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。
什么是法兰连接
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。
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。
2011-9-27
平面型
凹凸面型
13
（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。
常见法兰连接形式
常见法兰连接形式常见的法兰连接形式有以下几种：1.普通法兰连接（SliponFlange）：普通法兰连接是一种比较简单的连接方式，常用于低压和非关键部位的管道上。
它的连接形式是将法兰垂直套在管道外面，并用螺栓将法兰和管道固定在一起。
普通法兰连接适用于管道直径较小、压力较低的情况。
2.对焊法兰连接（WeldNeckFlange）：对焊法兰连接是一种常见的高压连接方式，适用于高压、高温和关键部位的管道。
它的连接形式是将法兰的端部与管道焊接在一起，可以提供良好的密封性和强度。
对焊法兰连接一般用于管道直径较大、压力较高的情况。
3.盲板法兰连接（BlindFlange）：盲板法兰连接常用于需要封堵管道的情况，例如管道的终点或漏洞修复。
它的连接形式是用一块盲板封堵住法兰的开孔，并用螺栓将盲板和法兰固定在一起。
盲板法兰连接可以提供良好的密封性，防止介质泄漏。
4.插焊法兰连接（SocketWeldFlange）：插焊法兰连接是一种形式较特殊的连接方式，适用于管道直径较小、压力较低的情况。
它的连接形式是将管道插入法兰的孔中，并进行焊接固定。
插焊法兰连接可以提供一定的密封性和强度。
5.螺纹法兰连接（ThreadedFlange）：螺纹法兰连接适用于管道直径较小、压力较低的情况。
它的连接形式是在法兰和管道的连接口上加上螺纹，通过螺纹连接固定。
螺纹法兰连接常用于易于拆卸的管道系统，可以方便地进行维修和更换。
以上是常见的几种法兰连接形式，每种连接形式都有其适用的场景和特点。
在选择连接形式时，需要考虑管道的直径、压力、温度以及管道上的介质等因素，以确保连接的可靠性和安全性。
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。
第六章 法兰连接
化 工 学
法兰与垫片接触面积位 于法兰螺栓中心圆的内外两 侧，垫片上有螺栓孔图 (b)
院
(a)
(a) 图6-4 窄面法兰与
(b)
三、法兰连接受力分析及其实用结论
化 （二）压力容器法兰的结构
工 设
密封面（压紧面）形式
备
平面型密封面
机
械
凹凸型密封面
基 础
密封面形式
榫槽型密封面
化
锥型密封面
工
学
梯形槽密封面
化 工 设 备 机 械 （一）整体法兰－指法兰盘、颈部与容器(或接 基 管)三者有效地连接成一整体结构的法兰。 础
化 工 在设备筒体或管道上，制
工 造容易，应用广泛，但刚性较差。
设 法兰受力后，法兰盘的矩形截面发生微小转动，与法
备 机 械 基
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
学
榫槽密封面适于易燃、易爆、有
院
毒的介质以及较高压力的场合。
三、法兰连接受力分析及其实用结论
化 （二）压力容器法兰的结构
工
3. 榫槽型密封面(TG)
设
备
采用凹凸型或榫槽型密封面时，位
机
置怎样考虑？
械
基
立式容器法兰密封面的槽面
础
或凹面应向上；
化
卧式容器法兰密封面的槽面
工
或凹面应位于筒体上。
学
即：不易拆的部分与槽相连。
化 工 学 院 图6-8 螺纹法兰
(b)套在焊环上
图6-7 活套法兰
(c)带环的结构
二、法兰的分类
化 （三）任意式法兰
工 设
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。
法兰面的6种连接面形式
法兰面的6种连接面形式法兰面是指管道连接的两端，其中一端为平面或凸台状，另一端为凹台状。
法兰面的连接方式有6种：1. 普通平面法兰连接（FF）普通平面法兰连接是最简单的连接方式，它适用于压力和温度较低的管道系统。
该连接方式要求两个法兰面必须完全平行，并且在安装时必须使用垫片来填补两个法兰面之间的缝隙。
2. 螺纹法兰连接（TF）螺纹法兰连接是通过螺纹将两个法兰紧密地拧在一起的连接方式。
该连接方式适用于压力和温度较低的管道系统。
螺纹法兰连接要求两个法兰必须具有相同的螺纹类型和大小，并且在安装时必须使用垫片来填补两个法兰之间的缝隙。
3. 焊接颈型法兰（WN）焊接颈型法兰是将焊接颈与管子焊接在一起形成一个整体，然后将另一个焊接颈与另一个管子焊接在一起，最后将两个焊接颈通过螺栓紧密地拧在一起的连接方式。
