法兰密封面和垫片的介绍及作用

法兰连接很少是因强度不足而遭破坏的，但常由于密封不好导致泄漏。因此，密封问题已成为法兰连接中的主要问题，而法兰密封面与垫片又直接影响到法兰的密封，有必要加以介绍。

1、法兰密封面即法兰接触面，简称法兰面。一般均需经过比较精密的加工，以保证足够的精度和光洁度，才能达到预期的密封效果。常用的法兰密封面有平面型、凹凸型、榫槽型和自紧型等数种。平面型密封面只有一个光滑的平面，为改善密封性能，常在密封面上车出几道宽约1mm、深约0.5mm 的同心圆沟槽，如同锯齿。这种密封结构简单，容易加工，但安装时垫片不易装正，紧螺栓时也易挤出，一般用于低压、无毒介质的容器上。

凹凸形密封面是一对法兰的密封面分别为凹面和凸面，且凸面高度略大于凹面深度。安装时把垫片放在凹面上，因此容易装正，且紧螺栓时也不会挤出。其密封性能优于平面型，但加工较困难，一般用于中压容器。

榫槽型密封面是在一对法兰的密封面上，将其中一个加工出一圈宽度较小的榫头，将另一个加工出与榫头相配合的榫槽，安装时垫片放在榫槽内。这种密封面因垫片被固定在榫槽内，不可能向两边挤出，所以密封性能更好。且垫片较窄，减轻了压紧螺栓的负荷。但这种密封面结构复杂，加工困难，且更换垫片比较费事，榫头也容易损坏。所以，一般只用于易燃或有毒的工作介质或工作压力较高的中压容器上。因其在氨生产设备上用得较多，所以又称为氨气密封。

自紧式密封面是将密封面和垫片加工成特殊形状，承受内压后，垫片会自动紧压在密封面上确保密封效果。故称为自紧式密封面。这种密封面的接触面积小，垫片在内压作用下有自紧能力，密封性能好，减少了螺栓的紧力，也就减少了螺栓和法兰的尺寸。这种密封面结构适用于高压及压力、温度经常波动的容器上。

2、垫片。法兰密封面即使经过精密的加工，法兰面之间也会存在微小的间隙，而成为介质泄漏的通道。垫片的作用就是在螺栓的压紧力作用下产生塑性变形，以填充法兰密封面之间存在的微小间隙，堵塞介质泄漏通道，从而达到密封的目的。

容器法兰连接所用的垫片有非金属软垫片、缠绕垫片、金属包垫片和金属垫片等数种。非金属软垫片是用弹性较好的板材按法兰密封面的直径及宽度剪成一个圆环。所用材料主要有橡胶板，石棉橡胶板和石棉板等，根据容器的工作压力、温度以及介质的腐蚀性来选用。一般低压、常温（≤100℃）和无腐蚀性的介质的容器多用橡胶板（经过硫化处理的硬橡胶工作温度可达200℃）；介质温度较高（对水蒸气∠450℃，对油类∠350℃）的中、低压容器通常用石棉橡胶板或耐油石棉橡胶板；一般的腐蚀性介质的低压容器常采用耐酸石棉板；压力较高时则用聚乙烯板或聚四氟乙烯板。

缠绕垫片是用石棉带与薄金属带（低碳钢或合金钢带）相间缠绕制成。因为薄金属带有一定的弹性，而且是多道密封，所以密封性能较好。用于压力或温度波动较大，特别是直径较大的低压容器上最为

适宜，因为这种垫片直径再大也可以没有接口。

金属包垫片又称为包合式垫片，是用薄金属板（一般是用白铁皮，介质有腐蚀性的用薄不锈钢板或铝板）内包石棉材料等卷制而成的圈环。这种垫片耐高温、弹性好，防腐能力强，有较好的密封性能。但制造较为费事，一般只用于直径较大、压力较高的低压容器或中压容器上。

四、法兰连接的紧固型式法兰连接的紧固型式有螺栓紧固、带铰链的螺栓紧固和“快开式”法兰紧固等数种。螺栓紧固结构简单、安全可靠，法兰通常都广泛采用这种紧固型式。但也存在拆装费时的弱点。所以，这种紧固形式只用于一些不经常拆卸的法兰连接。若容器端盖常需开启，则用带铰链的螺栓紧固。因螺栓带有铰链，法兰上螺孔开有缺口，用这种紧固型式拆卸时不用从螺栓上卸下螺母，只要拧松后螺栓就可绕铰链轴从法兰边翻转下来。为了便于拆卸，螺母制成特殊的带有蝶形或环状的肩部。这种法兰紧固型式虽装卸方便省时，但法兰较厚时，若螺栓安放稍有不正，在容器运行时可能发生螺栓滑脱飞出的意外事故。常只用于压力较低，直径较小的容器法兰连接，多见于染料、制药等化工容器。“快开式”的法兰紧固是一种不用螺栓紧固的法兰连接结构。用于端盖需要频繁开闭的压力容器。这种紧固型式具有一对形状比较特殊的法兰，与容器筒体的连接的法兰较厚，中间有一条环形槽，槽外端部圈环内侧开有若干个齿形缺口；焊在端盖上的法兰较薄，其厚度略小于筒体法兰上环形槽的宽度，其外径略小于环形槽的内径。法兰外侧开有齿形缺口节距与筒形法兰上齿形缺口节距相同。装配时把端盖法兰的缺口对齐筒体法兰上的齿。并放入环形槽内，然后转动端盖约一个齿槽的距离，使两者的齿相对齐，两个法兰即连接完毕。它的密封装置一般是在筒体法兰的密封面上加工出一条环形密封槽，装入整体式垫片，在密封槽的底部通入蒸汽或压缩空气，垫片即被压紧在端盖的密封面上，达到密封的目的。直径较大的端盖，装配时要用机械传动减速装置来转动。这种法兰紧固形式可以减轻劳动强度，节省装卸时间，密封性能也较好。但使用时要注意安全，开盖前必须将容器内的压力泄尽，最好能装设连锁装置来保证开盖前容器内泄尽压力。

容器法兰及管法兰，螺栓及垫片等连接件的规格均已标准化，国家及有关部门均制定了有关标准，选用时可以查阅。