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1、法蘭聯(lián)接一、法蘭聯(lián)接結(jié)構與密封原理一、法蘭聯(lián)接結(jié)構與密封原理二、法蘭的分類二、法蘭的分類三、影響法蘭密封的因素四、墊片一、法蘭聯(lián)接結(jié)構與密封原理一、法蘭聯(lián)接結(jié)構與密封原理o法蘭聯(lián)接結(jié)構是一個組合件，是由一對法蘭，若干螺栓、螺母和一個墊片所組成。下圖中的（a）是管子法蘭聯(lián)接整體結(jié)構裝配圖，圖(b)為設備法蘭的剖面圖。在實際應用中，壓力容器由于聯(lián)接件或被聯(lián)接件的強度破壞所引起法蘭密封失效是很少見的，較多的是因為密封不好而泄漏。故法蘭聯(lián)接的設計中法蘭聯(lián)接的設計中主要解決的問題是防止介質(zhì)泄漏主要解決的問題是防止介質(zhì)泄漏。法蘭密封的原理o法蘭在螺栓預緊力的作用下，把處于密封面之間的墊片壓緊。施加于單位面

2、積上的壓力（壓緊應力）必須達到一定的數(shù)值才能使墊片變形而被壓實，密封面上由機械加工形成的微隙被填滿，形成初始密封條件。所需的這個壓緊應力叫墊片密封比壓力，以y表示，單位為MPa。密封比壓力主要決定于墊片材質(zhì)。顯然，當墊片材質(zhì)確定后，墊片越寬，為保證應有的比壓力，墊片所需的預緊力就越大，從而螺栓和法蘭的尺寸也要求越大，所以法蘭聯(lián)接中墊片不應過寬，更不應該把整個法蘭面都鋪滿墊片。當設備或管道在工作狀態(tài)時，介質(zhì)內(nèi)壓形成的軸向力使螺栓被拉伸，法蘭密封面沿著彼此分離的方向移動，降低了密封面與墊片之間的壓緊應力。如果墊片具有足夠的回彈能力，使壓縮變形的回復能補償螺栓和密封面的變形，而使預緊密封比壓值至少降

3、到不小于某一值(這個比壓值稱為工作密封比壓)，則法蘭密封面之間能夠保持良好的密封狀態(tài)。反之，墊片的回彈力不足，預緊密封比壓下降到工作密封比壓以下，甚至密封處重新出現(xiàn)縫隙，則此密封失效。因此，為了實現(xiàn)法蘭聯(lián)接處的密封，必須使密封組合件各部分的變形與操作條件下的密封條件相適應，即使密封元件在操作壓力作用下，仍然保持一定的殘余壓緊力。為此，螺栓和法蘭都必須具有足夠大的強度和剛度，使螺栓在容器內(nèi)壓形成的軸向力作用下不發(fā)生過大的變形。二、法蘭的分類二、法蘭的分類法蘭的分類o按密封面的形式分o突面（突面（RF）表面是一個光滑的平面，也可車制密紋水線。密封面結(jié)構表面是一個光滑的平面，也可車制密紋水線。密封面

4、結(jié)構簡單，加工方便，且便于進行防腐襯里。但是，這種密封面墊片接觸簡單，加工方便，且便于進行防腐襯里。但是，這種密封面墊片接觸面積較大，預緊時墊片容易往兩邊擠，不易壓緊。面積較大，預緊時墊片容易往兩邊擠，不易壓緊。o 凹凸面（凹凸面（MFM）密封面是由一個凸面和一個凹面相配合組成，在凹密封面是由一個凸面和一個凹面相配合組成，在凹面上放置墊片，能夠防止墊片被擠出，故可適用于壓力較高的場合。面上放置墊片，能夠防止墊片被擠出，故可適用于壓力較高的場合。o榫槽面榫槽面(TG)密封面是由榫和槽所組成的，墊片置于槽中，不會被擠動。密封面是由榫和槽所組成的，墊片置于槽中，不會被擠動。墊片可以較窄，因而壓緊墊片

