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法蘭設(shè)計是指法蘭連接的設(shè)計,包括三部分:墊片設(shè)計、螺栓(螺柱)設(shè)計和法蘭本體設(shè)計。法蘭設(shè)計蕞主要的方法是著明的Waters 法, GB 150 即采用此法。其設(shè)計要點為:
1、墊片設(shè)計
這是法蘭連接設(shè)計的基礎(chǔ),應(yīng)根據(jù)設(shè)計條件和使用介質(zhì),選定適當(dāng)?shù)膲|片種類、材質(zhì),確定墊片的尺寸(內(nèi)徑、外徑、厚度) ,然后計算出墊片在預(yù)緊狀態(tài)和操作狀態(tài)下的壓緊力。
2、螺栓/螺柱設(shè)計
根據(jù)設(shè)計條件選用適當(dāng)材料的螺栓,計算出滿足墊片預(yù)緊狀態(tài)和操作狀態(tài)壓緊力所需的螺栓面積。實際配置的螺栓面積應(yīng)不小于該計算面積。
螺栓設(shè)計的原則是確定出較小的螺栓中心圓直徑??赏ㄟ^選用合適的螺栓規(guī)格和數(shù)量來達到要求。
3、法蘭本體設(shè)計
法蘭設(shè)計分為按內(nèi)壓和外壓兩種情況。承受外壓的法蘭可按承受內(nèi)壓的法蘭計算方法進行設(shè)計,只是計算法蘭的操作力矩略有不同。
法蘭常見組件的應(yīng)用特點
我們常用的法蘭組件是法蘭螺栓、法蘭墊片和法蘭蝶閥。讓我們談?wù)勊鼈兊膽?yīng)用特點。
1、法蘭螺栓
法蘭螺栓是一種由六角頭部、法蘭盤和螺桿兩部分組成的一類緊固件,需要配合螺母才能將兩部分與通孔連接起來。法蘭螺栓的六角頭是平腦和凹腦兩種。另外,由于法蘭螺栓位置不同,盤的大小要求都各不相同。法蘭螺栓有平底和帶齒之分,帶齒的法蘭螺栓可以起到防滑作用。
2、法蘭墊片
法蘭墊片是一種能產(chǎn)生塑性變形并具有一定強度的環(huán)。大多數(shù)墊片是從非金屬板材上切割出來的,或者是由專業(yè)廠家根據(jù)要求尺寸制造的。
3、法蘭蝶閥
法蘭蝶閥的密封原理和結(jié)構(gòu)特點與普通中線蝶閥相同,法蘭蝶閥的蝶板的回轉(zhuǎn)中心位于閥體的中心線和蝶板的密封面部分,閥座由合成橡膠制成。關(guān)閉蝶閥后,蝶板的外圓蓋被壓擠合成橡膠閥座,從而使閥座產(chǎn)生彈性變形,形成彈性力作為密封比壓,以確保蝶閥的密封。
螺紋法蘭是將法蘭的內(nèi)孔加工為管螺紋,并和帶螺紋的管子配套實現(xiàn)連接,是一種非焊接法蘭。它和平焊法蘭或?qū)阜ㄌm相比,螺紋法蘭具有安裝、維修方便的特點,可在一些現(xiàn)場不允許焊接的管線上使用,但不適用于高壓力場合,對于一些高溫高壓的密封液體容器或管道中,容易出現(xiàn)泄漏。
承插焊法蘭是一端與鋼管焊接另一端用螺栓連接的法蘭。耐壓性能很高,公稱壓力可達10Mpa,適用于一些高溫高壓的密封容器和管道中。
松套法蘭是利用翻邊、鋼環(huán)等把法蘭套在管端上,法蘭可以在管端上活動。常用于介質(zhì)溫度和壓力都不高而介質(zhì)腐蝕性較強的情況,當(dāng)介質(zhì)腐蝕性較強時,法蘭接觸介質(zhì)的部分(翻邊短節(jié))為耐腐蝕的高等級材料如不銹鋼等材料,而外部則利用低等級材料如碳鋼材料的法蘭環(huán)夾緊它以實現(xiàn)密封。