三、影響法蘭密封的因素
影響法蘭密封的因素是多方面的。主要有：螺栓預(yù)緊力；密封面型式；墊片性能；法蘭剛度；操作條件。
螺栓預(yù)緊力是影響密封的一個重要因素。預(yù)緊力必須使墊片壓緊并實現(xiàn)初始密封條件。同時，預(yù)緊力也不能過大，否則將會使墊片被壓壞或擠出。
由于預(yù)緊力是通過法蘭密封面?zhèn)鬟f給墊片的，要達到良好的密封，必須使預(yù)緊力均勻地作用于墊片。因此，當(dāng)密封所需要的預(yù)緊力一定時，采取增加螺栓個數(shù)、減小螺栓直徑的辦法對密封是有利的。
?、?密封面
法蘭聯(lián)接的密封性能與密封面型式有直接關(guān)系，所以要合理選擇密封面的形狀。法蘭密封面型式的選擇，主要考慮壓力、溫度、介質(zhì)。壓力容器和管道中常用的法蘭密封面型式和特點見法蘭密封面對比表所示。
法蘭密封面類型表
| 名稱 |
特點說明 |
示意圖 |
| 突面（RF） |
表面是一個光滑的平面，也可車制密紋水線。密封面結(jié)構(gòu)簡單，加工方便，且便于進行防腐襯里。但是，這種密封面墊片接觸面積較大，預(yù)緊時墊片容易往兩邊擠，不易壓緊。 |
（附圖(a)） |
| 凹凸面（MFM） |
密封面是由一個凸面和一個凹面相配合組成，在凹面上放置墊片，能夠防止墊片被擠出，故可適用于壓力較高的場合。 |
（附圖(b)） |
| 榫槽面(TG) |
密封面是由榫和槽所組成的，墊片置于槽中，不會被擠動。墊片可以較窄，因而壓緊墊片所需的螺栓力也就相應(yīng)較小。即使用于壓力較高之處，螺栓尺寸也不致過大。因而，它比以上兩種密封面均易獲得良好的密封效果。密封面的缺點是結(jié)構(gòu)與制造比較復(fù)雜，更換擠在槽中的墊片比較困難。此外，榫面部分容易損壞，在拆裝或運輸過程中應(yīng)加以注意。榫槽密封面適于易燃、易爆、有毒的介質(zhì)以及較高壓力的場合。當(dāng)壓力不大時，即使直徑較大，也能很好地密封。 |
（附圖(c)） |
| 全平面（FF）與環(huán)連接面（RJ） |
全平面密封適合于壓力較小的場合（PN≤1.6MPa）；
環(huán)連接面主要用在帶頸對焊法蘭與整體法蘭上，適用壓力范圍為（6.3MPa≤PN≤25.0MPa）。 |
（附圖(d)和(e)） |
| 其它類型密封面 |
對于高壓容器和高壓管道的密封，密封面可采用錐形密封面或梯形槽密封面，它們分別與球面金屬墊片（透鏡墊片）和橢圓形或八角形截面的金屬墊片配合。密封面可適用于壓力較高的場合，但需要的尺寸精度和表面光潔度高，不易加工。 |
（圖4-37）
（圖4-38） |
附圖1：
法蘭密封圖
?、?墊片性能
墊片是構(gòu)成密封的重要元件，適當(dāng)?shù)膲|片變形和回彈能力是形成密封的必要條件。
最常用的墊片可分為非金屬、金屬、非金屬與金屬混合制的墊片。
- 非金屬墊片材料有橡膠石棉板、聚四氟乙烯等，如圖(a)所示，這些材料的優(yōu)點是柔軟。耐溫度和壓力的性能較金屬墊片差，通常只適用于常、中溫和中、低壓設(shè)備和管道的法蘭密封。
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- 金屬與非金屬混合制墊片有金屬包墊片及纏繞墊片等，見圖(b)、(c)和(d)。金屬包墊片是用薄金屬板（鍍鋅薄鋼板、0Cr18Ni9等）將非金屬包起來制成的；金屬纏繞墊片是薄低碳鋼帶(或合金鋼帶)與石棉帶一起繞制而成。這種纏繞式墊片有不帶定位圈的和帶定位圈的兩種。金屬包墊片及纏繞墊片較單純的金屬墊片有較好的性能，適應(yīng)的溫度與壓力范圍較高一些。
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- 金屬墊片材料一般并不要求強度高，而是要求軟韌。常用的是軟鋁、紫銅、鐵(軟鋼)、蒙耐爾合金(含Ni67％，Cu30％，Cr4～5％)鋼等。金屬墊片主要用于中、高溫和中、高壓的法蘭聯(lián)接密封。
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| 墊片材料的選擇應(yīng)根據(jù)溫度、壓力以及介質(zhì)的腐蝕情況決定，同時還要考慮密封面的形式、螺栓力的大小以及裝卸要求等，見墊片材料選用表4-15。 |
表4-15 墊片材料的選用
| 材料 |
密封面 |
壓力 MPa |
溫度 |
介質(zhì) |
| 中壓橡膠石棉板 |
光滑、凹凸 |
≤2.5 |
≤150 |
壓縮空氣、惰性氣體、氨 |
| 光滑 |
≤1.6 |
≤300 |
蒸汽、水 |
| 聚四氟氯乙烯 |
光（凹凸） |
≤1.6 |
≤200 |
多種油品、油氣、溶劑、石油化工原料及產(chǎn)品 |
| 耐油橡膠石棉板 |
光（凹凸） |
2.5 |
≤200 |
| ≤1.6 |
≤50 |
液化石油氣 |
| 金屬纏繞墊片 |
0Cr13（0Cr19Ni9）鋼帶+特制石棉（石墨） |
凹凸 |
4.0～6.4 |
≤60 |
惰性氣體 |
| 光（凹凸） |
2.5 |
≤450 |
多種油品、油氣、溶劑、石油化工原料及產(chǎn)品 |
| 凹凸 |
4.0 |
≤450 |
氫汽、氫汽與石油混合汽 |
| 6.4 |
≤450 |
| 金屬包墊片 |
鐵皮（鋁皮）+特制石棉、0Cr13（0Cr19Ni9）+特制石棉 |
光（凹凸） |
2.5 |
≤450 |
|
| 凹凸 |
4.0 |
≤450 |
氫汽、氫汽與石油混合汽 |
| 6.4 |
≤450 |
| 柔性石墨混合墊 |
石墨+金屬骨架（0Cr13、0Cr19Ni9等） |
光（凹凸） |
2.5 |
≤450 |
多種油品、油氣、溶劑、石油化工原料及產(chǎn)品 |
| 凹凸 |
4.0 |
≤450 |
氫汽、氫汽與石油混合汽 |
| 6.4 |
≤450 |
| 金屬環(huán)墊 |
10、0Cr13、0Cr19Ni9 |
梯形槽 |
6.4 |
≤450 |