该连接方式适用于高温和高压的管道系统。
焊接颈型法兰要求两个法兰必须具有相同的焊接颈类型和大小，并且在安装时必须使用垫片来填补两个法兰之间的缝隙。
4. 焊接平面法兰（SO）焊接平面法兰是将管子直接与一个平面法兰焊接在一起，然后将另一个平面法兰与另一个管子焊接在一起，最后将两个平面法兰通过螺栓紧密地拧在一起的连接方式。
该连接方式适用于低压和低温的管道系统。
焊接平面法兰要求两个法兰必须具有相同的大小，并且在安装时必须使用垫片来填补两个法兰之间的缝隙。
5. 滑动套筒型法兰（SL）滑动套筒型法兰是通过一个滑动套筒将两个平面或凸台状的法兰连接在一起的连接方式。
该连接方式适用于需要频繁拆卸和安装管道系统。
滑动套筒型法兰要求两个法兰必须具有相同的大小，并且在安装时必须使用垫片来填补两个法兰之间的缝隙。
6. 螺旋卡箍型法兰（HG）螺旋卡箍型法兰是通过一个螺旋卡箍将两个平面或凸台状的法兰连接在一起的连接方式。
该连接方式适用于需要频繁拆卸和安装管道系统，并且要求管道系统具有较高的密封性。
螺旋卡箍型法兰要求两个法兰必须具有相同的大小，并且在安装时必须使用垫片来填补两个法兰之间的缝隙。
法兰连接
1.4 影响密封性能的主要因素
螺栓预紧力 垫片性能 压紧面质量 法兰刚度 操作条件
1.4.1 螺栓预紧力
预紧力使垫片压紧实现初始密封 适当提高预紧力可增加垫片的密封能力，即在正常工况 下保留较大的接触面比压力 预紧力不宜太大，否则使垫片整体屈服丧失回弹能力， 甚至将垫片挤出或压坏 预紧力应均匀地作用到垫片上，可采取减小螺栓直径、 增加螺栓个数等措施来提高密封性能
法兰连接
主讲 任会松
学习向导
了解法兰连接工作原理和垫片的种类 了解压力容器法兰和管法兰的类型 了解三种密封面的结构特点和应用范围 知道本公司使用法兰类型
法兰简介
压力容器的可拆密封装置形式有螺纹 连接、承插式连接和螺栓法兰连接等， 其中螺栓法兰连接应用最普遍。 螺栓法兰连接主要由法兰、螺栓和垫 片组成。螺栓作用是提供预紧力实现 初始密封，并承担内压产生的轴向力 和是螺栓法兰连接变为可拆连接。垫 片装在两个法兰中间，防止容器发生 泄漏。 法兰连接有较好的强度和紧密性，适 用的尺寸范围广，广泛应用于设备和 管道，但法兰连接不能很快的装配， 且制造成本较高。
榫槽型密封面
梯形槽
2.3.2 压力容器法兰用的密封垫片
非金属垫片：橡胶板、无石棉橡胶板、聚四氟乙 烯、柔 性石墨；断面形状一般为平面形或O形。这些材料的优 点是柔软，耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只 适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。
2.3.2 压力容器法兰用的密封垫片
金属垫片：常用的是软铝、软钢、铜、各种合金钢、不 锈钢。其断面形状有平面形、波纹形、齿形、椭圆形和 八角形等。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要 求软韧；主要用于中、高温和中、高压的法兰联接密封。
密封机理 法兰分类 法兰材质，选用
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什么是法兰，法兰连接？
Hale Waihona Puke 法兰是一种盘状零件，在管道工程中最为常见，法兰 都是成对使用的。在管道工程中，法兰主要用于管道的 连接。在需要连接的管道，各种安装一片法兰盘，低压 管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法 兰。两片法兰盘之间加上密封点，然后用螺栓紧固。不 同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。水泵和 阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成 相对应的法兰形状，也称为法兰连接。凡是在两个平面 在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为 “法兰”，如通风管道的连接，这一类零件可以称为 “法兰类零件”。但是这种连接只是一个设备的局部， 如法兰和水泵的连接，就不好把水泵叫“法兰类零件”。 比较小型的如阀门等，可以叫“法兰类零件”。法兰连 接是管道施工的重要连接方式。
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。 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。