法兰、垫片基础知识
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。
垫片的种类作用及应用
垫片的种类作用及应用垫片是一种常用的密封元件，它被广泛应用于各个领域，起到了重要的作用。
本文将就垫片的种类、作用以及应用进行介绍。
一、垫片的种类1.法兰垫片：法兰垫片是一种在连接法兰两侧起密封作用的垫片。
根据材料的不同，法兰垫片可以分为金属垫片、非金属垫片和复合材料垫片等。
-金属垫片：由金属材料制成，具有良好的强度和耐高温性能，适用于高温、高压和腐蚀性环境下的密封工作；-非金属垫片：由橡胶、塑料、纸质等材料制成，具有良好的弹性和密封性能，适用于低温、低压和常温环境下的密封工作；-复合材料垫片：由两种或多种不同材料组合而成，既能具备金属垫片的强度和耐温性能，又能具备非金属垫片的弹性和密封性能。
2.机械垫片：机械垫片是一种在机械设备中起到密封作用的垫片。
根据用途的不同，机械垫片可以分为轴封垫片、密封圈垫片和摩擦材料垫片等。
-轴封垫片：安装在轴上，用于防止液体或气体泄露，具有良好的密封效果；-密封圈垫片：安装在管道、阀门等连接处，用于防止液体或气体泄露，具有良好的密封效果；-摩擦材料垫片：具有良好的摩擦性能和耐磨性能，通常用于机械设备的传动系统和制动系统中。
3.专用垫片：专用垫片是一种根据特定需求设计制造的垫片。
根据具体应用的不同，专用垫片可以分为电子垫片、食品级垫片和医用垫片等。
-电子垫片：用于电子设备的隔离、隔音和防尘等方面的工作；-食品级垫片：符合食品卫生标准，用于食品工业中的密封工作；-医用垫片：符合医疗卫生标准，用于医用设备和器械的密封工作。
二、垫片的作用1.密封作用：垫片能够填补连接部位的间隙，起到密封作用，防止液体或气体的泄漏，保证连接部位的工作正常进行。
2.缓冲作用：垫片能够在连接部位承受压力和冲击时，起到缓冲作用，减少连接部位的损坏风险，延长设备使用寿命。
3.隔离作用：垫片能够隔离不同介质间的接触，防止介质之间的相互渗透和污染，保持介质的纯净度和稳定性。
4.抗震作用：垫片能够在设备工作过程中抵御振动和冲击力，保护设备的安全稳定运行。
第四部分 法兰基本常识
第四部分法兰、插板、垫环、8字盲板一．法兰常识：法兰是管道中起连接作用的重要部分，种类多，标准繁杂。
由于其主要起连接作用，因此，法兰的主要特性就是连接方式及密封形式，主导影响参数是管道压力（介质不同影响材质选定）：一般地讲，低压系统（PN<2.5MPA）采用平焊或板式法兰，普通突面(RF)密封，中压系统(2.5-64MPA)采用对焊法兰，RF或凹凸面(FM/M)密封，高压系统(10.0MPA以上)，通常采用对焊法兰，梯型槽(RJ)密封。
在低压不锈钢系统中，有时为节约成本及检修方便，还采用松套法兰或活套环法兰。
二．法兰的类型：管道法兰按与管子的连接方式可分为五种基本类型：平焊法兰（SO)、对焊法兰(WN)、螺纹法兰(TH）、承插焊法兰（SW)、松套法兰(PL)。
如下图所示：平焊法兰：将管子插入法兰内孔进行正面和背面焊接，具有易对中，价格便宜的特点。
分为两种：1、板式平焊法兰，这种法兰刚性较差，焊接时易引起法兰面变形，引起密封面转角而导致泄漏，一般用在压力温度较低，不太重要的管道上；2、带径平焊法兰：这种法兰的短径使法兰的刚度和其承载能力大有提高。
法兰本身的制造工艺比对焊法兰要简单，与管子连接的焊接与板式平焊法兰一般为角焊缝结构施工比较简单省事。
对焊法兰：这种法兰系将法兰焊径端与管子焊接端加工承一定形式的焊接坡口后直接焊接，施工比较方便。
由于法兰与管子焊接处有一段圆滑过渡的高径，法兰径部厚度逐渐过渡到管壁厚度，降低了结构的不连续性，法兰强度较高，承载条件较高，适用于压力温度波动幅度大或高温、高压和低温管道。
石化工业中工艺管道大多采用这种对焊法兰。
螺纹式法兰：一般用在镀锌钢管不宜焊接的场合，温度反复波动或高于260℃和低于-45℃的管道不宜使用。
在任何可能发生裂隙腐蚀的场合应避免使用螺纹法兰。
承插焊法兰与带径平焊法兰相似，只是将管子插入法兰的承插孔中进行焊接，一般只在在法兰背面有一条焊缝。
这种法兰公称压力范围较大，口径较小，一般用在小口径管道。
常用法兰垫片介绍
常用法兰垫片介绍1、四氟垫片四氟垫片国外又叫PTFE垫片或Teflon（铁氟龙）垫片.由聚四氟乙烯棒、管、板经机械车削或裁切而成的平垫片、V形垫片、活塞环、球阀垫圈等具有耐腐蚀、抗老化和不导电等良好特性。
聚四氟乙烯pH值0-14(熔融的碱金属和高温、高压下的氟除外)。
其在-100℃～100℃之间能够具有良好的机械强度。
使用压力10Mpa。
在温度低于-185℃时，聚四氟乙烯垫片会变脆。
纯聚四氟乙烯垫片是一种洁净的密封产品，不会对其所接触的任何物质形成污染。
2、橡胶垫片橡胶垫片具有耐油、耐酸碱、耐寒热、耐老化等性能，可直接切割成各种形状的密封垫片，广泛应用于医药、电子、化工、抗静电、阻燃、食品等行业。
丁腈橡胶垫片NBR(Nitrile-Butadiene Rubber)：是由丁二烯和丙烯腈经乳液共聚而成的聚合物。
丁腈橡胶垫片以其优异的耐油性(但不耐酮、酯和氯代烃等介质)而着称，同时还具有良好的耐磨性、耐老化性及气密性。
3、金属缠绕垫片金属缠绕垫片是目前应用广泛的一种密封垫片，为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片，由V形或W形薄钢带与各种填充料交替缠绕而成，能耐高温、高压和适应超低温或真空下的条件使用，通过改变垫片的材料组合，可解决各种介质对垫片的化学腐蚀问题，其结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作，为加强主体和准确定位，缠绕垫片设有金属内加强环和外定位环，利用内外钢环来控制其最大压紧度，对垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。
