此外，还需要
注意螺栓和螺母的拧紧力度，过紧或过松都可能导致连接失效或泄漏。
垫片、法兰和螺栓基础知识考试答案
垫片、法兰和螺栓基础知识考试试题姓名：得分：一、填空题（共70分，每空1分）1、螺纹的类型分为（内螺纹）和（外螺纹），二者共同组成螺纹副，用于（连接）和（传动）。
螺纹有（英制螺纹）和（米制螺纹）两种，我国除（管螺纹）外都采用米制螺纹。
72、螺纹轴向剖面的形状称为螺纹的牙型，常用的螺纹牙型有（三角形）、（矩形）、（梯形）和锯齿形等。
33、螺纹根据其结构特点和用途可分为三大类：（普通螺纹）、（传动螺纹）、（密封螺纹）。
34、外螺纹牙顶或内螺纹牙底重合的假想圆柱直径称为（螺纹大径），基本代表螺纹尺寸的（公称直径）。
25、螺栓GB5785-86 M12×1.5×80，M12表示（螺纹直径）1.5(牙距细牙）、80（螺杆长度）、性能等级8.8、A级的六角头螺栓。
36、不锈钢产品强度等级标志由“—”隔开的两部分组成。
标志代号中“—”前符号表示（材料）如：A2，A4等，标志“—”后表示（公称抗拉强度）的1/10，如：A2-70表示（奥氏体第二组），公称抗拉强度（700N/mm2）。
47、碳钢公制螺栓机械性能等级可分为：（3.6）、（4.6）、（4.8）、(5.6)、(5.8)、(6.8)、(8.8)、(9.8)、( 10.9)、(12.9)共10个性能等级。
108、密封元件材料可以是（刚性）或（柔性）的金属，比如：（碳钢）、（不锈钢）、铜等，用于（压力）和（温度）较高的场合。
69、常见的可拆卸结构有：（法兰联接）、（螺纹联接）、承插式联接。
210、管道法兰按其与管道连接方式分为：（平焊法兰）、（对焊法兰）、（螺纹法兰）、（承插焊法兰）、（松套法兰）。
511、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）。
412、缠绕垫 D 1222－DN150－PN40 GB/T4622.2。
垫片型式：（带内环和定为环型）；定为环材料为（低碳钢）、金属带材料为（0Cr18Ni9）；公称通径（150mm）；公称压力（4.0MPa（40bar））；垫片尺寸标准（GB/T4622.2－2003）。
法兰,垫片,螺栓
法兰,垫片,螺栓法兰，垫片，螺栓管法兰及其垫片、紧固件统称为法兰接头。
法兰接头是工程设计中使用极为普遍、涉及面非常广泛的一种零部件，是配管设计、管件阀门中必不可少的零件，而且也是设备、设备零部件(如人孔、视镜、液面计等)中必备的构件。
一、法兰简述法兰标准体系:国际上管法兰标准主要有两个体系，即以德国DIN(包括原苏联)为代表的欧洲管法兰体系(PN系列)和以美国ANSI(美国国家标准协会)管法兰为代表的美洲管法兰体系(CLASS系列)。
两个体系的管法兰连接尺寸完全不同，无法互配。
两个体系的管法兰以压力等级来区分最为合适，即欧洲体系为0.25、0.6、1.0、1.6、2.5、4.0、6.3、10.0、16.0、25.0、32.0、40.0MPa，美洲体系为1.0、2.0、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0MPa。
除此之外，还有日本JIS管法兰，在国际上影响较小。
我装置法兰执行标准以美表为主。
材质:锻钢、WCB碳钢、不锈钢、316L、316、304L、304、321、铬钼钢、铬钼钒钢、钼二钛、衬胶、衬氟材质。
种类:带颈平焊法兰(只需单面焊，压力低)、带颈对焊法兰、整体法兰(一般与阀门等焊接为一整体)、环松套法兰(压力低，腐蚀性强)、承插法兰、长高颈法兰及盲法兰等。
法兰密封面形式法兰密封面的型式有全平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面及锥面六种。
前四种用于各种平垫，后两种用于金属垫环。
法兰密封面型式不同，适用的工况不同，密封性能也不相同。
如一般用于中低压的全平面、突面、凹凸面、榫槽面，其密封性能按以上顺序以后者较好。
