化工机械设备基础法兰连接.ppt

* 第九章 法兰连接 Flange 凸缘车轮或管道上突出的边、缘、肋条或环圈，用来增加物体强度、固定物体或使某一物体附着在另一物体上 A protruding rim, edge, rib, or collar, as on a wheel or a pipe shaft, used to strengthen an object, hold it in place, or attach it to another object. * 第一页，共四十二页。 一、概述 为了安全，可拆连接必须满足下列基本要求： (1) 足够的刚度。 连接件之间具有必须的密封压紧力，以保证在操作过程中介质不会泄漏； (2) 足够的强度。 不削弱整个结构的强度； (3) 耐腐蚀，在一定的温度范围内能正常工作，能迅速并多次地拆开和装配； (4) 成本低廉，适合于大批量地制造。 * 第二页，共四十二页。 法兰剖面图 密封面 * 第三页，共四十二页。 法兰盘 据统计,一座年产250万吨的炼油厂,法兰连接的数量达20万个以上 * 第四页，共四十二页。 压力容器法兰——筒体与封头、筒体与筒体或封头与管板之间连接的法兰 管法兰——管道与管道之间连接的法兰 二、法兰连接结构与密封原理 1——法兰； 2——垫片 3—— 螺栓、螺母 * 第五页，共四十二页。 平面型 凸凹面型 榫槽型 法兰连接型式 * 第六页，共四十二页。 法兰受力 螺栓作用给法兰的预紧力 垫圈作用力 轴向介质作用力 * 第七页，共四十二页。 高颈法兰中的应力 径向弯曲应力 环向弯曲应力 轴向弯曲应力 * 第八页，共四十二页。 渗透泄漏——流体通过垫片材料本体毛细管的泄漏。主要与垫片的结构和材质有关； 界面泄漏——流体沿着垫片与法兰接触面之间的泄漏，泄漏量大小主要与界面间隙尺寸有关。 法 兰 管 板 * 第九页，共四十二页。 1．密封垫片是整个法兰联接的基础。 2．增加与法兰盘联接处容器厚度，不但会减小法兰加给器壁的弯曲应力，面且增厚的器壁会增大法兰的刚度。 3．对法兰颈部主要作用的应力是弯曲应力，而弯曲应力的大小是与受弯构件的厚度平方成反比，所以决定法兰强度大小的关健尺寸是法兰盘的厚度。 4．法兰受力矩的大小与法兰栓孔中心圆和垫片中径之间的距离有关，此距离越小，法兰力矩越小。适当确定螺栓直径大小与数目 力学分析结论 * 第十页，共四十二页。 三、法兰的结构与分类 ???——法兰分类有多种方式：???按加工方式分、按产品材料材质分、按生产标准分、按连接方式分、按产品规格分类等。具体情况具体分类。 ——法兰材质有：20#、A105、Q235A、12Cr1MoV、16MnR、15CrMo、18-8、321、304、304L、316、316L等。 法 兰 盘 * 第十一页，共四十二页。 (1)窄面法兰 1、按接触面 (2)宽面法兰 * 第十二页，共四十二页。 2、按其整体性程度 (1)松式法兰 （2）整体法兰 (3)任意式法兰 锻、铸、全焊透的平焊法兰 活套法兰、螺纹法兰、搭接法兰 * 第十三页，共四十二页。 3．按法兰的形状 KF快卸法兰 板式平焊法兰(PL) 带颈平焊法兰(SO) * 第十四页，共四十二页。 四、影响法兰密封的因素 1．螺栓预紧力 主要有：螺栓预紧力；密封面型式；垫片性能；法兰刚度；操作条件。 ——预紧力不能过大，否则将会使垫片被压坏或挤出。 ——必须使预紧力均匀地作用于垫片。因此，当密封所需要的预紧力一定时，采取增加螺栓个数、减小螺栓直径的办法对密封是有利的。 * 第十五页，共四十二页。 2．压紧面(密封面) * 第十六页，共四十二页。 全平面密封面：常与平焊型式配合以适用于操作条件比较缓和的(PNg1.0)工况下；常用于铸铁法兰或与铸铁连接的钢法兰；?????凸台面密封面：是应用最广的一种型式，它常与对焊和承插焊型式配合使用，在美式法兰中，常用在PN2.0、PN5.0和部分PN10.0MPa压力等级中；在欧式法兰中则常用在PN1.6、PN2.5MPa压力等级；?????凹凸面密封面：常与对焊和承插型式配合使用，在美式法兰中不常采用，在欧式法兰中常用在PN4.0、PN6.4MPa等级中。但它不便于垫片的更换；?????榫槽面密封面：使用情况同凹凸面法兰；?????环槽面密封面：常与对焊连接型式配合(不与承插焊配合)使用，主要用在高温、高压或二者均较高的工况。在美式法兰’中，常用在PN10.0(部分)、PN15.0、PN25.0、PN42.0MPa压力等级中。在欧式法兰中常用在PNl0.0、PN16.0、PN25.0、PN32.0、PN4200。 * 第十七