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大口徑法蘭的密封原理

發布時間:2018-05-17
大口徑法蘭一般應用在大的反應容器中,焊接製造過程中,由於其體積大,工作壓力高,生產...

大口徑法蘭一般應用在大的反應容器中,焊接製造過程中,由於其體積大,工作壓力高,生產周期短,質量要求高,但法蘭因裝配、焊接引起密封麵失效製約產品質量進一步提升。為此,通過科學選擇焊條,運用組對焊法選擇正確焊接規範。

反應容器是指用來完成介質的物理反應、化學反應的容器.在工業生產中尤其在化工、醫藥、化肥、煉化等行業反應容器作為一種承壓設備由於工藝上的需要被大量使用。

一般法蘭焊接采用手工電弧焊,運弧線路不規則,襯環邊緣易燒損咬邊,即使機加工也無法消除,外觀質量差;由於一般是異種鋼焊接,焊接難度大,焊接電流控製不好,易產生咬邊或未焊透等缺陷。如凸麵襯環法蘭,焊縫部分要加工,這樣,襯環與法蘭之間的熔敷金屬就少。

在襯環法蘭的加工過程中,為了解決法蘭因焊接變形而使密封麵失效的間題,總是盡可能在工藝上實現在所有施焊步驟結束後再進行法蘭密封麵的加工。

在管道工程中,法蘭主要用於管道的連接。在需要連接的管道,各種安裝一片法蘭盤,低壓管道可以使用絲接法蘭,4公斤以上壓力的使用焊接法蘭。兩片法蘭盤之間加上密封點,然後用螺栓緊固。不同壓力的法蘭有不同的厚度和使用不同的螺栓。水泵和閥門,在和管道連接時,這些器材設備的局部,也製成相對應的法蘭形狀,也稱為法蘭連接。

凡是在兩個平麵在周邊使用螺栓連接同時封閉的連接零件,一般都稱為“法蘭”,如通風管道的連接,這一類零件可以稱為“法蘭類零件”。但是這種連接隻是一個設備的局部,如法蘭和水泵的連接,就不好把水泵叫“法蘭類零件”。比較小型的如閥門等,可以叫“法蘭類零件”。

法蘭密封結構大都采用硬靠墊片密封,密封麵為平麵溝槽密封麵,法蘭麵應靠緊,耐衝擊振動。配用橡膠“O”形圈時,在很高的使用壓力下,密封性仍保持很好。因此,這種結構廣泛用於液壓係統和火箭發動機係統。法蘭密封結構的密封性能對發動機的工作可靠性影響很大,密封性不良,會引起穿火、爆炸,造成人身傷亡和發射失敗等嚴重事故,因此對法蘭密封結構的可靠性進行分析和   是非常   的。

法蘭連接密封結構在貯存使用過程中,橡膠“O”形密封圈和緊固螺栓的性能都發生   的變化,故在建立結構的密封失效物理模型時,不僅要考慮橡膠“O”形圈,同時也要考慮螺栓的影響。

法蘭連接它主要由法蘭、緊固螺栓和墊片三大部分組成。在裝配時,通過螺栓施加規定的緊固力,使橡膠“O”形圈產生預變形達到密封效果;而工作時其對介質壓力的傳遞而產生的接觸比壓力來實現密封。隨著時間的延長,原本良好的密封性能會逐漸降低,終導致密封失效。

大口徑法蘭密封應用很普遍,安裝時應注意檢查法蘭密封麵是否完好,根據介質、溫度、壓力選好密封墊材質,緊固螺栓要受力均勻。

大口徑法蘭密封設計方法   ,建立起非金屬多孔介質墊片滲流模型,采用三維有限元方法對大口徑法蘭進行了多種工況下的數值模擬,以控製泄漏率為主,深入探討影響法蘭泄漏的主要原因,基於正交試驗采用有限元法   法蘭參數對密封性能的影響,提出了高溫大口徑法蘭基於緊密度的瞬態密封設計方法。

在大口徑法蘭結構簡化及變形假設的基礎上,將螺栓法蘭係統作為一個整體,對其進行詳細的載荷—變形分析,得出力矩平衡方程和係統變形協調方程;運用有限元方法對密封係統的受力和變形進行了計算,得出不同工況下密封元件的受力特性,對法蘭口徑與墊片殘餘應力分布的關係進行了討論;應用彈性分析方法,提出甲型法蘭、乙型法蘭和長頸對焊法蘭的剛度計算方法。

大口徑法蘭的密封原理簡單:螺栓的兩個密封麵相互擠壓法蘭墊片並形成密封。但這同時也導致密封的破壞。為了保持密封,就得維持巨大的螺栓作用力。為此,螺栓就要做得大。而大的螺栓就要匹配大的螺母,這就意味著需要直徑大的螺栓為上緊螺母創造條件。殊不知,螺栓的直徑越大,適用的法蘭就會變得彎曲,辦法就是增大法蘭部分的壁厚。


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