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1、13-1 法法 兰兰1化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l工艺、操作、制造、安装、维修、运输的方便，设备工艺、操作、制造、安装、维修、运输的方便，设备和管道采用可拆连接和管道采用可拆连接l法兰联接是可拆连接的一种法兰联接是可拆连接的一种2化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l对法兰联接的要求对法兰联接的要求密封性（尤其是在高温及压力有波动、介质有腐蚀的场合）密封性（尤其是在高温及压力有波动、介质有腐蚀的场合）强度可靠强度可靠结构简单结构简单装拆方便装拆方便经济合理经济合理3化工设备设计

2、基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l法兰联接的组成法兰联接的组成一对法兰一对法兰数个螺栓（螺柱）、螺母数个螺栓（螺柱）、螺母一个垫片一个垫片4化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用5化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用6化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l法兰联接的特点法兰联接的特点有较好的密封强度和密封性能，应用广泛有较好的密封强度和密封性能，应用广泛不能快速装拆，成本高不能快速装拆，成本

3、高7化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l法兰联接按作用原理分类法兰联接按作用原理分类自紧密封自紧密封 适用于高压容器适用于高压容器强制密封强制密封 适用于中、低压容器适用于中、低压容器8化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用一、密封原理和影响密封的因素一、密封原理和影响密封的因素l密封原理密封原理介质通过密封口的阻力介质通过密封口的阻力大于大于密封口两侧介质的压密封口两侧介质的压力差力差9化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l介质在密

4、封口的泄漏途径介质在密封口的泄漏途径垫片的渗漏（渗透）垫片的渗漏（渗透）p取决于垫片的材质和型式取决于垫片的材质和型式密封面泄漏密封面泄漏p取决于压紧面结构，是泄漏的主要途径取决于压紧面结构，是泄漏的主要途径10化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用预紧前预紧前p密封面和密封介质之间存在间隙密封面和密封介质之间存在间隙p此时无密封性能此时无密封性能11化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用预紧时预紧时p法兰密封面和垫片被压紧，当预紧力达法兰密封面和垫片被压紧，当预紧力达到一定程度后，垫片填满

5、密封面的凹凸到一定程度后，垫片填满密封面的凹凸不平不平p形成初始密封条件时单位密封面上的压形成初始密封条件时单位密封面上的压紧力紧力形成密封的初始条件形成密封的初始条件预紧密封比压预紧密封比压 ，与材料有关，与材料有关12化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用操作状态操作状态p在介质压力（轴向力）作用下，螺栓伸长，联结分开，预在介质压力（轴向力）作用下，螺栓伸长，联结分开，预紧力下降，垫片变形回弹紧力下降，垫片变形回弹p回弹量足够，密封性保证回弹量足够，密封性保证p回弹量不足，密封失效回弹量不足，密封失效p只要预紧力不小于某一临界值，只要预紧

6、力不小于某一临界值，就能保证良好的密封状态就能保证良好的密封状态13化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l影响密封的主要因素影响密封的主要因素螺栓预紧力螺栓预紧力p要求：大小合适、分布均匀要求：大小合适、分布均匀p提高预紧力可增加预紧密封比压，而且在操作条件下还提高预紧力可增加预紧密封比压，而且在操作条件下还可残留较大的密封比压可残留较大的密封比压p过大的预紧力会把垫片压坏或挤出过大的预紧力会把垫片压坏或挤出p在满足紧固和拆卸螺栓所需空间的情况下，增加螺栓个在满足紧固和拆卸螺栓所需空间的情况下，增加螺栓个数可使预紧力分布均匀，但装拆麻烦数可

7、使预紧力分布均匀，但装拆麻烦14化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用垫片性能垫片性能p变形能力变形能力u弹性变形弹性变形u塑性变形塑性变形p回弹能力回弹能力u弹性变形具有回弹能力弹性变形具有回弹能力p垫片性能由其材料性能确定垫片性能由其材料性能确定适应温度、压力的变化适应温度、压力的变化填满密封面间凹坑填满密封面间凹坑15化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用密封面的型式和表面性能密封面的型式和表面性能p密封面型式密封面型式u减少密封面和垫片接触面积减少密封面和垫片接触面积u太大太大预紧力

8、大，不易压紧，分布不均预紧力大，不易压紧，分布不均u太小太小压坏垫片压坏垫片16化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用密封面的型式和表面性能密封面的型式和表面性能p表面性能表面性能u密封面平直度密封面平直度u表面粗糙度表面粗糙度u密封面与法兰中心轴线垂直、同心密封面与法兰中心轴线垂直、同心17化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用法兰刚度法兰刚度p法兰刚度取决于法兰厚度、法兰外径、螺栓力作用的力臂法兰刚度取决于法兰厚度、法兰外径、螺栓力作用的力臂p刚度不足刚度不足翘曲翘曲p刚度太大刚度太大价