而环连接面和锥面，由于和金属垫环为线接触密封，金属垫环又具有良好的回弹能力和抗松驰能力，并具有一定的自紧作用，故常用于中高压与高温工况。
法兰密封面的粗糙度法兰密封面直接与垫片接触，为保证其密封效果，法兰密封面的表面粗糙度应与所使用的垫片相适应。
当采用金属垫时，如八角垫环、椭圆垫环、透镜垫环，其表面粗糙度通常要求达到Ra0.4(齿形垫片要求Ra0.8)，以尽量减小或消除接触间隙;当采用软质垫片，包括具有表面软层的组合式垫片时，如石棉橡胶板垫片、聚四氟乙烯垫片柔性石墨复合垫片、金属缠绕垫片等，由于垫片接触面易于变形，法兰密封面过于光滑会降低界面上的阻力，对防止泄漏反而不利，因此表面粗糙度可大些，一般要求达到Ra12.5~Ra6.3就够了。
常用法兰、垫片及阀门选用标准
一、法兰结构型式、参数
平焊法兰又称搭焊法兰。平焊法兰与管子的连接是将 管子插入法兰内孔至适当位置，然后在搭焊，其优点在 于焊接装配时较易对中，且价格便宜，因而得到了广泛 的应用。按内压计算，平焊法兰的强度约为相应对焊法 兰的三分之二，疲劳寿命约为对焊法兰的三分之一。所 以，平焊法兰只适用于压力等级比较低，压力波动、振 动及震荡均不严重的管道系统中。
五、压力容器法兰
一、法兰结构型式、参数
二、法兰密封面
二、法兰密封面
法兰密封面型式和代号（GB/T9112-2000）
密封面型式
代号
平面
FF
突面
RF
凹凸面 凸面
MF
M
凹面
F
榫槽面 榫面
TG
T
槽面
G
环连接面
RJ
三、法兰公称通径和钢管外 经
1、法兰公称通径 在管道系统中，管道元件公称通经是一个重
要的基本参数。公称通经是仅与制造尺寸 有关且引用方便的一个园整数值，不适用 于计算，它是管道系统中除了用外经和螺 纹尺寸代号标记的元件以外的所有其他元 件通用的一种规格标记。法兰公称通经与 管道公称通经含义相同，它并不是某一个 实际结构尺寸，也不等于法兰内经，而仅 仅是与制造尺寸有关联的经过园整后的一 个名义尺寸，其标记方法是在字母“DN”后 跟一个以mm为单位的数字。
四、法兰的标记
3、法兰盖 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的平面钢制管法兰盖： 法兰盖 DN80-PN25 FF GB/T9123.1-2000 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的突面钢制管法兰盖： 法兰盖 DN80-PN25 RF GB/T9123.1-2000 公称通径80mm、公称压力2.5MPa的凸面钢制管法兰盖： 法兰盖 DN80-PN25 M GB/T9123.2-2000
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3、法兰的密封面形式
3、法兰的密封面形式
榫槽面(TG)密封面是由榫和槽所组成的，垫片置 于槽中，不会被挤动。垫片可以较窄，因而压紧 垫片所需的螺栓力也就相应较小。即使用于压力 较高之处，螺栓尺寸也不致过大。因而，它比以 上两种密封面均易获得良好的密封效果。密封面 的缺点是结构与制造比较复杂，更换挤在槽中的 垫片比较困难。此外，榫面部分容易损坏，在拆 装或运输过程中应加以注意。榫槽密封面适于易 燃、易爆、有毒的介质以及较高压力的场合。当 压力不大时，即使直径较大，也能很好地密封。
2、法兰的结构形式
2、法兰的结构形式
法兰盖也称盲板法兰，是中间不带孔的法兰，供 封住管道堵头用。
3、法兰的密封面形式
法兰密封面型式和代号（GB/T9112-2000）
密封面型式 平面 突面 代号 FF RF
凹凸面
凸面
凹面
MF
M
F
榫槽面
榫面 槽面
TG
T G RJ
环连接面
3、法兰的密封面形式
3、法兰的密封面形式
美洲体系分6个压力等级， 适用于DN=15～ 1500mm。
Class（磅级）150、300、600、900、1500、2500 公称压力/MPa 2.0 、5.0、11.0、15.0、26.0、42.0
4、法兰的压力等级
