法蘭墊片螺栓講義.ppt

法蘭墊片,管法蘭及其墊片、緊固件統(tǒng)稱為法蘭接頭。法蘭接頭是工程設(shè)計中使用極為普遍、涉及面非常廣泛的一種零部件，是配管設(shè)計、管件閥門中必不可少的零件，而且也是設(shè)備、設(shè)備零部件(如人孔、視鏡、液面計等)中必備的構(gòu)件,提綱,法蘭連接的密封原理現(xiàn)行法蘭執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)法蘭材料法蘭的主要分類（常用）法蘭密封面形式法蘭的選用依據(jù)墊片的選用標(biāo)準(zhǔn)、類型、結(jié)構(gòu)形式、密封機(jī)理及相關(guān)規(guī)定螺栓螺母法蘭拆卸的要求,法蘭連接的密封原理：,法蘭在螺栓預(yù)緊力的作用下，把處于法蘭壓緊面之間的墊圈壓緊，當(dāng)墊片單位面積上所受的壓緊力達(dá)到某一值時，借助于墊圈的變形，把法蘭密封表面上的凹凸不平坑填滿，這樣就為阻止介質(zhì)泄漏形成了初始密封條件。,現(xiàn)行法蘭執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn),SH/T3406-2013石油化工鋼制管法蘭JB/T47004703壓力容器法蘭HG2061520623鋼制管法蘭、墊片、緊固件固容規(guī)中規(guī)定：鋼制壓力容器管法蘭、墊片、緊固件的設(shè)計應(yīng)當(dāng)參照HG2061520623。,法蘭材料,1.鋼板：,2.鍛件：,HG2059220635規(guī)定：有下列情況之一者，應(yīng)符合III及III級以上鍛件的要求：公稱壓力10MPa；公稱壓力4MPa的鉻鉬鋼鍛件；公稱壓力1.6MPa且工作溫度-20的鐵素體鋼鍛件；帶頸法蘭應(yīng)采用鍛件或鑄鋼件，不得采用鋼板、拼焊、或卷板等工藝制作；法蘭蓋等板式環(huán)形法蘭可以采用鋼板制作。,HG20581-2011中規(guī)定,法蘭的主要分類（常用）,整體法蘭：全平面、突面、凹凸面、榫槽、環(huán)形連接面；帶頸平焊法蘭：全平面、突面、凹凸面、榫槽面；承插法蘭：突面、凹凸面、榫槽面；帶頸對焊法蘭：平面、突面、凹凸面、榫槽、環(huán)形連接面；螺紋法蘭：突面、全平面；板式平面法蘭：突面、全平面；對焊環(huán)松套法蘭：突面；平焊環(huán)松套法蘭：突面、凹凸面、榫槽面；法蘭蓋：平面、突面、凹凸面、榫槽、環(huán)形連接面,帶頸平焊法蘭（壓力低）；帶頸對焊法蘭、整體法蘭（一般與閥門等焊接為一整體）；環(huán)松套法蘭（壓力低，腐蝕性強(qiáng)）；,法蘭密封面形式,全平面：FF突面：RF凹凸面：FM/M榫槽面：T/G環(huán)連接面：RJ前三者密封面有自然形成的水紋線，表面粗糙度3.26.3；榫槽面表面粗糙度0.83.2；環(huán)連接面表面粗糙度0.41.6。,（1）突面密封面：密封表面是一個突出的平滑平面，這種密封面結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，使螺栓上緊后，墊圈材料容易向兩側(cè)伸展，不易壓緊，用于所需壓緊力不高且介質(zhì)無毒的場合。,凹凸型密封面：它是由一個凸面和一個凹面所組成的，在凹面上放置墊圈，壓緊時由于凹面的外側(cè)擋臺，墊圈不會被擠出來。,榫槽型密封面：是由一個榫和一個槽組成，墊圈放在槽內(nèi)，這種密封面規(guī)定不用金屬軟墊圈，可采用纏繞式或金屬包墊圈，墊圈寬度1625mm，容易獲得良好密封效果，廣泛用于易燃易爆有毒介質(zhì)，密封面凸面容易損壞，運(yùn)輸拆裝都應(yīng)注意。