5、所需的螺栓力也就相應較小。即使用于墊片可以較窄，因而壓緊墊片所需的螺栓力也就相應較小。即使用于壓力較高之處，螺栓尺寸也不致過大。因而，它比以上兩種密封面均壓力較高之處，螺栓尺寸也不致過大。因而，它比以上兩種密封面均易獲得良好的密封效果。密封面的缺點是結(jié)構與制造比較復雜，更換易獲得良好的密封效果。密封面的缺點是結(jié)構與制造比較復雜，更換擠在槽中的墊片比較困難。此外，榫面部分容易損壞，在拆裝或運輸擠在槽中的墊片比較困難。此外，榫面部分容易損壞，在拆裝或運輸過程中應加以注意。榫槽密封面適于易燃、易爆、有毒的介質(zhì)以及較過程中應加以注意。榫槽密封面適于易燃、易爆、有毒的介質(zhì)以及較高壓力的場合。當壓力不大時

6、，即使直徑較大，也能很好地密封。高壓力的場合。當壓力不大時，即使直徑較大，也能很好地密封。全平面（全平面（FF）與環(huán)連接面（與環(huán)連接面（RJ）全平面密封適合于壓力較小的場合全平面密封適合于壓力較小的場合（PN1.6MPa）；）；環(huán)連接面主要用在帶頸對焊法蘭與整體法蘭上，適用壓力范圍為環(huán)連接面主要用在帶頸對焊法蘭與整體法蘭上，適用壓力范圍為（6.3MPaPN25.0MPa）。）。（一）整體法蘭o平焊法蘭（圖(a)、(b)）法蘭盤焊接在設備筒體或管道上，制造容易，應用廣泛，但剛性較差。法蘭受力后，法蘭盤的矩形截面發(fā)生微小轉(zhuǎn)動，見下圖，與法蘭相聯(lián)的筒壁或管壁隨著發(fā)生彎曲變形。于是在法蘭附近筒壁的截面

7、上，將產(chǎn)生附加的彎曲應力。所以平焊法蘭適用的壓力范圍較低（PN4.0MPa）。對焊法蘭（圖(c)）對焊法蘭又稱高頸法蘭或長頸法蘭。頸的存在提高了法蘭的剛性，同時由于頸的根部厚度比筒體厚，所以降低了根部的彎曲應力。此外，法蘭與筒體（或管壁）的聯(lián)接是對接焊縫，比平焊法蘭的角焊縫強度好，故對焊法蘭適用于壓力、溫度較高或設備直徑較大的場合。（二）松式法蘭oo松式法蘭的特點是法蘭未能有效地與容器或管道連接成一整體，不具有整體式連接的同等強度，如上圖所示。由于法蘭盤可以采用與設備或管道不同的材料制造，因此這種法蘭適用于銅制、鋁制、陶瓷、石墨及其非金屬材料的設備或管道上。另外，這種法蘭受力后不會對筒體或管道

8、產(chǎn)生附加的彎曲應力，這也是它的一個優(yōu)點，但一般只適用于壓力較低的場合。（三）任意式法蘭oo任意式法蘭其整體性介于整體法蘭和松式法蘭之間，包括未焊透的焊接法蘭。o按形狀：o圓形法蘭是最常見的，方形法蘭有利于把管子排列緊湊，橢圓形法蘭通常用于閥門和小直徑的高壓管子上。三影響法蘭密封的因素o影響法蘭密封的因素是多方面的。主要有：螺栓預緊力；密封面型式；墊片性能；法蘭剛度；操作條件。o螺栓預緊力o螺栓預緊力是影響密封的一個重要因素。預緊力必須使墊片壓緊并實現(xiàn)初始密封條件。同時，預緊力也不能過大，否則將會使墊片被壓壞或擠出。由于預緊力是通過法蘭密封面?zhèn)鬟f給墊片的，要達到良好的密封，必須使預緊力均勻地作用

9、于墊片。因此，當密封所需要的預緊力一定時，采取增加螺栓個數(shù)、減小螺栓直徑的辦法對密封是有利的。o密封面o法蘭聯(lián)接的密封性能與密封面型式有直接關系，所以要合理選擇密封面的形狀。法蘭密封面型式的選擇，主要考慮壓力、溫度、介質(zhì)。壓力容器和管道中常用的法蘭密封面型式和特點見法蘭密封面對比表所示。法蘭標記與標記法蘭標記與標記o美洲法蘭體系：美國ANSIB16.5鋼制管法蘭及法蘭管件oa、公稱壓力：150psi（2.0Mpa），300psi（5.0Mpa），400psi（6.8Mpa），600psi（10.0Mpa），900psi（15.0Mpa），1500psi（25.0Mpa），2500psi（42.