金属缠绕垫片采用优质SUS304、SUS316（“V”形或“W”形) 金属带及其它合金材料与石墨、石棉、聚四氟乙烯、无石棉等软性材料相互交替重叠螺旋缠绕而成，在开始及末端用点焊方式将金属带固定。
金属缠绕垫片为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片，金属缠绕垫片结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作，并利用内外钢环来控制其最大压紧度，缠绕垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。
金属缠绕垫片特别适用于负荷不均匀、接合力易松弛，温度与压力周期性变化、有冲击或震动的场合。
管路法兰及垫片的选用
目前管道工程常用的连接方式有螺纹连接、焊接连接、法兰连接、承插连接、沟槽连接等形式。
低压管道PN≤2.5MPa中压管道PN=4—6.4MPa高压管道PN=10—100MPa超高压管道PN＞100MPa是按照公称压力分。
公称压力：管子、管件等在基准温度下的耐压强度成为公称压力。
xx连接法兰连接是将垫片放入一对固定在两个管口上的法兰的中间，用螺栓拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。
法兰种类:按法兰与管子的固定方式分为螺纹法兰、焊接法兰、松套法兰；按密封面形法兰种类式可分为光滑式、凹凸式、榫槽式、透镜式和梯形槽式。
螺纹xx：主要用于镀锌水、煤气钢管的连接，其密封面为光滑式。
其公称压力常用的有0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa三种。
焊接xx：是管道连接中最常用的法兰，分为平焊法兰和对焊法兰两种。
1、平焊xx：又叫搭焊法兰与管子焊接时将管子插入法兰孔内，在法兰内外部与管子进行搭接角焊。
其公称压力常用的有0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa和2.5MPa四种。
平焊法兰的密封面有光滑式和凹凸式。
2、对焊xx：又叫高颈法兰，与平焊法兰的区别是带有一段锥形短管。
法兰与管子的结合实质上是短管与管子的对口焊接。
故称对焊xx。
一般用于公称压力≥4.0 MPa或温度大于300℃的管道上。
对焊法兰有光滑式、凹凸式、榫槽式和梯形槽式四种密封面形式。
其中光滑式和凹凸式最为普遍。
松套法兰：松套xx：也叫活套xx或活动xx。
分为平焊松套法兰、对焊松套法兰、卷边松套法兰。
这种法兰接口，就是利用钢环或管口卷边把法兰套在管端上，因此法兰可以在管端上活动，故称松套xx。
1、平焊松套xx：密封面一般有光滑式和榫槽式。
其公称压力常用的有0.6MPa、1.0 MPa、1.6MPa和2.5MPa四种。
主要用于不锈钢管道、铜及铜合金管道、铝及铝合金管道以及塑料管道等。
2、对焊松套xx：其密封面一般为凹凸式，用于公称压力较高的场合。
垫片基础知识
垫片基础知识一、基本概念1.垫片密封原理：垫片密封是靠外力压紧密封垫片，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，从材料的微观结构看，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结构。
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)：两连接表面（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，否则也不行。
回弹力取决于垫片本身的材质和结构及使用条件（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，因而可用于补偿分离或松弛的余地也就愈大，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 20592～20635-2009）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 20606-2009 钢制管法兰用非金属平垫片（PN系列）；2、 HG/T 20607-2009 钢制管法兰用聚四氟乙烯包覆垫片（PN系列）；3、HG/T 20609-2009 钢制管法兰用金属包覆垫片（PN系列）；4、HG/T 20610-2009 钢制管法兰用缠绕式垫片（PN系列）；5、 HG/T 20611-2009 钢制管法兰具有覆盖层的齿形组合垫（PN系列）；6、HG/T 20612-2009 钢制管法兰非金属环形垫（PN系列）。
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。
法兰密封面和垫片的介绍及作用
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。
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。
《法兰基础知识》课件
磨损和加工余量。
热处理工艺
热处理工艺简介
热处理种类
热处理工艺是通过加热、保温和冷却等手 段改变金属材料的内部组织结构，以达到 改善其机械性能的目的。
根据热处理目的不同，可分为退火、正火 、淬火和回火等。
热处理设备
热处理质量控制
常用的热处理设备包括电炉、盐浴炉、燃 气炉等。
04 法兰的工艺流程