,法蘭的選用依據(jù),固容規(guī)中規(guī)定：盛裝液化石油氣、毒性危害程度為極度或高度危害截止以及滲透性中毒危害截止的壓力容器，其管法蘭應(yīng)當(dāng)按照HG2061520623系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，并且選用帶頸對焊法蘭、帶加強(qiáng)環(huán)的金屬纏繞墊片和專用級高強(qiáng)度螺柱組合。法蘭的選用依據(jù)：輸送介質(zhì)的性質(zhì)：一般介質(zhì),特殊介質(zhì),有毒害介質(zhì),易燃易爆介質(zhì)。介質(zhì)的參數(shù)：工作壓力，工作溫度。在介質(zhì)確定的情況下，根據(jù)介質(zhì)的工作溫度和工作壓力確定出法蘭的公稱壓力PN.使用場所：連接條件確定法蘭與管子的連接方式和密封面形式。根據(jù)連接對象確定法蘭規(guī)格。,HG20583-2011中規(guī)定：,墊片的選型標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)口設(shè)備：ASME標(biāo)準(zhǔn)ANSI標(biāo)準(zhǔn)BS標(biāo)準(zhǔn)DIN標(biāo)準(zhǔn)JIS標(biāo)準(zhǔn)電力行業(yè)：中國國家GB化工行業(yè)：HG標(biāo)準(zhǔn)（歐洲體系、美洲體系）石油化工企業(yè)：SH標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械行業(yè)：JBT標(biāo)準(zhǔn)冶金行業(yè)：中國國家標(biāo)準(zhǔn)GBJBT標(biāo)準(zhǔn)HG標(biāo)準(zhǔn)市政建設(shè)：中國國家標(biāo)準(zhǔn)GBJBT標(biāo)準(zhǔn),墊片的類型,墊片的結(jié)構(gòu)型式,內(nèi)環(huán)作用防止密封元件本體因剛性不足向內(nèi)彎曲；填補(bǔ)密封件與法蘭之間的空隙，避免此空隙干擾流體的流動；避免流體對墊片的沖蝕。外環(huán)作用：安裝對中；防止密封元件過分壓縮而損壞；防止墊片吹出。,墊片的材質(zhì)和形式,根據(jù)介質(zhì)的溫度、壓力、腐蝕性能確定墊片材質(zhì)，明確墊片型號，非金屬軟墊片的標(biāo)識.石墨墊：通常選用在高溫容器等法蘭上，如蒸汽線法蘭等。石棉墊：按顏色分：紅色為普通低壓石棉墊；綠色為耐油石棉墊；黑色為高壓石棉墊。通常選用在流體介質(zhì)腐蝕性不強(qiáng)等容器或管線法蘭上，如：水、冷卻水、脫鹽水等。聚四氟墊片、四氟夾墊片：通常選用在流體介質(zhì)較強(qiáng)的容器或管線法蘭上，如：酸線、堿線、醛及醇介質(zhì)等。,墊片密封機(jī)理,1墊片密封機(jī)理泄漏的根本原因是由于接觸面上存在間隙，而接觸面兩側(cè)的壓力差、濃度差則是泄漏的推動力。受加工精度及密封面形式等因素影響，密封面上存在間隙在所難免，這就造成密封面不完全吻合，從而發(fā)生泄漏。要減少泄漏，就必須使接觸面最大程度的嵌合，即減小泄漏通道的截面積，使泄漏阻力大于推動力。,泄漏形式,HG20583-2011中規(guī)定：,螺栓與螺母,選用螺栓、螺母時注意事項標(biāo)準(zhǔn)螺栓長度一樣，公稱直徑一樣，壓力等級一樣；標(biāo)準(zhǔn)螺母長度一樣，公稱直徑一樣，壓力等級一樣。螺栓、螺母高低壓嚴(yán)禁混用。