10、0Mpa），ob、公算通徑：64000mmo國家標準標記：法蘭應按公稱通徑、公稱壓力、密封面形式代號、配用的鋼管系列代號（配用米制管代號為“系列2”，配用英制管不標記）和標準編號進行標記。o1）公稱壓力：0.25Mpa42.0Mpaoa、系列1：PN1.0,PN1.6,PN2.0,PN5.0,PN10.0,PN15.0,PN25.0,PN42（主系列）ob、系列2：PN0.25,PN0.6,PN2.5,PN4.0o標記示例：公稱通徑80mm、公稱壓力4.0MPa（25bar）的凸面對焊鋼制管法蘭（配用米制管）o法蘭DN80PN40M（系列2）GB/T9115.22000o公稱通徑100mm、公

11、稱壓力5.0MPa（25bar）的突面帶頸平焊鋼制管法蘭（配用英制管）o法蘭DN100PN50RFGB/T9116.12000oA1052150LB四、墊片o密封可分為靜密封和動密封兩大類。靜密封主要有墊密封、密封膠密封和直接接觸密封三大類。根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中低壓靜密封和高壓靜密封。中低壓靜密封常用材質(zhì)較軟寬度較寬的墊密封，高壓靜密封則用材質(zhì)較硬接觸寬度很窄的金屬墊片。靜密封主要是應用各種熱誠片，將其夾在壓力容器或管子法蘭原則問題，或機械零件的結(jié)合面間，用螺栓、螺母把緊，以防止流體泄漏的零件。非金屬墊片o1、紙墊和軟木墊o紙質(zhì)墊片有油紙板和硬紙板，適用于常壓，溫度在100以內(nèi)，多用

12、于潤滑油箱等常溫常壓的部位，用小的堅固力就能達到密封的目的。o軟木墊片的特證是變形后有恢復的能力，用小的堅固力就可以達到密封的目的，用于粗糙的表面和平行度較差的情況。o2、橡膠墊o分為天然橡膠、合成橡膠、硅橡膠材料，應用比較廣泛，適用于石油、天然氣、酸和堿等，由于受材料的限制，不能用于高溫高壓的部位。o3、石棉墊o石棉墊是在石棉纖維中混合天然橡膠或合成橡膠作粘結(jié)劑，用加熱輥軋加硫制成。o它即保持石棉的耐熱性、柔軟性，還增加了彈性，可用于水處理、蒸汽、空氣、天然氣、酸和油等，最高使用溫度為500,jbymawtdflto50MPa,o4、聚四氟乙烯o它具有耐熱耐寒、而天候、耐化學藥品等優(yōu)點，使用

13、溫度計-150200之間，在高溫時它有滑移現(xiàn)象，不能用在高溫場合。半金屬墊片o1、包復墊片包復墊片是在軟的石棉板、聚四氟乙烯等外面包一層軟鋼、銅、不銹鋼、鈦鎳等薄金屬板（0.2mm0.3mm）總厚3mm。o2、纏繞墊片將V型的不銹鋼帶和石棉紙重疊起來卷緊，適用于高溫、高壓、條件急劇變化的場合。金屬墊片o1、平墊用軟鋼（10#、20#）、純鐵、銅、鋁鉛等金屬板加工而成，用于高溫、高壓的閥中法蘭、往復壓縮機、泵、等部位。o2、鋸齒形（波形）墊片是為了提高密封性能，在金屬表面加工出很多的同心園，使有效接觸面積減小。o3、環(huán)形墊片環(huán)形墊片的截面是橢圓形或八角形，廣泛的應用在高溫高壓的蒸汽、混合氣、高壓

