高压法兰

高压法兰:用于压力高于10MPa的管道或设备连接的法兰。目前 高压法兰,主要包括传统高压法兰高压自紧式法兰。

中文名高压法兰

外文名High-Pressure flanges

压    力高于10MPa

包    含传统高压法兰和高压自紧式法兰

高压法兰定义

英文名称:High-Pressure flanges

高压法兰传统高压法兰

高压法兰概述

传统高压法兰:是利用密封垫(椭圆垫、八角垫、透镜垫等)的塑性变形达到密封效果,连接于管端,使管子与管子相互连接的零件,法兰上有孔眼,双头螺栓使两法兰紧连。
高压法兰连接示意图

高压法兰产品介绍

传统一般由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。密封垫 安装在两法兰密封面之
带颈对焊钢制管法兰
间,拧紧螺母后,密封垫表面上的比压达到一定数值后使其产生塑性变形,使连接处严密不漏。这种形式可用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的场合但密封可靠性差。
中低压法兰

高压法兰产品特点

1、密封原理属于塑性变形
2、靠螺栓连接
3、螺栓要承受拉力、温差应力,且承受弯矩、扭矩等诸多外加应力
4、体积庞大,重量笨重,安装定位很困难。
5、密封性能不稳定,尤其在苛刻(高温、高压、介质有剧毒)的情况下容易产生泄漏,造成严重后果。

高压法兰高压法兰的应用及特性

高压法兰主要应用在管道的安装中,高压法兰连接是管道施工的重要连接方式,主要连接管与管之间的连接,起到重要的作用和价值。高压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。[1]高压法兰产品性能:
1、耐磨性:陶瓷复合钢管的内衬陶瓷层中Al2O3含量大于95%,显微硬度HV1000-1500,因而具有极高的耐磨性,其耐磨性比淬火后的中碳钢高十余倍,优于钨钻硬质合金。
2、耐腐蚀性陶瓷属中性材料,化学性能稳定,具有优异的耐腐性和耐酸性,可抗各种无机酸、有机酸、有机溶剂等,其抗蚀程度是不锈钢的十倍以上。

高压法兰材质

碳钢(Carbon Steel):ASTM A105,20#、Q235、16Mn、 ASTM A350 LF1,LF2 CL1/CL2,LF3 CL1/CL2、ASTM A694 F42,F46,F48,F50,F52,F56,F60,F65,F70
不锈钢(Stainess Steel):ASTM A182 F304、304L、 F316、316L、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti、321、18-8;
合金钢(Alloy Steel):ASTM A182 F1、 F5a、 F9、 F11、 F12、 F22、 F91、A182F12、A182F11、16MnR、Cr5Mo、
进口材质:[1](镍钢)、WC5(1.25%铬0.5%钼钢)、WC9(2.25%铬)、C5(5%铬%钼)、C12(9%铬1%钼)、CA6NM(4(12%铬钢)、CA15(4)(12%铬)、CF8M(316不锈钢)、CF8C(347不锈钢)、CF8(304不锈钢)、CF3(304L不锈钢)、CF3M(316L不锈钢)、CN7M(合金钢)、M35-1(蒙乃尔)、N7M(哈斯特镍合金B)、CW6M(哈斯塔镍合金C)、CY40(因科镍合金)

高压法兰高压自紧式法兰

高压法兰产品发展

此类产品于20世纪50年代诞生以来,广泛应用于石油石化、油气开采、工业煤气生产、石油精炼、食品加工、化工工业、环境工程、矿物及核电、航空航天、船舶工业、合成燃料加工、煤的氧化和液化等领域。在中国市场上,此类产品完全依靠进口,国内无一家可以设计、生产,直至2005年,这一局面才被国内的成都植源机械科技所打破。生产了中国的高压自紧式法兰ZY-LOC.

