大口径法兰的密封原理

发布时间：2018-05-17

大口径法兰一般应用在大的反应容器中，焊接制造过程中，由于其体积大，工作压力高，生产周期短，质量要求高，但法兰因装配、焊接引起密封面失效制约产品质量进一步提升。为此，通过选择焊条，运用组对焊法选择正确焊接规范。

反应容器是指用来完成介质的物理反应、化学反应的容器.在工业生产中尤其在化工、医药、化肥、炼化等行业反应容器作为一种承压设备由于工艺上的需要被大量使用。

一般法兰焊接采用手工电弧焊，运弧线路不规则，衬环边缘易烧损咬边，即使机加工也无法，外观质量差；由于一般是异种钢焊接，焊接难度大，焊接电流控制不好，易产生咬边或未焊透等缺陷。如凸面衬环法兰，焊缝部分要加工，这样，衬环与法兰之间的熔敷金属就少。

在衬环法兰的加工过程中，为了解决法兰因焊接变形而使密封面失效的间题，总是尽可能在工艺上实现在所有施焊步骤结束后再进行法兰密封面的加工。

在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要连接的管道，各种安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封点，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。

凡是在两个平面在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”，如通风管道的连接，这一类零件可以称为“法兰类零件”。但是这种连接只是一个设备的局部，如法兰和水泵的连接，就不好把水泵叫“法兰类零件”。比较小型的如阀门等，可以叫“法兰类零件”。

法兰密封结构大都采用硬靠垫片密封，密封面为平面沟槽密封面，法兰面应靠紧，振动。配用橡胶“O”形圈时，在很高的使用压力下，密封性仍保持很好。因此，这种结构广泛用于液压系统和火箭发动机系统。法兰密封结构的密封性能对发动机的工作性影响很大，密封性不良，会引起穿火、爆炸，造成人身伤亡和发射失败等严重事故，因此对法兰密封结构的性进行分析和   是非常   的。

法兰连接密封结构在贮存使用过程中，橡胶“O”形密封圈和紧固螺栓的性能都发生   的变化，故在建立结构的密封失效物理模型时，不仅要考虑橡胶“O”形圈，同时也要考虑螺栓的影响。

法兰连接它主要由法兰、紧固螺栓和垫片三大部分组成。在装配时，通过螺栓施加规定的紧固力，使橡胶“O”形圈产生预变形达到密封效果；而工作时其对介质压力的传递而产生的接触比压力来实现密封。随着时间的延长，原本良好的密封性能会逐渐降低，终导致密封失效。

大口径法兰密封应用很普遍，安装时应注意检查法兰密封面是否完好，根据介质、温度、压力选好密封垫材质，紧固螺栓要受力均匀。

大口径法兰密封设计方法   ，建立起非金属多孔介质垫片渗流模型，采用三维有限元方法对大口径法兰进行了多种工况下的数值模拟，以控制泄漏率为主，深入探讨影响法兰泄漏的主要原因，基于正交试验采用有限元法   法兰参数对密封性能的影响，提出了高温大口径法兰基于紧密度的瞬态密封设计方法。

在大口径法兰结构简化及变形假设的基础上，将螺栓法兰系统作为一个整体，对其进行详细的载荷—变形分析，得出力矩平衡方程和系统变形协调方程；运用有限元方法对密封系统的受力和变形进行了计算，得出不同工况下密封元件的受力特性，对法兰口径与垫片残余应力分布的关系进行了讨论；应用弹性分析方法，提出甲型法兰、乙型法兰和长颈对焊法兰的刚度计算方法。

大口径法兰的密封原理简单：螺栓的两个密封面相互挤压法兰垫片并形成密封。但这同时也导致密封的破坏。为了保持密封，就得维持巨大的螺栓作用力。为此，螺栓就要做得大。而大的螺栓就要匹配大的螺母，这就意味着需要直径大的螺栓为上紧螺母创造条件。殊不知，螺栓的直径越大，适用的法兰就会变得弯曲，办法就是增大法兰部分的壁厚。