什么是法兰连接
第十章法兰连接介绍
第十章法兰连接介绍法兰连接是一种常用的管道连接方式，常用于管道系统中的连接部分。
它通过将两个管道的末端分别与一个或多个法兰连接在一起来完成连接。
法兰连接具有结构简单、便于拆装、可靠密封等优点，因此在工业中得到广泛应用。
本文将介绍法兰连接的组成部分、分类、安装方法以及常见问题和解决方法等内容，以帮助读者更好地理解和应用法兰连接。
首先，我们来看一下法兰连接的组成部分。
法兰连接主要由两个法兰和中间的密封垫片和螺栓组成。
法兰是连接的主要组成部分，它有一个平坦的连接面，上面有一些孔用于固定连接螺栓。
密封垫片位于两个法兰之间，用于保证连接的密封性。
螺栓和螺母用于将两个法兰连接在一起，同时施加足够的压力使垫片能够密封。
其次，我们来了解一下法兰连接的分类。
法兰连接根据其结构和使用场景的不同，可以分为标准法兰连接、对夹法兰连接和承插式法兰连接等几种。
标准法兰连接是最常见的一种，它有一个平坦的连接面和固定孔，适用于一般的压力和温度条件。
对夹法兰连接是在标准法兰连接的基础上增加了一个夹持环，使连接更加牢固，适用于高压和高温条件。
承插式法兰连接是一种特殊的法兰连接，它有一个凸起的连接面和一个凹陷的连接面，通过将凸起面插入凹陷面来实现连接。
接下来，我们来介绍一下法兰连接的安装方法。
首先，将法兰放在管道的末端，使连接面平整对齐。
然后，在连接面上打上固定孔，并将螺栓穿过孔洞。
接下来，将密封垫片放在法兰之间，确保垫片不会滑落。
最后，将螺母旋紧，施加足够的压力使垫片能够密封。
安装完成后，可以用手轻轻拧动螺栓，检查连接是否牢固。
最后，我们来讨论一下法兰连接常见的问题和解决方法。
一种常见的问题是法兰连接漏水。
这可能是由于垫片松动或损坏导致的。
解决方法是检查和紧固螺栓，并更换损坏的垫片。
另一种常见的问题是法兰连接漏气。
这可能是由于连接面不平整或垫片不适合导致的。
解决方法是对连接面进行修整，或者更换适合的垫片。
此外，还应定期检查法兰连接，确保连接的可靠性和密封性。
管道连接方式和适用范围
管道连接方式和适用范围
管道连接方式主要有焊接连接、螺纹连接、法兰连接和插接连接等。
以下是各种连接方式的特点和适用范围：
1. 焊接连接：通过焊接将管道和管件连接在一起，通常使用电焊、气焊或电弧焊等方式。
此连接方式具有结构简单、连接牢固、密封性好的特点，适用于高压、高温和重负荷工况下的管道系统。
2. 螺纹连接：通过管道和管件的外螺纹和内螺纹相互连接，一般采用螺纹密封剂来提高密封性。
螺纹连接具有安装方便、拆卸容易的优点，适用于低压、低温和无振动的管道系统。
3. 法兰连接：通过法兰和法兰垫片等配件将管道和管件连接在一起，通常通过螺栓将法兰紧固。
法兰连接具有结构复杂、安装拆卸麻烦但密封性好、可靠性高的特点，适用于高压、高温和带有振动或冲击的管道系统。
4. 插接连接：通过插入式接头将管道和管件连接在一起，常见的有卡箍、套管和套接等。
插接连接具有安装快速、可拆卸重复使用的特点，适用于低压、低温和临时或频繁拆卸的管道系统。
此外，还有其他一些管道连接方式，如卡箍连接、卡套连接、热熔连接、橡胶套连接等，根据具体工艺要求和管道设计要求选择合适的连接方式。
法兰连接
法兰主要的失效形式：泄漏， 法兰主要的失效形式：泄漏，包括渗透泄漏和 界面泄漏。 界面泄漏。
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预紧密封比压： 预紧密封比压：满足初始密封条件时在垫圈单位 面积上的压紧力。 面积上的压紧力。 工作密封比压：设备或管道升压后， 工作密封比压：设备或管道升压后，螺栓受到拉 伸，法兰密封面与垫圈之间的压紧力有所下降， 法兰密封面与垫圈之间的压紧力有所下降， 当这一比压下降到某一临界值以下时， 当这一比压下降到某一临界值以下时，介质将发 生泄漏。这一临界比压值即工作密封比压。 生泄漏。这一临界比压值即工作密封比压。 二、法兰连接受力分析及结论 要保证法兰密封， 要保证法兰密封，就必须使法兰密封面上实际存 在的比压，预紧时不低于垫圈的预紧密封比压， 垫圈的预紧密封比压 在的比压，预紧时不低于垫圈的预紧密封比压， 工作时应高于工作密封比压。 工作时应高于工作密封比压。
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平面型