高压法兰高压自紧式法兰介绍

高压自紧式法兰
ª 高压自紧式法兰:是一种更利于高压、高温、高腐蚀等工况恶劣情况下管道连接的新型高压法兰。传统法兰是靠密封垫塑性变形以达到密封的作用,均属软密封,而高压自紧式法兰的核心是独有的新式密封,即依靠密封环的密封唇(T形臂)的弹性变形形成密封,属于硬密封。利用套节、卡套、密封环的筋骨组合,形成了一个强大的刚性体,使连接部位的强度远远大于管道母材自身强度。在受压时,筋和唇分别起强度和密封的作用,既能自紧密封①,又能加固管道,极大的加强了连接部位的整体强度,在此领域,是一个划时代的进步!
批注①:自紧密封:密封元件不仅受外部联接件施加的力进行密封,而且还依靠介质的压力压紧密封元件进行密封,介质压力越高,对密封元件施加的压紧力就越大。——引自《机械设计手册》卷二第十篇第一章
高压自紧式法兰产品结构:一般,每套高压自紧式法兰均由卡套、套节、密封环、螺栓组成。
1、金属密封环:密封环是高压自紧法兰的核心部位,其横截面近似于“T”形。法兰组装好后,密封环的筋被两套节HUB端面所夹持与母管形成整体,极大程度地提高了连接部位的强度;“T”形截面的两臂即密封唇,与套节的内部锥面生成了一个密封区域,在外力作用下(屈服极限范围内),自由延伸,形成密封。
2、套节:两个套节HUB被卡套卡紧后,压在密封环的筋上,而密封唇偏离套节的内部密封表面,这种偏离弹性地把套节内部密封面的负载回到密封环的唇部,形成一个自我增强型弹性密封。
3、卡套:卡套安装时可360°方向自由调整,方便安装。
4、四套球型螺栓:一般地,每套高压自紧式法兰仅需四套切向高压球形螺栓完成整体坚固

高压法兰高压自紧式法兰特点

1、密封方式:高压自紧式法兰的核心是独有的、金属对金属的新式密封,即依靠密封环的密封唇(T形臂)的弹性变形形成密封,属于硬
高压自紧式法兰剖面示意图
密封;再利用套节、卡套、密封环的筋骨组合,形成了一个强大的刚性体,使连接部位的强度远远大于管道母材自身强度。在受压时,筋和唇分别起强度和密封的作用,既能自紧密封,又能加固管道,极大的加强了连接部位的整体强度
2、抗拉性:大多数情况下,连接中的高压自紧式法兰比管道本身更能承受拉伸负载;破坏性测试证明,管道承受拉伸负载失效后,本法兰仍完好无泄漏。
3、抗弯曲性能:大量的测试表明本法兰在承受大弯曲负载时,仍不会泄漏或松脱,实际测试:DN15规格的高压自紧式法兰焊在管道上经受多次冷弯,高压自紧式法兰连接处不泄漏,且螺栓不松动。
4、抗压性:正常的管道应用中,高压自紧式法兰不会存在承受过载压缩的情况;在较高压缩负载发生时,高压自紧式法兰上的最大负载由管道的极限强度确定。
5、抗冲击性:几何尺寸小巧紧凑,可承受传统高压法兰所不能承受的冲击力;独特的金属对金属密封结构,使其抗冲击性能极大增强。
抗腐蚀性:不同的材质选择使其抗腐蚀性可满足不同使用环境的特殊防腐要求。

高压法兰高压自紧式法兰的应用

石油
高压自紧式法兰的应用领域
石化
化工
军工
冶金工业
电力
船舶工业
核工业
航天工业

高压法兰高压自紧式法兰安装

高压自紧式法兰连接示意图
1、首先将接头定位。
2、安装密封环,密封套内部与套节锥孔中。
3、安装卡套,在卡套内部与套节锥面接触部位涂润滑脂便于安装。
4、安装螺栓及球面螺母,需要在球面和螺纹上涂润滑脂以便安装。
5、拧紧螺母必须按对角顺序的方式逐步均匀拧紧并保证卡套有对称的位置。
6、应使用扭矩扳手按照产品说明书中的要求的扭矩拧紧螺母。
7、安装完成后两接头的端面与密封环的筋应紧密接触不能有间隙。

高压法兰传统法兰与高压自紧式法兰对比

两种法兰的对比
传统高压法兰
高压自紧式法兰
密封形式
密封垫的塑性变形
密封环的弹性变形
强度
密封垫为薄弱环
节强度低于管道
T型密封环的筋承担强度作用强度可大于管道
韧性
靠法兰盘和螺栓吸收变形力,会降低密封垫的压紧力,密封垫是塑性变形,影响密封
靠HUB、卡套和螺栓吸收变形力,密封环是弹性变形所以仍能紧贴HUB,不影响密封
紧固方式
螺栓预紧力直接作用于密封垫,只能依靠增加螺栓数量来模拟均布荷载
螺栓预紧力通过卡套形成均布荷载,压紧HUB,将力作用于密封环
螺栓数量
4N
一般只需4套
安装力矩
T
0.3*T
安装时间
t
1/4t至1/8t
体积(相同管口直径)
V
V/3
维护
定期检修
几乎零维护
寿命
1年至2年需更换密封垫
25年至30年
现实使用中的高压法兰

高压法兰产品状况

目前该产品世界上仅有四个国家能生产,
中国的:高压自紧式法兰zy-loc
美国的:grayloc,
英国的:vector,
意大利的:G-lok.
用户可根据价格和性能选用合适产品。

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