管道與閥門、管道與管道、管道與設備的連接,常采用法蘭連接。采用法蘭連接既有安裝拆卸的靈活性,又有可靠的密封性。法蘭連接是一種可拆卸的連接形式,它的應用范圍很廣。法蘭連接包括上下法蘭、墊片及螺栓螺母三部分。
(一)法蘭
法蘭按照其結構形式和壓力不同可分為以下幾種
1.平焊法蘭
平焊法蘭是中低壓工業(yè)管道最常用的一種。平焊法蘭與管子固定時,是將法蘭套在管端,焊接法蘭里口和外口,使法蘭固定。平焊法蘭適用于公稱壓力不超過2.50MPa。
2.對焊法蘭
對焊法蘭又稱為高頸法蘭。它的強度大,不易變形,密封性能較好。對焊法蘭分為以下幾種形式:
(1)光滑式對焊法蘭。光滑式對焊法蘭其公稱壓力為2.50MPa以下,規(guī)格范圍為DNl0~800mm。
(2)凹凸式密封面對焊法蘭。凹凸式密封面對焊法蘭由于凹凸密封面嚴密性強,承受壓力大,每副法蘭的密封面必需一個是凹面,另一個是凸面。常用公稱壓力范圍為4.00~16.0OMPa,規(guī)格范圍為DN15~400mm。
(3)榫槽密封面對焊法蘭。榫槽密封面對焊法蘭密封性能好,結構形式類似凹凸式密封面法蘭,該法蘭必須配套使用。公稱壓力為1.60~6.40MPa,常用規(guī)格范圍為DN15~400mm。
(4)梯形槽式密封面對焊法蘭。梯形槽式密封面對焊法蘭承受壓力大,常用公稱壓力為6.40、10.00、16.0OMPa,規(guī)格范圍為DN15~250mm。
上述各種形式的密封對焊法蘭,只是法蘭密封面的形式不同,而法蘭安裝的方法是一樣的。
3.管口翻邊活動法蘭
管口翻邊活動法蘭多用于銅、鋁等有色金屬及不銹鋼管道上,其優(yōu)點是由于法蘭可以自由活動,法蘭穿螺絲時非常方便,缺點是不能承受較大的壓力。適用于0.60MPa以下的管道連接,規(guī)格范圍為DN10~500mm。法蘭材料為Q235號鋼。
4.焊環(huán)活動法蘭
焊環(huán)活動法蘭多用于管壁比較厚的不銹鋼管法蘭的連接。法蘭的材料為Q235、Q255碳素鋼。它的連接方法是將與管子材質相同的焊環(huán)直接焊在管端,利用焊環(huán)作密封面,其密封面有光滑式和榫槽式兩種。
5.螺紋法蘭
螺紋法蘭是用螺紋與管端連接的法蘭,有高壓和低壓兩種。高壓螺紋法蘭被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)管道的連接。密封面由管端與透鏡墊圈形成,對螺紋和管端墊圈接觸面的加工要求精度很高。高壓螺紋的特點是法蘭與管內介質不接觸,安裝也比較方便;低壓螺紋法蘭現(xiàn)已逐步被平焊法蘭所代替。
(二)墊片
墊片是法蘭連接時起密封作用的材料。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,墊片種類很多。
1.橡膠石棉墊
橡膠石棉墊是法蘭連接用量最多的墊片,能適用于很多介質,如蒸汽、煤氣、空氣、鹽水、酸和堿等。
煉油工業(yè)常用的橡膠石棉墊有兩種,一種是耐油橡膠石棉墊,適用于輸送油、液化氣、丙烷和丙酮等介質。另一種是高溫耐油石棉橡膠墊,使用溫度可達350~380℃。
2.橡膠墊片
橡膠墊片有一定的耐腐蝕性。這種墊片的特點是利用橡膠的彈性,達到較好的密封效果,常用于輸送低壓水、酸和堿等介質的管道法蘭連接。
3.纏繞式墊片
纏繞式墊片是用金屬鋼帶和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(yōu)點。在石油化工工藝管道上被廣泛利用。
4.齒形墊片
齒形墊片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。齒形墊的材質有普通碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼等。
5.金屬墊片
金屬墊片,按形狀分為金屬平墊片、橢圓形墊片、八角形墊片和透鏡式墊片。按制造材質分為低碳鋼、不銹鋼、紫銅、鋁和鉛等。
6.塑料墊片
塑料墊片適用于輸送各種腐蝕性較強的管道的法蘭連接。常用的塑料墊片有聚氯乙烯墊片、聚四氟乙烯墊片和聚乙烯墊片等。
(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。
單頭螺栓分為半精制和精制兩種,常用的材質有Q235、25#鋼和25Cr2MoV鋼等。雙頭螺栓,多數(shù)采用等長雙頭精制螺栓,制造材質有35#、40#鋼和37SiMn2MoV等。螺母分為半精制和精制兩種,按螺母形式又分為a型和b型兩種,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。
