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                    南昌市鋼一金屬材料有限公司法蘭、墊片及螺栓

                    2019-07-11 11:40:18

                    南昌市鋼一金屬材料有限公司


                    南昌市鋼一金屬材料有限公司法蘭、墊片及螺栓 


                    (一) 法蘭


                    法蘭是工藝管道上起連接作用的一種部件。這種連接形式的應用范圍非常廣泛,如管道與工藝設備連接,管道上法蘭閥門及附件的連接。采用法蘭連接既有安裝拆卸的靈活性,又有可靠的密封性。


                    法蘭標準化,國內目前尚未統一。早的是1958年原化工部頒發的管法蘭標準,是參考蘇聯五十年代標準制訂的;1959年原一機部又頒發過一套管法蘭標準;20世紀六十年代隨著我國石油工業的迅速發展,原石油部在1964年也頒發過一套管法蘭標準。這些法蘭標準有共性、也有各自的特殊性。原一機部和化工部的法蘭標準,平焊法蘭的內徑及對焊法蘭頸部的外徑,大部分是以管子的小外徑為基礎;原石油部法蘭標準則大部分是以管子大外徑為基礎。因此各種標準的法蘭,在一些局部尺寸上不盡相同。


                    工藝管道所輸送的介質,種類繁多,溫度和壓力也不同,因此對法蘭的強度和密封,提出了不同的要求。為了滿足工藝管道安裝工程的需要,出現了很多種結構和壓力不同的法蘭。以下對各種法蘭作簡要介紹:


                    1.平焊法蘭


                    焊鋼法蘭,是中低壓工藝管道常用的一種。這種法蘭與管子的固定形式,是將法蘭套在管端,焊接法蘭里口和外口,使法蘭固定,適用公稱壓力不超過2.5MPa。用于碳素鋼管道連接的平焊法蘭,一般用Q235A和20號鋼板制造;用于不銹耐酸鋼管道上的平焊法蘭,應用與管子材質相同的不銹耐酸鋼板制造。平焊鋼法蘭密封面,一般都為光滑式,密封面上加工有淺溝槽。通常稱為水線,如圖。


                    平焊鋼法蘭圖


                    平焊鋼法蘭的規格范圍如下:


                    公稱壓力PN0.25、0.6MPa的為DN10~2000mm;PN1.0~2.5MPa的為DN10~600mm。


                    2.對焊法蘭


                    對焊鋼法蘭,也稱高頸法蘭或大尾巴法蘭。它的強度大不易變形、密封性能較好,有多種形式的密封面,適用的壓力范圍很廣。


                    光滑面對焊法蘭,其公稱壓力為PN2.5MPa以下,規格范圍為DN10~2000mm,公稱壓力PN2.5MPa,規格范圍DN10~1000mm,公稱壓力PN4.0MPa,規格范圍DN10~600mm,如圖。


                    凹凸密封面對焊法蘭,由于凹凸密封面嚴密性強,承受的壓力大。每付法蘭的密封面,必須一個是凹面、另一個是凸面。常用公稱壓力范圍為PN1.6~4.0MPa,規格范圍為DN10~600mm,HJ60mm


                    凹凸密封面對焊鋼法蘭圖


                    榫槽密封面對焊法蘭,這種法蘭密封性能好,結構形式類似凹凸式密封面法蘭,也是一付法蘭必須兩個配套使用。公稱壓力范圍為PN1.6~4.0MPa,規格范圍為DN10~600mm;PN6.4~10MPa,規格范圍DN10~400mm,如圖。


                    榫槽面對焊法蘭圖


                    梯形槽密封面對焊法蘭,這種法蘭在石油工業管道比較常用,承受壓力大,常用公稱壓力為PN6.4、10.0MPa,規格范圍為DN10~400mm;PN16MPa,規格范圍為DN10~300mm。


                    梯形槽面對焊鋼法蘭圖


                    上述各種對焊法蘭,只是按其密封面的形式不同而加以區別。從安裝的角度來看,不論是那種形式的對焊法蘭,其連接方法是相同的,因而所耗用的人工,材料和機械臺班,基本上也是一致的。但由于密封面形式不同,法蘭的加工制造成本相差懸殊,因此,在編制概(預)算時要特別注意法蘭本身的價格。