凹凸面型
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（2）凹凸型密封面 由一个凸 面和一个凹面所组成， 面和一个凹面所组成，在凹面 上放置垫圈，压紧时， 上放置垫圈，压紧时，由于凹 面外侧有挡台， 面外侧有挡台，垫圈不会挤出 垫片便于对中， 来，垫片便于对中，但宽度较 需较大的螺栓预紧力。 大，需较大的螺栓预紧力。
平面型
凹凸面型
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（3）榫槽型密封面 密封面由一 个榫和一个槽所组成， 个榫和一个槽所组成，垫圈放在 草内。 草内。这种密封面采用缠绕式或 金属包垫圈，垫圈宽度16-25mm， 金属包垫圈，垫圈宽度16-25mm， 16 容易获得良好的密封效果。 容易获得良好的密封效果。适用 于密封易燃、易爆、有毒介质。 于密封易燃、易爆、有毒介质。 密封面的凸面部分容易碰坏， 密封面的凸面部分容易碰坏，运 输与装拆时都应注意。 输与装拆时都应注意。 （4）梯形槽压紧面用于较高压力 场合。 场合。
10_法兰连接解析
3.压力容器法兰的尺寸系列：
⑴ 两个基本参数
法兰的尺寸是由法兰的公称压力PN和公称直径DN两个参 数唯一确定的。 ① 法兰的公称直径：指与法兰相配的筒体或封头的公称直径。 ② 法兰的公称压力：指的是在规定的设计条件下，在确定
法兰结构尺寸时所采用的设计压力。法兰的公称压力并不代
表它的允许工作压力。
压力容器法兰的公称压力分七个等级，即0.25、0.60、
16MnR 0.25MnR
(3) 确定法兰结构尺寸
根据上述计算结果查附表10-2或10-3,并将尺寸注于图中。
° × °
等均影响密封。
二、法兰连接受力分析
法兰受力分析过程参见教材P247~P248。影响法兰受力
的因素有密封垫圈性质、与法兰联结处的器壁壁厚、螺栓孔 中心与密封垫圈的距离等。所受应力为三个弯曲应力。
轴向弯曲应力σx 环向应力σθ 径向应力σr
结论：
1.密封垫圈是整个法兰的基础，是影响螺栓力和法兰力 矩大小的主要因素之一。 2.增加与法兰盘接连处器壁（或管壁）的壁厚，可增加法兰的 刚度并可减小法兰加给器壁的弯曲应力。 3.决定法兰强度大小的关键尺寸是法兰盘的厚度。
ห้องสมุดไป่ตู้
4.法兰螺孔中心圆直径应尽量小，盲目增大法兰外径没有
意义。
三、容器法兰标准
标准号为 JB/T4700～4707—2000。
⒈ 压力容器法兰类型与结构 压力容器法兰从整体看有三种形式：
甲型平焊法兰 乙型平焊法兰 长颈对焊法兰
① 甲型平焊法兰:
有平面密封面和凹凸密封面两种密封面型式。
°
1.密封原理：在连接口增加流体流动的阻力。当压力介质通
过密封口的阻力降大于密封口两侧的介质压力差时，介质就 被密封住了。图给出了强制密封中垫圈变形过程示意图。
阀门连接形式及标准大全
阀门的连接形式法兰连接,对夹连接,对焊连接,螺纹连接,卡套连接,卡箍连接,内自紧连接整个阀门与管路或设备之间是怎样连接的，这个问题不可忽视，因为阀门的跑、冒、滴、漏现象，绝大部分发生在这里。
1、法兰连接这是阀门中用得最多的连接形式。
按结合面形状又可分为以下几种：1）光滑式：用于压力不高的阀门。
加工比较方便2）凹凸式：工作压力较高，可使用中硬垫圈3）榫槽式：可用塑性变形较大的垫圈，在腐蚀性介质中使用较广泛，密封效果较好。
4）梯形槽式：用椭圆形金属环作垫圈，使用于工作压力≥64公斤/平方厘米的阀门，或高温阀门。
5）透镜式：垫圈是透镜形状，用金属制作。
用于工作压力≥100公斤/平方厘米的高压阀门，或高温阀门。
6）O形圈式：这是一种较新的法兰连接形式，它是随着各种橡胶O形圈的出现，而发展起来的，它在密封效果上比一般平垫圈可靠。
2、对夹连接用螺栓直接将阀门及两头管道穿夹在一起的连接形式。
3、对焊连接4、螺纹连接这是一种简便的连接方法，常用于小阀门。
又分两种情况：1）直接密封：内外螺纹直接起密封作用。
为了确保连接处不漏，往往用铅油、线麻和聚四氟乙烯生料带填充；其中聚四氟乙烯生料带，使用日见广泛；这种材料耐腐蚀性能很好，密封效果极佳，使用和保存方便，拆卸时，可以完整地将其取下，因为它是一层无粘性的薄膜，比铅油、线麻优越得多。
2）间接密封：螺纹旋紧的力量，传递给两平面间的垫圈，让垫圈起密封作用。
