压力容器法兰

石化工业的主要生产工具

压力容器是石油化工、电力、轻工等工业领域中使用最广泛的设备之一，由于工艺要求和设备内件安装、检修的需要，制造、运输的方便，压力容器常需要采用可拆卸的结构。法兰连接便是一个组合件，由一对法兰，数个螺栓、螺母和一个垫片组成。常见的管壳式热交换器、反应釜、塔器、过滤器等通常都设置有容器法兰。

形式

法兰连接的严密性与法兰压紧垫圈的密封面形式直接相关，常用的法兰密封面形式有以下三种。

（1）平面型密封面

平面法兰密封面是一个突出的光滑平面，具有结构简单、加工方便、且便于进行防腐衬里的优点。但由于这种密封面和垫片接触面积较大，螺栓上紧后，垫片易向外侧伸展而不易压紧，甚至被挤出密封面，因而密封性能较差。通常适用于压力不高、介质无毒的容器。

（2）凹凸型密封面

凹凸面密封面由一个凸平面和一个凹平面所组成。安装时易于对中，压紧时能有效地防止垫片被挤出密封面，密封性能比平面密封较好。

（3）榫槽型密封面

榫槽型密封面由一个榫面一个槽面相配而成，因此密封面更窄。垫圈放在槽内，压紧时既不会向外侧变形，也不会向内侧变形，密封效果最好。安装时易于对中，垫片受力均匀，密封可靠，适用于易燃、易爆和有毒介质的容器。但凸面部分易被碰坏，且施工难度大。由于垫片很窄，更换时也较为困难。

容器法兰的类型

压力容器法兰按其结构分为甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰，其中甲型、乙型平焊法兰都属于任意式法兰。

甲型平焊法兰直接与容器焊接，焊缝尺寸较小，不能保证法兰与容器同时受力。其密封面有平面型密封面和凹凸型密封面两种形式，适用于公称直径较小，公称压力也较小的压力容器。

乙型平焊法兰本身具有一段较厚的短节，从而使法兰具有较大的刚度，同时与容器筒体直接连接的不是法兰而是这个短节，可以使筒体免受因法兰在内压作用下变形带来的附加弯矩。乙型平焊法兰的密封面形式有平面型、凹凸型和榫槽型三种，适用于公称直径较大，公称压力也较大的压力容器。

长颈对焊法兰的短节和法兰盘本身是一个整体，消除了焊接时产生残余应变的可能，同时由于颈的根部厚度较大，大大增加了法兰整体的强度和刚度，其密封面形式也有平面型、凹凸型和榫槽型三种。相比于甲型、乙型平焊法兰，长颈对焊法兰的适用范围最大，可用于中、高压的压力容器。

密封垫片

密封垫片的作用是在螺栓压紧力的作用下，填充法兰盘密封面的凹凸不平处以阻止容器内介质外泄。压力容器法兰的密封垫片有非金属软垫片、缠绕式垫片和金属包覆垫片三种。

非金属软垫片使用的材料是厚度为3mm的耐油石棉橡胶板（使用温度 ≤ 200℃）和石棉橡胶板（使用温度 ≤ 250℃ ）。这类垫片可用于以上三种类型的法兰上，但不适用于榫槽型的密封面。

缠绕式垫片是用 0Cr13 或 0Cr18Ni9 或 08F 等 V 型和 W 型钢带与石棉、聚氯乙烯或柔性石墨等填充带相间缠卷而成。为了防止松动，金属带的始端和末端被焊死。这类垫片外径与非金属垫片相同，但宽度略窄，只能用于乙型平焊法兰和长颈对焊法兰。

金属包垫片以石棉胶板作为内芯，外包厚度为 0.2～0.5 mm 的薄金属板构成，金属材料可以是铝、铜及其合金，也可以是不锈钢或优质碳钢。该垫片也只能使用于乙型平焊法兰和长颈对焊法兰。

因素

影响法兰密封的因素很多，但概括来说有法兰连接构件的自身状况影响以及介质、温度等外界条件的影响。

（1）法兰密封面特征

法兰密封面的表面粗糙度应与所使用的垫片相适应，实际应用中表面粗糙度大些，对防止泄漏是有利的。

（2）法兰刚度

法兰刚度不够会引起法兰密封面轴向翘曲变形，造成垫片内、外侧受力不均，导致密封失效，可通过增加法兰厚度，增大法兰外径等方法改善。对于石油化工装置中输送易燃易爆或有毒介质的管道, 为保证密封的可靠性, 适当提高法兰的刚度是必要的。

（3）垫片密封性能

垫片材料应具有足够的强度，不至于被压坏或挤出，同时应具有足够的回弹能力，使垫片表面与法兰面紧密接触以保持良好的密封效果。

（4）操作条件

操作温度、压力和介质的物理化学性能会影响法兰连接的可靠性。在高温下, 介质对垫片的溶解和腐蚀作用加剧, 增加了泄漏的可能性。此外，高温还可能使螺栓、法兰和垫片产生高温蠕变和应力松弛。在不当的操作条件下进行施工很有可能导致装置出现问题，影响正常使用与安全生产。

产品信息

压力容器法兰按法兰环的连接情况划分为：整体法兰、活套法兰和任意式法兰。我国最常用的JB/T4701—4703标准压力容器法兰共有3种类型：甲型平焊法兰、乙型平焊法兰和长颈对焊法兰，其中甲型、乙型平焊法兰都属于任意式法兰。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，也是工程设计及使用过程中容易出现问题的关键部位。法兰接头设计是压力容器设计中的重要内容之一。在选用标准甲型法兰和计算非标甲型法兰时，设计人员选用材料不合理的现象比较严重，采用乙型平焊法兰甚至长颈对焊法兰代替甲型平焊法兰的情况也较多，造成不必要的浪费。因此，有必要针对常用甲型平焊法兰的选用和计算进行探讨。

参数

规　格：DN300~3000

产品备注：压力容器法兰应用行业：暖通电力楼宇供水压力容器配件，压力管道配件。

产品类别：法兰系列

应用行业：暖通电力楼宇供水压力容器配件，压力管道配件。

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