4、法兰的压力等级
4、法兰的压力等级
5、法兰的材质
WCB（碳钢）、LCB（低温碳钢）、LC3（3.5%镍 钢）、WC5(1.25%铬0.5%钼钢）、WC9（2.25% 铬）、C5（5%铬0.5%钼）、C12（9%铬1%钼）、 CA6NM(4）（12%铬钢）、CA15(4)（12%铬）、 CF8M（316不锈钢）、CF8C（347不锈钢）、CF8 （304不锈钢）、CF3（304L不锈钢）、CF3M （316L不锈钢）、CN7M（合金钢）、M35-1（蒙 乃尔）、N7M（哈斯特镍合金B）、CW6M（哈斯塔 镍合金C）、CY40（因科镍合金）等。
2、法兰的结构形式
2、法兰的结构形式
松套法兰的连接实际也是通过焊接实现的，只是 这种法兰是松套在已与管子焊接在一起的附属元 件上，然后通过连接螺栓将附属元件和垫片压紧 以实现密封，法兰（即松套）本身则不接触介质。 这种法兰连接的优点是法兰可以旋转，易于对中 螺栓孔，使用在大口径管道上易于安装，也适用 于管道需要频繁拆卸以供清洗和检查的地方。其 法兰附属元件材料与管子材料一致，而法兰材料 可与管子材料不同，因此比较适合于输送腐蚀性 介质的管道。
3、法兰的密封面形式
3、法兰的密封面形式
环连接面（RJ）：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）。
环连接面密封的法兰，也属于窄面法兰，井在法 兰的突面上开出一环状梯形槽作为法兰密封面， 和榫槽面法兰一样，这种法兰在安装和拆卸时必 须在轴向将法兰分开，因此，在管线设计时要考 虑到将法兰在轴向分开的可能。
2、法兰的结构形式
2、法兰的结构形式
平焊法兰又称搭焊法兰。平焊法兰与管子的连接 是将管子插入法兰内孔至适当位置，然后在搭焊， 其优点在于焊接装配时较易对中，且价格便宜， 因而得到了广泛的应用。按内压计算，平焊法兰 的强度约为相应对焊法兰的三分之二，疲劳寿命 约为对焊法兰的三分之一。所以，平焊法兰只适 用于压力等级比较低，压力波动、振动及震荡均 不严重的管道系统中。
金属环形垫片
八角形环垫
椭圆形环垫
RX型及BX型自紧 密封环垫
金属透镜垫片
1、非金属平垫片 非金属平垫片。标准：HG20606公制（欧洲体系）系列、 HG20627英制（美洲体系）系列。
材料通常包括：天然橡胶及合成橡胶；石棉板橡胶板和耐 油石棉橡胶板;合成纤维橡胶压制板（有机、无机）；改 性或填充的聚四氟乙烯板。
1、垫片的结构形式
2、垫片的种类及应用
非金属软垫片 非金属软垫片 聚四氟乙烯垫片 聚四氟烯包覆垫片
橡胶垫片 石棉橡胶垫片 非石棉纤维橡胶垫片
金属缠绕式垫片 金属冲齿板柔性石墨复合垫片
法兰用密封垫片 金属复合垫片
金属包履垫片 金属波齿复合垫片
金属垫片
金属齿型复合垫片 金属平垫片 金属波纹形垫片 金属齿形垫片
非金属平垫片的选用
使用条件
垫片型 式
石 棉 橡 胶 板 耐 油 石 棉 橡 胶 垫 片
垫片材料
PN/MPa ≤1.5 ≤4.0 ≤6.0 ≤1.5 ≤2.5
t/℃ ≤200 ≤350 ≤450 ≤150
适用密封面 型式
全平面 突面 凹凸面
用途
XB200 XB350 XB450 NY150 NY250
3、法兰的密封面形式
4、法兰的压力等级
法兰标准：HG20592-2009(PN系列）\HG206152009（Calss系列） 欧洲体系分为 0.25MPa、0.6MPa、1.0MPa、 1.6MPa、2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa、10.0MPa、 16.0MPa、25.0MPa共10个压力等级，适用公称 直径DN=10～2000mm。
用于水、蒸汽、空气、 氨（气态或液态）及 惰性气体
非 金 属 垫 片
榫槽面
全平面 ≤250 突面
凹凸面
NY400 ≤4.5 ≤400 榫槽面
用于油品、液化石油 气、溶剂、石油化工、 原料等介质。对于汽 油及航空汽油不适用。