5、卡套连接卡套连接，在我国近年才发展起来，它的连接和密封原理是，当旋紧螺母时，卡套受到压力，使其刃部咬入管子外壁，卡套外锥面又在压力下与接头体内锥面密合，因而能够可靠地防止泄漏。
这种连接形式的优点是：1）体积小，重量轻，结构简单，拆装容易；2）连接力强，使用范围广，可耐高压（1000公斤/平方厘米）、高温（650℃）和冲击振动；3）可以选用多种材料，适合防腐蚀；4）加工精度要求不高；5）便于高空安装。
目前，卡套连接形式，已在我国某些小口径阀门产品中采用。
各种连接方式的优缺点
现有管道的连接方式：一，法兰连接：法兰连接是将垫片放入一对固定在两个管口上的法兰的中间，用螺栓拉紧使其紧密结合起来的一种可拆卸的接头。
（故法兰连接的设计中主要解决的问题是防止介质泄漏) 1，法兰连接的优缺点：法兰联接有较好的强度和紧密性，适用的尺寸范围宽，在设备和管道上都能应用，所以应用最普遍。
但法兰联接时，不能很快地装配与拆卸，制造成本较高.2，法兰的分类：整体法兰，松式法兰，任意式法兰整体法兰：（1），平焊法兰.法兰盘焊接在设备筒体或管道上，制造容易，应用广泛，但刚性较差。
法兰受力后，法兰盘的矩形截面发生微小转动，与法兰相联的筒壁或管壁随着发生弯曲变形。
于是在法兰附近筒壁的截面上，将产生附加的弯曲应力。
所以平焊法兰适用的压力范围较低（PN<4.0MPa）。
（2），对焊法兰又称高颈法兰或长颈法兰。
颈的存在提高了法兰的刚性，同时由于颈的根部厚度比筒体厚，所以降低了根部的弯曲应力。
此外，法兰与筒体（或管壁）的联接是对接焊缝，比平焊法兰的角焊缝强度好，故对焊法兰适用于压力、温度较高或设备直径较大的场合。
松式法兰：法兰不直接固定在壳体上或者虽固定而不能保证法兰与壳体作为一个整体承受螺栓载荷的结构，均划为松式法兰，如活套法兰、螺纹法兰、搭接法兰。
活套法兰的法兰盘可以采用与设备或管道不同的材料制造，用于铜制、铝制、陶瓷、石墨及其非金属材料的设备或管道上。
受力后无附加弯曲应力，只适用于压力较低场合螺纹法兰广泛用于高压管道上，法兰对管壁产生的附加应力较小。
但这种法兰刚度小，它的厚度较厚，一般只适用于压力较低的容器上。
任意式法兰：任意式法兰与壳体连成一体，刚性比整体法兰差，如未焊透的焊接法兰。
3，石油化工上常用的法兰标准：一类是压力容器法兰标准，一类是管法兰标准（1）压力容器法兰标准可分为甲型平焊法兰，乙型平焊法兰，长颈对焊法兰甲型平焊法兰：它直接与容器的筒体或封头焊接。
在上紧和工作时均会作用给容器器壁一定的附加弯矩，且法兰盘自身的刚度也较小，所以适用于压力等级较低和筒体直径较小的范围内。
《法兰连接》PPT课件
GB9119.7-88外，常用标准还有：化工部标准HG20592～ HG20602-97；中石化标准SH3406-96等。其中化工部标准中分 为欧洲体系、美洲体系等，我国常用的为欧洲体系。
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例11-1：塔身与封头的法兰。塔内径1000mm，操作温度 280℃，设计压力0.2MPa。Q235-A。
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非金属垫 片：
橡胶石棉板、聚四氟乙烯等。 ✓ 柔软 ✓ 耐温度和压力性能较金属垫片差。 只适用于常、中温和中、低压设备和管道的
法兰密封。
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金属与非金属混合 制垫片：
金属包垫片及缠绕垫片等。 金属包垫片用薄金属板（镀锌薄钢板、 0Cr18Ni9等）将非金属包起来； 金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带)与石 棉带一起绕制而成。不带定位圈和带定位圈。
当筒体的L/D较小，d/D较大，或有加强圈时，取 A≤0.2L。
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㈡ 圈座
采用圈座的情况： ✓ 对于大直径薄壁容器和真空容器，因其自身重量可能造成严
重挠曲； ✓ 多于两个支承的长容器。 除常温常压下操作的容器外，至少应有一个圈座是滑动支承的。
