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，用螺栓连接在一起，完成了连接。另外，有的管件和器材已经自带法兰盘，也是属于法兰连接。法兰连接是管道施工的重要连接方式。

密封机理

法兰在螺栓预紧力的作用下，把处于法兰压紧面之间的垫圈压紧，当垫圈单位面积上所受的压紧力达到某一值时，借助于垫圈变形，把法兰密封表面上的不平处填满，这样就为阻止介质泄露形成了初始密封条件。

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。

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，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。

密封条件:法兰密封面上实际存在比压，预紧时不低于垫片的预紧密封比压，工作时应高于工作密封比压。

泄露

泄漏途径:渗透泄漏、界面泄漏

渗透泄漏:通过垫片材料本体毛细管的渗透泄漏，除了受介质压力、温度、粘度、分子结构等流体状态性质影响外，主要与垫片的结构与材料性质有关。

界面泄漏:沿着垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大小主要与界面间隙尺寸有关。加工时压紧面上凹凸不平的间隙及压紧力不足是造成“ 界面泄漏’ 的直接原因。“界面泄露”食糜峰时效的主要途径。

密封分类

根据获得密封比压方法的不同，压力容器密封可分为强制式密封和自紧式密封两种。

强制式密封是完全依靠连接件的作用力(如扳紧连接螺栓的预紧力)强行挤压密封元件达到密封，预紧力大约为工作压力产生的轴向力的1.1~1.6倍。

自紧式密封主要依靠容器内部的介质压力压紧密封元件实现密封。预紧力小，介质压力越高，密封越可靠，约为工作压力产生的轴向力的20%以下。

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

法兰连接受力

要保证法兰密封，就必须是法兰密封面实际存在的比压，预紧式不低于垫圈的预紧密封比压，工作室应高于工作密封比压。

实用结论

◆ 密封垫片是整个法兰联接的基础。垫片的材质、结构和尺寸是影响螺栓力和法兰力矩大小的主要因素之一。法兰标准中各个零件的结构尺寸和材质确定都不是孤立的。

◆增加与法兰盘连接处器壁的壁厚，不但会减小法兰给器壁的弯曲应力，而且增厚的器壁会反过来增大法兰盘的刚度、减小法兰盘中的弯曲应力。

◆对法兰强度起主要作用的三个应力都是弯曲应力，而弯曲应力的大小又与受弯构件的厚度的平方成反比，所以决定法兰强度大小的关键尺寸是法兰盘的厚度。

◆在螺栓力一定的条件下，法兰螺孔中心圆与密封垫片中径之间的距离越小，法兰所承受的外力偶矩越小。在所需螺栓总截面一定，并留有上紧螺母所必需间距的前提下，在确定螺栓直径与数目时，应以螺孔中心圆直径尽可能小为原则。盲目增大法兰外径是没有意义的。

◆增加与法兰盘连接处器壁或管壁的壁厚，将增加法兰的整体刚度，使其可用于更高的工作压力。

责任编辑：七年