法蘭

法蘭
法蘭螺栓墊片研究發現
　　溫度和壓力對法蘭連接系統密封性能影響很大，尤其是在高溫、變溫以及溫度、壓力波動頻繁的場合。實際調研發現高溫工況下法蘭連接系統極易泄漏，然而國內外關于這方面的研究相對較少，因此針對高溫工況法蘭密封性能變化的研究具有重要工程應用價值。本文通過實驗和數值模擬的方法，對獲得均勻螺栓載荷的預緊方法、高溫法蘭泄漏的原因以及墊片性能對法蘭密封性能的影響進行了研究，提出了高溫高壓工況下改善法蘭系統密封性能的方案。主要研究內容及結論如下：建立了法蘭高溫密封性能測試裝置，并結合已有的法蘭常溫測試裝置進行了兩種法蘭規格下常溫螺栓加載方式研究，對比了目前較為權威的兩種常溫螺栓加載方法方法和方法的加載性能。結果表明，兩種方法均能獲得均勻的螺栓載荷，但是，當螺栓個數較多時，方法比更加高效，且不易出錯；研究發現，采用載荷漸增的全順次加載方法能夠有效降低螺栓載荷離散程度，獲得均勻螺栓力。實驗研究發現，采用柔性石墨纏繞墊片的法蘭接頭常溫預緊后向內壁施加壓力時螺栓力降低，且降低的程度隨壓力（以下）增加而增大，泄壓后螺栓力又幾乎回到原來的水平。分析原因主要是由內壓升高導致的法蘭偏轉、螺栓彎曲加劇造成的。
　　法蘭廠家在實驗研究發現，采用柔性石墨纏繞墊片的法蘭接頭預緊后常壓升溫時螺栓載荷逐漸下降；先升壓后升溫時，內部介質壓力隨溫度升高而增大，并成線性關系，螺栓載荷先降低后增大。建立了法蘭高溫密封性能有限元模擬模型，將數值模擬結果與實驗結果對比發現兩者吻合較好。采用數值模擬的方法研究了法蘭升溫速度對墊片應力變化的影響，指出在一定誤差范圍內用穩態熱結構耦合場分析代替瞬態熱結構耦合場分析的條件為法蘭內壁的升溫速度約低于。
　　采用數值模擬的方法分析了法蘭高溫泄漏的原因并提出了系統密封性能改善方案，指出墊片寬度是影響升溫后墊片應力變化以及法蘭是否熱緊的重要因素。釆用數值模擬的方法對采用金屬、半金屬和非金屬墊片的法蘭連接系統的密封性能進行了分析，重點討論了墊片的壓縮回彈性能和熱膨脹系數對高溫密封性能的影響。結果表明，高溫工況下，金屬墊片一般不需要熱緊；半金屬墊片多數情況下需要熱緊，但需要具體分析工況條件；非金屬墊片中石棉橡膠墊片升溫時墊片應力降低較大，不適合應用于高溫工況，非石棉纖維墊片升溫后彈性模量變大，高溫密封性能優于石棉橡膠墊片，溫度較低時不需要熱緊。
　　墊片的壓縮回彈性能曲線左移（即升溫后墊片變"硬"）、熱膨脹系數與法蘭和螺栓的熱膨脹系數相近是升溫后系統密封性能提高的兩個重要因素。
　　鹽山縣鑫茂管件制造有限公司銷售的法蘭系列產品還有平焊法蘭，對焊法蘭，碳鋼法蘭，無縫法蘭，焊接法蘭，國標法蘭，高壓法蘭等產品，法蘭都是成對使用的,低壓管道可以使用絲接法蘭，四公斤以上壓力的使用焊接法蘭。兩片法蘭盤之間加上密封墊，然后用螺栓緊固。不同壓力的法蘭厚度不同，它們使用的螺栓也不同。水泵和閥門，在和管道連接時，這些器材設備的局部，也制成相對應的法蘭形狀，也稱為法蘭連接。