(一)法蘭
法蘭按照其結構形式和壓力不同可分為以下幾種
1.平焊法蘭
平焊法蘭是中低壓工業(yè)管道最常用的一種。平焊法蘭與管子固定時,是將法蘭套在管端,焊接法蘭里口和外口,使法蘭固定。平焊法蘭適用于公稱壓力不超過2.50MPa。
2.對焊法蘭
對焊法蘭又稱為高頸法蘭。它的強度大,不易變形,密封性能較好。對焊法蘭分為以下幾種形式:
(1)光滑式對焊法蘭。光滑式對焊法蘭其公稱壓力為2.50MPa以下,規(guī)格范圍為DNl0~800mm。
(2)凹凸式密封面對焊法蘭。凹凸式密封面對焊法蘭由于凹凸密封面嚴密性強,承受壓力大,每副法蘭的密封面必需一個是凹面,另一個是凸面。常用公稱壓力范圍為4.00~16.0OMPa,規(guī)格范圍為DN15~400mm。
(3)榫槽密封面對焊法蘭。榫槽密封面對焊法蘭密封性能好,結構形式類似凹凸式密封面法蘭,該法蘭必須配套使用。公稱壓力為1.60~6.40MPa,常用規(guī)格范圍為DN15~400mm。
(4)梯形槽式密封面對焊法蘭。梯形槽式密封面對焊法蘭承受壓力大,常用公稱壓力為6.40、10.00、16.0OMPa,規(guī)格范圍為DN15~250mm。
上述各種形式的密封對焊法蘭,只是法蘭密封面的形式不同,而法蘭安裝的方法是一樣的。
3.管口翻邊活動法蘭
管口翻邊活動法蘭多用于銅、鋁等有色金屬及不銹鋼管道上,其優(yōu)點是由于法蘭可以自由活動,法蘭穿螺絲時非常方便,缺點是不能承受較大的壓力。適用于0.60MPa以下的管道連接,規(guī)格范圍為DN10~500mm。法蘭材料為Q235號鋼。
4.焊環(huán)活動法蘭
焊環(huán)活動法蘭多用于管壁比較厚的不銹鋼管法蘭的連接。法蘭的材料為Q235、Q255碳素鋼。它的連接方法是將與管子材質相同的焊環(huán)直接焊在管端,利用焊環(huán)作密封面,其密封面有光滑式和榫槽式兩種。
5.螺紋法蘭
螺紋法蘭是用螺紋與管端連接的法蘭,有高壓和低壓兩種。高壓螺紋法蘭被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)管道的連接。密封面由管端與透鏡墊圈形成,對螺紋和管端墊圈接觸面的加工要求精度很高。高壓螺紋的特點是法蘭與管內介質不接觸,安裝也比較方便;低壓螺紋法蘭現(xiàn)已逐步被平焊法蘭所代替。
(二)墊片
墊片是法蘭連接時起密封作用的材料。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,墊片種類很多。
1.橡膠石棉墊
橡膠石棉墊是法蘭連接用量最多的墊片,能適用于很多介質,如蒸汽、煤氣、空氣、鹽水、酸和堿等。
煉油工業(yè)常用的橡膠石棉墊有兩種,一種是耐油橡膠石棉墊,適用于輸送油、液化氣、丙烷和丙酮等介質。另一種是高溫耐油石棉橡膠墊,使用溫度可達350~380℃。
2.橡膠墊片
橡膠墊片有一定的耐腐蝕性。這種墊片的特點是利用橡膠的彈性,達到較好的密封效果,常用于輸送低壓水、酸和堿等介質的管道法蘭連接。
3.纏繞式墊片
纏繞式墊片是用金屬鋼帶和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(yōu)點。在石油化工工藝管道上被廣泛利用。
4.齒形墊片
齒形墊片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。齒形墊的材質有普通碳素鋼、低合金鋼和不銹鋼等。
5.金屬墊片
金屬墊片,按形狀分為金屬平墊片、橢圓形墊片、八角形墊片和透鏡式墊片。按制造材質分為低碳鋼、不銹鋼、紫銅、鋁和鉛等。
6.塑料墊片
塑料墊片適用于輸送各種腐蝕性較強的管道的法蘭連接。常用的塑料墊片有聚氯乙烯墊片、聚四氟乙烯墊片和聚乙烯墊片等。
(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。
單頭螺栓分為半精制和精制兩種,常用的材質有Q235、25#鋼和25Cr2MoV鋼等。雙頭螺栓,多數(shù)采用等長雙頭精制螺栓,制造材質有35#、40#鋼和37SiMn2MoV等。螺母分為半精制和精制兩種,按螺母形式又分為a型和b型兩種,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。