9、格价格18化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用操作条件操作条件p温度温度p压力压力p介质的物理、化学性质介质的物理、化学性质单独的压力、介质影响不大，与温度联合作用时影单独的压力、介质影响不大，与温度联合作用时影响较大响较大19化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用二、法兰联接的密封性设计二、法兰联接的密封性设计l法兰联接的设计：法兰联接的设计：按已知工艺条件按已知工艺条件选择法兰结构类型选择法兰结构类型确定法兰尺寸确定法兰尺寸进行法兰密封性设计进行法兰密封性设计20化工设备设计基础化工设

10、备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用法兰的结构类型法兰的结构类型p整体法兰整体法兰 法兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成法兰盘、法兰颈部及容器或接管三者能有效地连接成一整体结构一整体结构对焊法兰对焊法兰长颈法兰长颈法兰21化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用p整体法兰整体法兰颈的存在提高了刚性颈的存在提高了刚性颈根部较厚，降低了弯曲应力颈根部较厚，降低了弯曲应力对接焊缝强度高，适用于温度、压力较高，直径较大对接焊缝强度高，适用于温度、压力较高，直径较大22化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十

11、三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用p松式法兰松式法兰u法兰和容器或接管不直接连成一体，而是把法兰松套在壳体的外面法兰和容器或接管不直接连成一体，而是把法兰松套在壳体的外面u当法兰受力时，对壳体不产生附加应力当法兰受力时，对壳体不产生附加应力u由于不需焊接，法兰可以采用与设备或管道不同的材料制造由于不需焊接，法兰可以采用与设备或管道不同的材料制造u一般使用在压力不高的场合一般使用在压力不高的场合23化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用p任意式法兰任意式法兰u整体性介于整体法兰和松套法兰之间整体性介于整体法兰和松套法兰之间24化工设

12、备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l法兰联接的密封性设计法兰联接的密封性设计密封面型式密封面型式垫片材质垫片材质尺寸尺寸25化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用1.1.密封面型式及适用场合密封面型式及适用场合平面（突面）平面（突面）26化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用平面平面p结构简单，加工方便，便于进行防腐衬里，应用广泛结构简单，加工方便，便于进行防腐衬里，应用广泛p密封面与垫片接触面积较大，预紧时垫片容易向两侧伸展，密封面与垫片接

13、触面积较大，预紧时垫片容易向两侧伸展，不易对中压紧，密封性能较差不易对中压紧，密封性能较差p适用于压力不能很高和介质无毒的场合适用于压力不能很高和介质无毒的场合p密封面代号：密封面代号：RFRF27化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用凹凸面凹凸面28化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用凹凸面凹凸面p便于对中，能防止软质垫片在预紧时被挤出，密封面比平面便于对中，能防止软质垫片在预紧时被挤出，密封面比平面窄，容易造成较大密封比压窄，容易造成较大密封比压p加工量稍大加工量稍大p适用于压力不平面

14、型稍高的场合适用于压力不平面型稍高的场合p密封面代号：凹面密封面代号：凹面FMFM，凸面，凸面M M29化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用榫槽面榫槽面30化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用榫槽面榫槽面p密封面不与介质接触，垫片不会挤入设备或管道内，密封面密封面不与介质接触，垫片不会挤入设备或管道内，密封面面积小，密封比压大面积小，密封比压大p拆卸比较困难，垫片被挤压在槽内不易取出拆卸比较困难，垫片被挤压在槽内不易取出p适用于压力更高、密封要求严格的场合适用于压力更高、密封要求严格的场

15、合p密封面代号：榫面密封面代号：榫面T T，槽面，槽面G G31化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用梯形面（环连接面）梯形面（环连接面）32化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用梯形槽面梯形槽面p与椭圆金属垫片或八角形金属垫片配用与椭圆金属垫片或八角形金属垫片配用p槽的锥面与垫片成线接触密封槽的锥面与垫片成线接触密封p适用于温度、压力有波动，介质渗透性大的高压容器适用于温度、压力有波动，介质渗透性大的高压容器p密封面代号：密封面代号：RJRJ33化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十

16、三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用2.2.垫片的选择垫片的选择l选择依据选择依据工艺条件及密封面型式工艺条件及密封面型式l选择内容选择内容类型类型材料材料尺寸尺寸同时考虑：价格低廉、制造容易、更换方便同时考虑：价格低廉、制造容易、更换方便34化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用l垫片的类型垫片的类型金属垫片金属垫片非金属垫片非金属垫片金属与非金属组合垫片金属与非金属组合垫片p金属包垫片金属包垫片p金属缠绕垫片金属缠绕垫片p带骨架的非金属垫片带骨架的非金属垫片35化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用非金属垫片非金属垫片p常用的非金属垫片有橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟常用的非金属垫片有橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯和膨胀（或柔性）石墨垫等乙烯和膨胀（或柔性）石墨垫等p非金属垫片的断面形状为矩形和非金属垫片的断面形状为矩形和o o型型36化工设备设计基础化工设备设计基础第十三章第十三章 容器零部件标准的选用容器零部件标准的选用金属垫片金属垫片p当压力（当压力（6.4MPa6.