大阪樱花和川崎前锋:法蘭密封面常見的幾種形式

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  中、低壓法蘭常用密封面形式有平面、凹凸面及榫槽面三種。

1、平面法蘭

  該種法蘭的密封面是一光滑平面,有時也在密封面上車有二條界面為三角形的同心圓溝槽(俗稱水線)。如圖3-1(a)所示。

平面法蘭的密封面

  適用于平面法蘭的墊片有各種非金屬平墊片、包覆墊、金屬包墊、纏繞式墊片(可同時帶內環或外環或內外環)。由于結構簡單、加工方便,便于防腐襯里的施工,故可在公稱壓力p<2.45MPa時使用。在0.588MPa壓力以下、溫度不高的場所尤為適宜,但這種密封面與墊片接觸面積較大(特別是管道用寬面法蘭),所需壓緊力大,安裝時墊片不宜定位。預緊后,墊片易向兩側伸展或移動。故如聚四氟乙烯等摩擦系數較小的墊片,不宜采用該種密封面。另外,如使用纏繞墊片,為了重復利用墊片,密封面上不車制三角槽。

2、凹凸面法蘭

  該法蘭密封面由一凹面和一凸面組合而成,墊片放置在凹面內,如圖3-1(b)所示。其適用的墊片有:各種非金屬平墊、包覆墊、金屬包墊、纏繞墊片(基本型或帶內環的)、金屬波形墊、金屬平墊、金屬齒形墊。

  與平面法蘭相比,凹凸面法蘭中墊片不易被擠出,裝配時便于對中,工作壓力范圍比平面法蘭寬,用于密封要求較嚴的場合。但對于操作溫度高,封口直徑大的設備,使用該種密封面時,墊片仍存在被擠出的可能。例如某換熱器,壓力2.45MPa,溫度250℃,使用純鋁平墊片。根據表2-2提供的數據,純鋁最高使用溫度為425℃,其密封應該可靠。事實上,換熱器投入運轉不久就出現泄漏,二次緊固后也僅維持一段時間。經停車檢查,發現墊片內徑發生顯著變形。其原因是純鋁的塑性良好,250℃時的屈服強度約是常溫下的15%,延伸率高達4~5倍,這就是說在高溫下鋁墊的壓延、蠕變現象嚴重。因此墊片和法蘭面之間無法保持所需要的密封比壓,故必須更換墊片材質或采用榫槽面法蘭以及帶有兩道止口的凹凸面法蘭(如高壓密封中,金屬平墊所采用的法蘭面結構)予以解決。

3、榫槽面法蘭

  該法蘭密封面由一榫槽面和一槽面配合組成,墊片置于槽內,如圖3-1(c)所示。適用墊片有:金屬及非金屬平墊、金屬包墊、纏繞墊(基本型)等。與凹凸面法蘭一樣,榫槽面法蘭在槽中不會被擠出,壓緊面積最小(只有平面法蘭和凹凸面法蘭的52~68%),墊片受力均勻。由于墊片與介質不直接接觸,介質腐蝕影響和壓力機制的滲透影響最小,可用于高壓、易燃、易爆、有毒介質等密封要求嚴格的場合。這種密封面墊片安裝時對中性好,該密封面加工和墊片更換較為困難。

4、其他密封面型式的法蘭

  除以上三種密封面型式以外,還有采用梯形槽密封面,以及配用O形環、透鏡墊時的特殊密封面型式。見圖3-2。

  圖3-2(a)為采用橡膠O形圈和金屬中空O形環的密封面形式。

  圖3-2(b)為梯形槽密封面,可配金屬八角墊和橢圓墊。

  圖3-2(c)為透鏡墊密封結構,它用于高壓管道的連接。

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