非金属平垫片的选用 使用条件 垫片型式 垫片材料 PN/MPa ≤14 t/℃ 370（连 续205） 425（连 续290） 适用密封 面型式 全平面 突面 无机纤维增强 ≤14 凹凸面 榫槽面 包履层：聚四氟 乙烯 ≤5.0 嵌入层：石棉橡 胶板 ≤150 突面 用途
1、垫片的结构形式
外加强环或外环材料均为实体金属，其作用是：帮助密封 元件安装时对中；防止密封元件过份压缩而破坏；防止垫 片吹出和减少法兰转动等。外加强环不与密封介质接触， 因此不要求耐介质腐蚀，故常常由碳钢材料制成。外加强 环还可以与密封元件制成一体，例如金属齿形垫片、波齿 复合垫片。 内加强环或内环接触流体，其材料应能抵御密封介质的腐 蚀。内加强环的作用是：防止密封元件与容器或管道法兰 之间的空隙，以避免此空隙干扰流体的流动以及由此引起 的流体对垫片的冲蚀。
金属冲齿柔性石墨复合垫片，它是由冲齿或冲孔金属芯板 与膨胀石墨粒子复合而成。
适用范围：HG20608，PN=1.0～6.3MPa；HG20629，PN=2.0 （Class 150）～11.0MPa(Class 600)。 金属冲齿柔性石墨复合垫片型式分为RF型、MFM型和TG型， 分别适用于突面、凹凸面和榫槽面法兰。根据需要，RF型 垫片可带不锈钢或碳钢内包边，即为RF－E型。
有机纤维增强 非石棉纤 维橡胶板
非 金 属 平 垫 片
视粘结剂 （SBR、 NBR、CR 及EPDM 等）而定 用于各种 腐蚀性介 质及有清 洁要求的 介质
聚四氟乙 烯包履垫
全平面
2、聚四氟乙烯包履垫片 聚四氟乙烯包履垫片。标准：HG20607公制（欧洲体系） 系列、HG20628英制（美洲体系）系列。 聚四氟乙烯包履垫片是一种非金属复合型软垫片，一般由 包封皮及嵌入物两部分组成。包封皮主要起抗腐蚀作用， 通常由聚四氟乙烯材料制成，嵌入物（填料）为带或不带 金属加强筋的非金属材料，通常由石棉橡胶板制成。
包履层（聚四氟乙烯）
夹镶层（石棉橡胶板或其它复合材料）
聚四氟乙烯包履垫片的选用 聚四氟乙烯包履垫片主要适用于全平面型及突面型钢制管 法兰连接，适用公称压力PN为0.6～5.0MPa、工作温度为 0～150 ℃的腐蚀介质或对清洁度有较高要求的介质。
3、金属冲齿柔性石墨复合垫片
金属冲齿柔性石墨复合垫片。标准：HG20608公制（欧洲 体系）系列、HG20629英制（美洲体系）系列。
金属冲齿柔性石墨垫片的选用
使用条件 垫片型式 垫片材料 PN/MPa 低碳钢（St） 金属冲齿 柔性石墨 垫片 芯板 材料 ≤6.3 0Cr18Ni9(304) ≤650 榫槽面 t/℃ ≤450 适用密封 面型式 用途
突面 凹凸面 用于蒸汽 及各种腐 蚀性介质。
标记： XX（标准号） XX（名称）XX（垫片形式） XX（规格）XX （芯板材料）
3、法兰的密封面形式
3、法兰的密封面形式
凹凸面（MFM）密封面是由一个凸面和一个凹 面相配合组成，在凹面上放置垫片，能够防止垫 片被挤出，故可适用于压力较高的场合。
凹凸面密封面的特点是垫片嵌在凹面的凹槽中， 减少垫片被压力冲击的可能性，装配时便于对中， 和突面密封面法兰相比，这种密封面常常可以用 在密封要求较严的场合，其缺点是一对法兰两种 密封面，密封面加工较突面法兰复杂，因此不像 突面法兰那样应用广泛。和榫槽面法兰相比，它 还有不能保护垫片不被挤入管道内的缺点。
3、法兰的密封面形式
突面（RF）：表面是一个光滑的平面，也可车制 密纹水线。密封面结构简单，加工方便，且便于 进行防腐衬里。但是，这种密封面垫片接触面积 较大，预紧时垫片容易往两边挤，不易压紧。 突面密封面主要用于窄面法兰，即垫片的接触面 位于螺栓孔所包围的区域范围内，也就是突面密 封面对的垫片外径正好与法兰连接螺栓内切圆直 径相当，安装时可借助螺栓使垫片位置固定在法 兰面中央。这种密封面在法兰上应用最为广泛。
法兰、垫片基础知识
第一章
法兰
化工装置中大量采用法兰连接，分为设备法兰与 管法兰两大系列。设备法兰维修中很少需要更换； 检修中常常在更换阀门、液位计、等零部件时， 管法兰需同步更换。
1、法兰的分类