螺栓種類單頭螺栓（六角頭、圓頭、方頭、沉頭）雙頭螺栓（U形、細(xì)腰、全螺紋）地腳、帶孔螺栓、膨脹螺栓、化學(xué)螺栓等。,螺栓、螺母用材料（GB150.2）,HG2059220635規(guī)定：,全螺紋螺柱的毛坯應(yīng)按批進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，II型六角螺母應(yīng)按批進(jìn)行硬度試驗(yàn)。,HG20283-2011規(guī)定：,HG20581-2011中規(guī)定,法蘭拆卸與緊固：,拆卸法蘭時，應(yīng)注意不能面部直接面對法蘭，先拆遠(yuǎn)端或下部螺栓，以免容器或管線憋壓噴濺到臉上或身上，造成不必要的傷害。,這樣操作有何風(fēng)險？,法蘭拆卸與緊固：,拆卸低管線法蘭時，應(yīng)準(zhǔn)備好容器，接好容器或管線中的物料。拆卸法蘭時，應(yīng)選用同等型號的梅花搬手，一般不提倡用活搬手及插搬手。（活搬手及插搬手用力過大時，易造成螺母邊角圓化）拆卸法蘭時，應(yīng)避免用力過大，造成工具折斷，螺栓折斷，而使作業(yè)人員發(fā)生磕碰傷。緊固法蘭時，應(yīng)選用壓力等級、密封面大小適合，與介質(zhì)相符合的墊片。,法蘭拆卸與緊固：,緊固法蘭時，先插入三條螺栓，待墊片放入后，使墊片與法蘭密封面吻合后，再緊固螺栓，找正墊片可用螺絲刀子或鋼鋸條等，緊固螺栓時，應(yīng)注意要對角線用力，以免法蘭受力不均，而造成法蘭漏料或墊片呲開，要使螺栓和法蘭面受力均勻。緊固螺栓法蘭時，要做到：法蘭兩側(cè)螺栓長度基本一致。,法蘭拆卸與緊固：,說說緊固順序,安裝前的檢查工作,1.墊片的檢查：墊片的材質(zhì)、型式、尺寸是否符合要求。墊片表面不允許有機(jī)械損傷、頸項刻痕、嚴(yán)重銹蝕、內(nèi)外邊緣破損等缺陷。選用的墊片應(yīng)與法蘭密封面型式相適應(yīng)。2.螺栓、螺母的檢查螺栓及螺母的材質(zhì)、型式、尺寸是否符合要求。螺母在螺栓上轉(zhuǎn)動應(yīng)靈活，但不應(yīng)晃動。螺栓及螺母不允許有斑疤、毛刺。螺紋不允許有斷缺現(xiàn)象。螺栓不應(yīng)有彎曲現(xiàn)象。3.法蘭的檢查檢查法蘭的型式是否符合要求，密封面是否光潔，有無機(jī)械損傷、刨車車印、頸向刻痕、嚴(yán)重銹蝕、焊疤、油焦殘跡等缺陷，如不能修整時應(yīng)研究具體處理辦法。,管線及法蘭安裝質(zhì)量的檢查,（1）偏口管線不垂直，不同心；法蘭不平行。如下圖：兩法蘭間允許的偏斜值如下：使用非金屬墊片時，應(yīng)小于2mm；使用半金屬墊片、橢圓墊、八角墊及與設(shè)備連接的法蘭，應(yīng)小于1mm,（2）錯口管線和法蘭垂直，單補(bǔ)同,如圖：在螺栓孔直徑及螺栓直徑符合標(biāo)準(zhǔn)的情況下，以不用其他工具將螺栓自由地穿入螺栓孔，即認(rèn)為合格。,（3）張口法蘭間隙過大,如圖：兩法蘭間允許的張口值如下，管法蘭的張口應(yīng)小于3mm；與設(shè)備連接的法蘭，應(yīng)小于2mm.,泄漏主要因素,1）介質(zhì)的物理性質(zhì)粘度；2）工況影響，包括壓力、溫度等；3）法蘭表面粗糙度的影響；4）墊片壓緊力的影響；5）墊片尺寸的影響，厚度、寬度。墊片厚度不同，建立初始密封的條件也不同，墊片表面呈三向受壓的應(yīng)力狀態(tài)，材料的變形抗力較大，墊片中部變形抗力相對較小。在同樣的預(yù)緊載荷下，墊片中部較表面更易產(chǎn)生塑性變形，此時建立初始密封也越困難，故當(dāng)墊片厚度達(dá)到一定數(shù)值