南昌市鋼一金屬材料有限公司法蘭,、墊片及螺栓 

(一) 法蘭

法蘭是工藝管道上起連接作用的一種部件,。這種連接形式的應(yīng)用范圍非常廣泛，如管道與工藝設(shè)備連接,，管道上法蘭閥門及附件的連接,。采用法蘭連接既有安裝拆卸的靈活性，又有可靠的密封性,。

法蘭標(biāo)準(zhǔn)化,，國(guó)內(nèi)目前尚未統(tǒng)一。早的是1958年原化工部頒發(fā)的管法蘭標(biāo)準(zhǔn),，是參考蘇聯(lián)五十年代標(biāo)準(zhǔn)制訂的,；1959年原一機(jī)部又頒發(fā)過一套管法蘭標(biāo)準(zhǔn)；20世紀(jì)六十年代隨著我國(guó)石油工業(yè)的迅速發(fā)展,，原石油部在1964年也頒發(fā)過一套管法蘭標(biāo)準(zhǔn),。這些法蘭標(biāo)準(zhǔn)有共性、也有各自的特殊性,。原一機(jī)部和化工部的法蘭標(biāo)準(zhǔn),，平焊法蘭的內(nèi)徑及對(duì)焊法蘭頸部的外徑,，大部分是以管子的小外徑為基礎(chǔ)；原石油部法蘭標(biāo)準(zhǔn)則大部分是以管子大外徑為基礎(chǔ),。因此各種標(biāo)準(zhǔn)的法蘭,，在一些局部尺寸上不盡相同。

工藝管道所輸送的介質(zhì),，種類繁多,，溫度和壓力也不同，因此對(duì)法蘭的強(qiáng)度和密封,，提出了不同的要求,。為了滿足工藝管道安裝工程的需要，出現(xiàn)了很多種結(jié)構(gòu)和壓力不同的法蘭,。以下對(duì)各種法蘭作簡(jiǎn)要介紹：

1．平焊法蘭

平焊鋼法蘭,，是中低壓工藝管道常用的一種。這種法蘭與管子的固定形式,，是將法蘭套在管端,，焊接法蘭里口和外口，使法蘭固定,，適用公稱壓力不超過2.5MPa,。用于碳素鋼管道連接的平焊法蘭，一般用Q235A和20號(hào)鋼板制造,；用于不銹耐酸鋼管道上的平焊法蘭,，應(yīng)用與管子材質(zhì)相同的不銹耐酸鋼板制造。平焊鋼法蘭密封面,，一般都為光滑式,，密封面上加工有淺溝槽。通常稱為水線,，如圖,。

平焊鋼法蘭圖

平焊鋼法蘭的規(guī)格范圍如下：

公稱壓力PN0.25、0.6MPa的為DN10～2000mm,；PN1.0～2.5MPa的為DN10～600mm,。

2．對(duì)焊法蘭

對(duì)焊鋼法蘭，也稱高頸法蘭或大尾巴法蘭,。它的強(qiáng)度大不易變形,、密封性能較好，有多種形式的密封面,，適用的壓力范圍很廣,。

光滑面對(duì)焊法蘭，其公稱壓力為PN2.5MPa以下,，規(guī)格范圍為DN10～2000mm,，公稱壓力PN2.5MPa,，規(guī)格范圍DN10～1000mm，公稱壓力PN4.0MPa,，規(guī)格范圍DN10～600mm,如圖,。

凹凸密封面對(duì)焊法蘭，由于凹凸密封面嚴(yán)密性強(qiáng),，承受的壓力大,。每付法蘭的密封面，必須一個(gè)是凹面,、另一個(gè)是凸面,。常用公稱壓力范圍為PN1.6～4.0MPa，規(guī)格范圍為DN10～600mm,，HJ60mm

凹凸密封面對(duì)焊鋼法蘭圖

榫槽密封面對(duì)焊法蘭,，這種法蘭密封性能好，結(jié)構(gòu)形式類似凹凸式密封面法蘭,，也是一付法蘭必須兩個(gè)配套使用,。公稱壓力范圍為PN1.6～4.0MPa，規(guī)格范圍為DN10～600mm,；PN6.4～10MPa,，規(guī)格范圍DN10～400mm，如圖,。

榫槽面對(duì)焊法蘭圖

梯形槽密封面對(duì)焊法蘭,，這種法蘭在石油工業(yè)管道比較常用,，承受壓力大,，常用公稱壓力為PN6.4、10.0MPa,，規(guī)格范圍為DN10～400mm,；PN16MPa，規(guī)格范圍為DN10～300mm,。