14、反應器等部位，特點是可以重復利用。O型密封圈oO型密封圈簡稱O型圈，開始出現(xiàn)在19世紀中葉，當時用它作蒸汽機汽缸的密封元件。O型橡膠密封圈有如下的優(yōu)點：o1、密封部位結(jié)構簡單，安裝部位緊湊，重量較輕；o2、有自密封作用，往往只用一個密封件便能完成密封；o3、密封性能較好，用作靜密封時幾乎可以做到?jīng)]有泄漏；o4、運動摩擦阻力很小，對于壓力交變的場合也能適應；o5、尺寸和溝槽已標準化，成本低，便于使用和外購。部分墊片圖例潤滑基礎o一、潤滑o二、潤滑油指標o三、潤滑油管理的基本要求一、潤滑o1、什么叫潤滑？所謂的潤滑，是在具有相對運動的二個物體接觸表面間，加入第三種物質(zhì)（潤滑劑）將二個接觸面隔開，用

15、該物質(zhì)的內(nèi)部摩擦代替兩接觸物體之間的摩擦。o2、潤滑的作用是什么？潤滑的作用是減小摩擦磨損，提高機械零件的壽命，提高機械效率，還起到冷卻、沖洗、減振、防蝕的作用。一、潤滑o3、什么叫潤滑劑？潤滑劑就是能在相對運動的工作表面之間起減少摩擦系統(tǒng)，降低磨損的介質(zhì)。o4、潤滑劑有幾種類型？潤滑劑主要有潤滑油、潤滑脂和固體潤滑劑三種類型二、潤滑油指標o1、什么叫粘度？粘度就是潤滑劑流動時的內(nèi)摩擦力。粘性流體在流動時，流層間產(chǎn)生阻力，彼此相對運動的摩擦力的性質(zhì)叫粘性，粘性的大小用粘度來表示。即粘度就是表征潤滑劑分子間受外力作用產(chǎn)生相對運動發(fā)生內(nèi)摩擦阻力的大小。粘度分為運動粘度、動力粘度和條件粘度三種。動力

16、粘度表示液體在一定的切應力下流動時內(nèi)摩擦力的量度，單位是Pa.s。運動粘度是液體在重力作用下流動時的內(nèi)摩擦力的量度，單位是m2/s，它是液體動力粘度與同溫度下密度之比。條件粘度也叫相對粘度，采用短管粘度計測定，常用的有恩氏粘度、賽氏粘度和雷氏粘度。潤滑油指標o2、什么叫油性？相同的溫度、壓力、材料副、表面狀態(tài)下，不同潤滑劑在從屬表面上吸附能力是不同的，這種吸附能力稱為油性。o3、油性和粘度有什么區(qū)別？油性和粘度不是一個概念，粘度大，油性不一定大；油性大，粘度不一定大。油性表征油在金屬表面的吸附能力，粘度表征的是油內(nèi)部的摩擦力。潤滑油指標o4、什么是閃點？把油放在一定的容器中加熱，其蒸汽與空氣形

17、成的混合氣能與火焰接觸瞬間而發(fā)出閃火的最低溫度是閃點。o5、什么是酸值？酸值就是中和1g潤滑油中的酸性物質(zhì)所需的KOH的mg數(shù)，又稱中和值。o6、什么是水份？對潤滑油有什么危害？潤滑油中水份是指油中含水量的質(zhì)量百分比，油中的水主要來源于污染，水份能加速油的老化，使金屬腐蝕、產(chǎn)生泡沫，使供油中斷，工作不穩(wěn)定，也有可能使添加劑分解，產(chǎn)生分層和乳化。o7、什么是潤滑油的機械雜質(zhì)？機械雜質(zhì)是存在于潤滑油中不溶于汽油、乙醇和苯等溶劑的沉淀物或膠狀懸浮物。三、潤滑油管理的基本要求o1、什么是潤滑的“五定”？所謂的“五定”，這指定點、定質(zhì)、定量、定期、定人。定點：明確每臺設備的潤滑部位和潤滑點，保持清潔完整。定質(zhì)：按設備操作規(guī)定用油（脂），所用油（脂）必須檢驗合格，潤滑油具必須保持清潔。定量：每臺設備都有明確的額定用油量。定期：按油品牌號的技術要求，定期進行加換油。定人：明確對設備日常加換油的分工，確定專職潤滑管理人員。o2、什么是“三濾”？三濾的目的是除去油中的雜質(zhì)，保證油的質(zhì)量，三濾有二方面的含義：一是潤滑油從大桶到小要過濾；小桶到油壺要過濾，油壺到注油點要過濾。二是濾油到濾油機到濾油機出口到油箱。