                    3.松套鋼制管法蘭


                    這種法蘭與管子不直接焊在一起,而是以管口翻邊或焊環為密封接觸面,松套法蘭起緊固作用,多用于銅、鋁和鉛等有色金屬及不銹耐酸鋼管道上。其大的優點是由于法蘭可以自由活動,法蘭穿螺栓時非常方便。焊環松套鋼制管法蘭適用壓力PN0.6~2.50MPa,其規格范圍為DN10~600mm;壓力PN4.0MPa,規格范圍DN10~300mm,平焊環松套鋼制管法蘭只適用較低壓力,PN0.6~1.6MPa,其規格范圍DN10~600mm。管口翻邊活套法僅適用于PN06MPa及以下。焊環松套法蘭如圖


                    焊環松套鋼制管法蘭圖


                    4.螺紋法蘭


                    螺紋法蘭,是用帶螺紋的法蘭與管端螺紋相連接的法蘭,有高壓和低壓兩種。


                    低壓螺紋法蘭,包括鋼制和鑄鐵制造兩種,這種法蘭,在建國初期,焊接技術很差的情況下、曾被廣泛應用。隨著工業的發展、低壓螺紋法蘭已被平焊法蘭所代替,除特殊情況外,基本不采用。


                    高壓螺紋法蘭,被廣泛應用于現代工業管道的連接。密封由管端與透鏡墊圈形成,對螺紋和管端墊圈接觸面的精密度加工要求很高。這種法蘭的特點是法蘭與管內介質不接觸,安裝也比較方便。適用壓力PN22.0、PN32.0MPa,其規格范圍為DN6~250mm,如圖12-2-7。


                    高壓管線法蘭連接結構型式圖


                    5.法蘭蓋


                    法蘭蓋是與法蘭配套使用的部件,它和封頭一樣在管端起封閉作用。密封面有光滑式和凸凹式,其規格和適用壓力范圍與配套法蘭一致。


                    (二) 法蘭墊片 


                      泄漏是管法蘭失效的主要形式,它與密封結構型式、被連接件的剛度、密封件的性能、操作和安裝等許多因素有關。墊片是法蘭連接的主要密封件,因而正確選用墊片也是保證法蘭連接不泄漏的關鍵。法蘭墊片根據管道所輸送介質的腐蝕性、溫度、壓力及法蘭密封面的形式選用種類很多。管法蘭墊片有非金屬墊片,半金屬墊片和金屬墊片。


                    1.橡膠石棉墊


                    橡膠石棉墊是法蘭連接用量多的墊片、能適用于很多介質,如蒸汽、煤氣、空氣、鹽水、酸和堿等。橡膠石棉墊的厚度,各專業還不統一,通常用3mm厚。公稱直徑小于100mm的法蘭,其墊片厚度不超過2.5mm。


                    墊片的使用壓力,用于光滑密封面法蘭連接時,不超過2.5MPa。煉油工業常用的橡膠石棉墊有兩種,一種是耐油橡膠石棉墊,適用于溫度在200℃以下,公稱壓力在2.5MPa以下,輸送一般油品、液化烴、丙烷和丙酮等介質。高溫耐油橡膠石棉墊,使用溫度可達350~380℃。另一種是中壓橡膠石棉墊,可使用于200℃,PN2.5MPa以下的蒸汽、凝結水、水、空氣等介質。


                    2.橡膠墊


                    橡膠墊,是用橡膠板制作的墊片,它有一定的耐腐蝕性,常用于溫度在60℃以下,壓力不超過1.0MPa,輸送低壓水,酸和堿等介質的管道法蘭連接,這種墊片的特點是利用橡膠的彈性,達到較好的密封效果,因此也常用于鑄鐵法蘭閥門的安裝上。