铸造工艺
01
02
03
04
铸造工艺简介
铸造工艺是一种将金属熔化后 倒入模具中，待冷却凝固后取
出铸件的过程。
铸造方法分类
根据铸造时金属的熔化温度， 铸造方法可分为砂型铸造、金
属型铸造、压力铸造等。
铸造材料选择
根据使用要求和工作环境，选 择合适的铸造材料，如铸铁、
铸钢、铝合金等。
铸造缺陷预防
在火电领域，法兰被用于锅炉、汽轮机和烟囱等设备的管 道连接；在核电领域，由于其特殊的密封要求，法兰在反 应堆和辅助设备的连接中发挥着重要作用；在风电领域， 法兰用于风力发电机叶片和塔筒之间的连接。
医药行业
01
医药行业对产品的质量和安全性 要求极高，因此对管道连接的要 求也十分严格。
02
法兰在医药行业中主要用于制药 设备、医疗器械和洁净车间的管 道连接，其密封性能和卫生要求 必须符合相关标准和规定。
常用的无损检测方法包括超声检测、射线检测、涡流检测 等。
无损检测质量控制
为保证无损检测质量，应遵循相关标准和规范，严格控制 检测过程和结果分析。
05 法兰的质量控制
外观质量检查
总结词
对法兰的外观进行细致的检查，确保其表面无裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
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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。
碳钢 304 304L 316 316L 321
20# 0Cr18Ni9 00Cr17Ni10 0Cr18Ni12Mo2Ti 00Cr17Ni14Mo2 0Cr18Ni9Ti
第二章
垫片
1、垫片的结构形式
工业上使用的平垫片一般由密封元件及内、外加强环组成， 密封元件或称垫片本体是阻止泄漏的关键部分。其常用的 材料有非金属材料，如柔性石墨、聚四氟乙烯、纤维增强 橡胶基复合板等。此外，密封元件材料也可以是刚性或柔 性的金属，通常用于压力和温度较高的场合。对于非金属 材料的密封元件，通常插入金属材料予以增强，同时也方 便了如石墨等易破碎材料密封元件的制造加工。增强材料 可以是金属薄板或丝网,金属薄板常常采用冲刺孔的方式 以提高增强效果和增加弹性，并通过粘结剂和辊压将它们 贴合在一起。密封元件也可以可设一表面层或抗粘结处理 层来增加密封效果和防止法兰密封面粘结。
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
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）
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。
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 聚四氟乙烯包覆垫片
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
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。
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。
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。
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。
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。
2、法兰的结构形式
对焊法兰又称高颈法兰，它与其他法兰不同之处 在于从法兰与管子焊接处到法兰盘有一段长而倾 斜的高颈，此段高颈的壁厚沿高度方向逐渐过渡 到管壁厚度，改善了应力的不连续性，因而增加 了法兰强度。对焊法兰主要用于工况比较苛刻的 场合，如管道热膨胀或其他载荷而使法兰处受的 应力较大，或应力变化反复的场合；压力、温度 大幅度波动的管道和高温、高压及零下低温的管 道。
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Leabharlann 槽面TGT G RJ
环连接面
3、法兰的密封面形式
3、法兰的密封面形式
全平面（FF）：全平面密封适合于压力较小的场 合（PN≤1.6MPa）；
3、法兰的密封面形式
平面密封面主要用于宽面法兰及低压管道系统中， 与相配密封垫片接触面分布于法兰螺栓中心圆的 内外两侧。对应的垫片材质多为石棉橡胶等非金 属软质材料，垫片预紧比压较低，无论是平焊法 兰还是对焊法兰或者是承插法兰都有用到。
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。
2、法兰的结构形式
整体法兰系指泵、阀、机等机械设备与管道连接 的进出口法兰，通常和这些管道设备制成一体， 作为设备的一部分。
按法兰结构及其管子的连接方式分为： 整体法兰 螺纹法兰 对焊法兰 平焊法兰 松套法兰 法兰盖等
2、法兰的结构形式
螺纹法兰是将法兰的内孔加工成管螺纹，并和带 螺纹的管子配合实现连接，是一种非焊接法兰。 与焊接法兰相比，它具有安装、维修方便的特点， 可在一些现场不允许焊接的场合使用。但在管道 温度变化急剧或温度高于20℃低于-45℃的条件 下，建议不使用螺纹法兰，以免发生泄漏。
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。
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