化工机械设备基础-第九章 法兰连接

化工设备机械基础课件 董大勤教材

第九章 法兰连接Flange凸缘车轮或管道上突出的边、缘、肋条或环 圈，用来增加物体强度、固定物体或使某一物 体附着在另一物体上 A protruding rim, edge, rib, or collar, as on a wheel or a pipe shaft, used to strengthen an object, hold it in place, or attach it to another object.

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一、概述为了安全，可拆连接必须满足下列基本要求：

(1) 足够的刚度。 连接件之间具有必须的密封压紧力，以保证在操作过程中介质不会泄漏； (2) 足够的强度。 不削弱整个结构的强度； (3) 耐腐蚀，在一定的温度范围内能正常工作，能 迅速并多次地拆开和装配；

(4) 成本低廉，适合于大批量地制造。

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法兰剖面图

密封面

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据统计,一座年产250万吨的炼油厂,法兰连接的数量达20万 个以上

法兰盘4

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压力容器法兰——筒体与封头、筒体与筒体或封头与管板之 间连接的法兰 管法兰——管道与管道之间连接的法兰

二、法兰连接结构与密封原理1——法兰； 2——垫片 3—— 螺栓、螺母

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法兰连接型式

平面型

凸凹面型

榫槽型6

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法兰受力螺栓作用给法兰的预紧力

垫圈作用力

轴向介质作用力

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高颈法兰中的应力环向弯曲应力 轴向弯曲应力

径向弯曲应力8

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渗透泄漏——流体通过垫 片材料本体毛细管的泄漏。 主要与垫片的结构和材质 有关；界面泄漏——流体沿着垫 片与法兰接触面之间的泄 漏，泄漏量大小主要与界 面间隙尺寸有关。

法兰管板9

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力学分析结论1.密封垫片是整个法兰联接的基础。 2.增加与法兰盘联接处容器厚度，不但会减小法兰加给器 壁的弯曲应力，面且增厚的器壁会增大法兰的刚度。 3.对法兰颈部主要作用的应力是弯曲应力，而弯曲应力的

大小是与受弯构件的厚度平方成反比，所以决定法兰强度大 小的关健尺寸是法兰盘的厚度。 4.法兰受力矩的大小与法兰栓孔中心圆和垫片中径之间的 距离有关，此距离越小，法兰力矩越小。适当确定螺栓直径 大小与数目10

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三、法兰的结构与分类——法兰分类有多种方式： 按加工方式分、按产品材料材质分、按生产标准分、按连 接方式分、按产品规格分类等。具体情况具体分类。

——法兰材质有：20#、A105、Q235A、12Cr1MoV、

16MnR、15CrMo、18-8、321、304、304L、316、316L等。

法兰盘11

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1、按接触面

(1)窄面法兰

(2)宽面法兰

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2、按其整体性程度 (1)松式法兰活套法兰、螺纹 法兰、搭接法兰

(2)整体法兰锻、铸、全焊透的 平焊法兰

(3)任意式法兰

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3.按法兰的形状

板式平焊法兰(PL)

带颈平焊法兰(SO)

KF快卸法兰

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四、影响法兰密封的因素主要有：螺栓预紧力；密封面型式；垫片性能；法兰刚度；

操作条件。 1.螺栓预紧力 ——预紧力不能过大，否则将会使垫片被压坏或挤出。 ——必须使预紧力均匀地作用于垫片。因此，当密封所需要 的预紧力一定时，采取增加螺栓个数、减小螺栓直径的办法

对密封是有利的。

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2.压紧面(密封面)