                    3.纏繞式墊片


                    纏繞式墊片簡稱為纏繞墊,是用金屬鋼帶及非金屬填料帶纏繞而成。這種墊片具有制造簡單、價格低廉、材料能被充分利用、密封性能較好的優點,在石油化工工藝管道上被廣泛應用。適用的公稱壓力為4.0MPa以下,適用溫度范圍,08號鋼溫度可達450℃,0Cr13鋼帶制成的纏繞墊,使用溫度可達540℃。這種墊片多數用于光滑面法蘭連接,其密封面不用車水線。有的纏繞墊,還帶有定位環,是為了防止墊片偏離法蘭中心。墊片的厚度一般為4.5mm,直徑大于1000mm時,墊片厚度為6~7mm。定位環的厚度為3mm左右。金屬鋼帶材質有08號鋼、0Cr13鋼和1Cr18Ni9Ti鋼等;非金屬帶材質有特性石棉、柔性石墨、聚四氟乙烯等。


                    4.齒形墊


                    齒形墊是用各種金屬制造,材質有普通碳素鋼、低合金鋼和不銹耐酸鋼等,其厚度為3~5mm。它是利用同心圓的齒形密紋與法蘭密封面相接觸、構成多道密封,因此密封性能較好,常用于凹凸式密封面法蘭的連接。高公稱壓力可達16.0MPa,適用于工作溫度較高的部位,如0Cr13材質的齒形墊,其適用溫度可達530℃。


                    5.金屬墊圈


                    金屬墊圈的種類很多,按形狀劃分有金屬平墊圈,截面積為橢圓形、八角形金屬墊圈和透鏡式墊圈。按制造材質分有低碳鋼、不銹耐酸鋼、紫銅、鋁和鉛等。


                    金屬平墊圈,多用于光滑面平焊法蘭,承受的溫度和壓力較低。


                    橢圓形及八角形金屬墊圈,多用于梯形槽對焊法蘭,公稱壓力范圍為6.4~22.0MPa。這種墊圈雖然密封性好,但制造復雜,要求精度高。


                    透鏡墊,因其截面形狀似透鏡而得名,密封性能好、在石油化工生產中,各種高溫高壓管道的法蘭連接,廣泛使用此種墊圈,常用公稱壓力范圍為16.0~32.0MPa。


                    金屬墊圈的使用有條原則,即墊圈表面的硬度必須低于法蘭密封面的硬度。


                    墊片的選用應根據管道所輸送介質的溫度、壓力、腐蝕性和連接法蘭的密封形式來確定。專業性較強的墊片,如透鏡墊,適用于高壓法蘭連接。


                    (三) 法蘭用螺栓 


                    用于連接法蘭的螺栓,有單頭螺栓和雙頭螺栓兩種,其螺紋一般都是三角形公制粗螺紋。


                    1.單頭螺栓


                    單頭螺栓也稱六角頭螺栓,如圖12-2-8所示。單頭螺栓又分為半精制和精制兩種,在中低壓工藝管道上,使用多的是半精制單頭螺栓。


                    制造單頭螺栓常用的材質有Q235A、35號鋼和25Cr2MoVA等。常用于公稱壓力為2.5MPa以下的法蘭連接。適用溫度根據螺栓材質而定,如35號鋼制造的螺栓適用溫度可達350℃;25Cr2MoVA鋼制造的螺栓、適用溫度可達570℃。


                    單頭螺栓圖圖


                    等長雙頭螺栓圖


                    2.雙頭螺栓


                    工藝管道上所用的雙頭螺栓,多數采用等長雙頭精制螺栓,如圖12-2-9所示。適用于溫度和壓力較高的法蘭連接。材質有35號鋼、30CrMoA、35CrMoA、25Cr2MoVA、0Cr19Ni9、0Cr15Ni25Ti2MoAlVB和37SiMn2MoVA等,公稱壓力范圍為1.6~32.0MPa,適用溫度可達700℃。


                    3.螺母


                    螺母,統稱為六角螺母。分半精制和精制兩種。按螺母結構形式還可分為A型和B型兩種,如圖12-2-10所示。


                    半精制單頭螺栓多采用A型螺母;精制雙頭螺栓多采用B型螺母。螺母與螺栓要配套使用,但螺母制造材質的硬度不能超過螺栓材質的硬度。


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