梯形槽面對(duì)焊鋼法蘭圖

上述各種對(duì)焊法蘭,，只是按其密封面的形式不同而加以區(qū)別。從安裝的角度來看,，不論是那種形式的對(duì)焊法蘭,，其連接方法是相同的，因而所耗用的人工,，材料和機(jī)械臺(tái)班,，基本上也是一致的。但由于密封面形式不同,，法蘭的加工制造成本相差懸殊,，因此,，在編制概(預(yù))算時(shí)要特別注意法蘭本身的價(jià)格。

3．松套鋼制管法蘭

這種法蘭與管子不直接焊在一起,，而是以管口翻邊或焊環(huán)為密封接觸面,，松套法蘭起緊固作用，多用于銅,、鋁和鉛等有色金屬及不銹耐酸鋼管道上,。其大的優(yōu)點(diǎn)是由于法蘭可以自由活動(dòng)，法蘭穿螺栓時(shí)非常方便,。焊環(huán)松套鋼制管法蘭適用壓力PN0.6～2.50MPa,，其規(guī)格范圍為DN10～600mm；壓力PN4.0MPa,，規(guī)格范圍DN10～300mm,，平焊環(huán)松套鋼制管法蘭只適用較低壓力，PN0.6～1.6MPa,，其規(guī)格范圍DN10～600mm,。管口翻邊活套法僅適用于PN06MPa及以下。焊環(huán)松套法蘭如圖

焊環(huán)松套鋼制管法蘭圖

4．螺紋法蘭

螺紋法蘭,，是用帶螺紋的法蘭與管端螺紋相連接的法蘭,，有高壓和低壓兩種。

低壓螺紋法蘭,，包括鋼制和鑄鐵制造兩種,，這種法蘭，在建國(guó)初期,，焊接技術(shù)很差的情況下,、曾被廣泛應(yīng)用。隨著工業(yè)的發(fā)展,、低壓螺紋法蘭已被平焊法蘭所代替,，除特殊情況外，基本不采用,。

高壓螺紋法蘭,，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)管道的連接。密封由管端與透鏡墊圈形成,，對(duì)螺紋和管端墊圈接觸面的精密度加工要求很高,。這種法蘭的特點(diǎn)是法蘭與管內(nèi)介質(zhì)不接觸，安裝也比較方便,。適用壓力PN22.0,、PN32.0MPa，其規(guī)格范圍為DN6～250mm，如圖12-2-7,。

高壓管線法蘭連接結(jié)構(gòu)型式圖

5．法蘭蓋

法蘭蓋是與法蘭配套使用的部件,，它和封頭一樣在管端起封閉作用。密封面有光滑式和凸凹式,，其規(guī)格和適用壓力范圍與配套法蘭一致,。

(二) 法蘭墊片 

　　泄漏是管法蘭失效的主要形式，它與密封結(jié)構(gòu)型式,、被連接件的剛度,、密封件的性能、操作和安裝等許多因素有關(guān),。墊片是法蘭連接的主要密封件,，因而正確選用墊片也是保證法蘭連接不泄漏的關(guān)鍵。法蘭墊片根據(jù)管道所輸送介質(zhì)的腐蝕性,、溫度,、壓力及法蘭密封面的形式選用種類很多。管法蘭墊片有非金屬墊片,，半金屬墊片和金屬墊片,。

1．橡膠石棉墊

橡膠石棉墊是法蘭連接用量多的墊片、能適用于很多介質(zhì),，如蒸汽,、煤氣、空氣,、鹽水,、酸和堿等。橡膠石棉墊的厚度,，各專業(yè)還不統(tǒng)一,，通常用3mm厚。公稱直徑小于100mm的法蘭,，其墊片厚度不超過2.5mm,。

墊片的使用壓力,，用于光滑密封面法蘭連接時(shí),，不超過2.5MPa。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,，適用于溫度在200℃以下，公稱壓力在2.5MPa以下,，輸送一般油品,、液化烴、丙烷和丙酮等介質(zhì)。高溫耐油橡膠石棉墊,，使用溫度可達(dá)350～380℃,。另一種是中壓橡膠石棉墊，可使用于200℃,，PN2.5MPa以下的蒸汽,、凝結(jié)水、水,、空氣等介質(zhì),。

2．橡膠墊

橡膠墊，是用橡膠板制作的墊片,，它有一定的耐腐蝕性,，常用于溫度在60℃以下，壓力不超過1.0MPa,，輸送低壓水,，酸和堿等介質(zhì)的管道法蘭連接，這種墊片的特點(diǎn)是利用橡膠的彈性,，達(dá)到較好的密封效果,，因此也常用于鑄鐵法蘭閥門的安裝上。