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㈢ 腿式支座
简称支腿 连接处造成严重的局部应力，只适用于小型设 备（DN≤1600、L≤5m）。 腿式支座的结构型式、系列参数等参见标准 JB/T 4714-92 《腿式支座》。
❖ 图（f）为甲型平焊法兰 ❖ 图（g）为乙型平焊法兰 ❖ 图（e）为法兰
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（2）、用在接管上又有板式平焊法兰、带颈平焊法 兰和带颈对焊法兰三种类型。
❖ 板式平焊法兰：由于法兰直接与钢管焊接，法兰盘 在操作时受力状态差，易发生形变。适用于低压场 合。
连接方式法兰、螺纹、卡箍
连接方式（法兰、螺纹、卡箍）法兰连接法兰盘[1]就是把两个管道、或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓连接在一起，完成了连接。
有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。
这种连接主要用于铸铁管、、非铁金属管和法兰等的连接，工艺设备与法兰的连接也都采用法兰连接。
法兰连接的主要特点是拆卸方便、强度高、密封性能好。
安装法兰时要求两个法兰保持平行、法兰的密封面不能碰伤，并且要清理干净。
法兰所用的，要根据设计规定选用。
法兰连接是管道施工的重要连接方式。
法兰分螺纹连接（丝接）法兰和焊接法兰。
低压小直径有丝接法兰，高压和低压大直径都是使用焊接法兰，不同压力的法兰盘的厚度和连接螺栓直径和数量是不同的。
根据压力的不同等级，法兰垫也有不同材料，从低压石棉垫、高压石棉垫及四氟垫到金属垫都有。
法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。
在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。
在家庭内，管道直径小，而且是低压，看不见法兰连接。
如果在一个锅炉房或者生产现场，到处都是法兰连接的管道和器材。
法兰连接球阀常见法兰(6张)螺纹连接螺纹连接是一种广泛使用的可拆卸的固定连接，具有结构简单、连接可靠、装拆方便等优点。
目录1.2.3.4.5.6.7.8.展开1.2.3.4.5.6.7.8.展开概述传统的螺纹检测方法是利用螺纹量规进行接触或利用万能工具显微镜进行人工测量，工作量大，工作效效率规的低，测量结果易受人为影响。
在接触式测量中，螺纹量规易磨损，从而影响测量精度，更换量规的成本也高。
另外，在有些工作场合人工难以完成检测工作。
为此，需要自动的螺纹检测设备来解决螺纹检测的瓶颈问题，以提高紧固件企业的效益。
形成螺纹πd2S ψ将一直角三角形绕在直径为d2的圆柱表面上，使三角形底边ab与圆柱体的底边重合，则三角形的斜边在圆柱体表面形成一条螺旋线。
三角形的斜边与底边的夹角λ，称为螺旋线升角。
若取一平面图形，使其平面始终通过圆柱体的轴线并沿着螺旋线运动，则这平面图形在空间形成一个螺旋形体，称为螺纹。
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法兰连接就是把两个管道、管件或器材，先各自固定在一个法兰盘上，两个法兰盘之间，加上法兰垫，用螺栓紧固在一起，完成了连接。
有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。
这种连接主要用于铸铁管、衬胶管、非铁金属管和法兰阀门等的连接，工艺设备与法兰的连接也都采用法兰连接。
法兰连接的主要特点是拆卸方便、强度高、密封性能好。
安装法兰时要求两个法兰保持平行、法兰的密封面不能碰伤，并且要清理干净。
法兰所用的垫片，要根据设计规定选用。
法兰连接是管道施工的重要连接方式。
法兰分螺纹连接（丝接）法兰和焊接法兰。
低压小直径有丝接法兰，高压和低压大直径都是使用焊接法兰，不同压力的法兰盘的厚度和连接螺栓直径和数量是不同的。
根据压力的不同等级，法兰垫也有不同材料，从低压石棉垫、高压石棉垫到金属垫都有。
法兰连接使用方便，能够承受较大的压力。
在工业管道中，法兰连接的使用十分广泛。
在家庭内，管道直径小，而且是低压，看不见法兰连接。
如果在一个锅炉房或者生产现场，到处都是法兰连接的管道和器材。