3．纏繞式墊片

纏繞式墊片簡(jiǎn)稱為纏繞墊,，是用金屬鋼帶及非金屬填料帶纏繞而成,。這種墊片具有制造簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉,、材料能被充分利用,、密封性能較好的優(yōu)點(diǎn)，在石油化工工藝管道上被廣泛應(yīng)用,。適用的公稱壓力為4.0MPa以下,，適用溫度范圍，08號(hào)鋼溫度可達(dá)450℃,，0Cr13鋼帶制成的纏繞墊,，使用溫度可達(dá)540℃。這種墊片多數(shù)用于光滑面法蘭連接,，其密封面不用車水線,。有的纏繞墊，還帶有定位環(huán),，是為了防止墊片偏離法蘭中心,。墊片的厚度一般為4.5mm，直徑大于1000mm時(shí),，墊片厚度為6～7mm,。定位環(huán)的厚度為3mm左右,。金屬鋼帶材質(zhì)有08號(hào)鋼、0Cr13鋼和1Cr18Ni9Ti鋼等,；非金屬帶材質(zhì)有特性石棉,、柔性石墨、聚四氟乙烯等,。

4．齒形墊

齒形墊是用各種金屬制造,，材質(zhì)有普通碳素鋼、低合金鋼和不銹耐酸鋼等,，其厚度為3～5mm,。它是利用同心圓的齒形密紋與法蘭密封面相接觸、構(gòu)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。高公稱壓力可達(dá)16.0MPa,，適用于工作溫度較高的部位,，如0Cr13材質(zhì)的齒形墊，其適用溫度可達(dá)530℃,。

5．金屬墊圈

金屬墊圈的種類很多,，按形狀劃分有金屬平墊圈，截面積為橢圓形,、八角形金屬墊圈和透鏡式墊圈,。按制造材質(zhì)分有低碳鋼、不銹耐酸鋼,、紫銅,、鋁和鉛等。

金屬平墊圈,，多用于光滑面平焊法蘭,，承受的溫度和壓力較低。

橢圓形及八角形金屬墊圈,，多用于梯形槽對(duì)焊法蘭,，公稱壓力范圍為6.4～22.0MPa。這種墊圈雖然密封性好,，但制造復(fù)雜,，要求精度高。

透鏡墊,，因其截面形狀似透鏡而得名,，密封性能好,、在石油化工生產(chǎn)中,，各種高溫高壓管道的法蘭連接，廣泛使用此種墊圈，常用公稱壓力范圍為16.0～32.0MPa,。

金屬墊圈的使用有條原則,，即墊圈表面的硬度必須低于法蘭密封面的硬度。

墊片的選用應(yīng)根據(jù)管道所輸送介質(zhì)的溫度,、壓力,、腐蝕性和連接法蘭的密封形式來確定。專業(yè)性較強(qiáng)的墊片,，如透鏡墊,，適用于高壓法蘭連接。

(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。

1．單頭螺栓

單頭螺栓也稱六角頭螺栓,，如圖12-2-8所示,。單頭螺栓又分為半精制和精制兩種，在中低壓工藝管道上,，使用多的是半精制單頭螺栓,。

制造單頭螺栓常用的材質(zhì)有Q235A、35號(hào)鋼和25Cr2MoVA等,。常用于公稱壓力為2.5MPa以下的法蘭連接,。適用溫度根據(jù)螺栓材質(zhì)而定，如35號(hào)鋼制造的螺栓適用溫度可達(dá)350℃,；25Cr2MoVA鋼制造的螺栓,、適用溫度可達(dá)570℃。

單頭螺栓圖圖

等長(zhǎng)雙頭螺栓圖

2．雙頭螺栓

工藝管道上所用的雙頭螺栓,，多數(shù)采用等長(zhǎng)雙頭精制螺栓,，如圖12-2-9所示。適用于溫度和壓力較高的法蘭連接,。材質(zhì)有35號(hào)鋼,、30CrMoA、35CrMoA,、25Cr2MoVA,、0Cr19Ni9、0Cr15Ni25Ti2MoAlVB和37SiMn2MoVA等,，公稱壓力范圍為1.6～32.0MPa,，適用溫度可達(dá)700℃。

3．螺母

螺母,，統(tǒng)稱為六角螺母,。分半精制和精制兩種,。按螺母結(jié)構(gòu)形式還可分為A型和B型兩種，如圖12-2-10所示,。

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。螺母與螺栓要配套使用,，但螺母制造材質(zhì)的硬度不能超過螺栓材質(zhì)的硬度,。