导语:
法兰常用材料
法兰材料一般采用锻件、板材、铸件以及管材进行制造加工。
法兰锻件
材料牌号 | 标准 | 材料牌号 | 标准 |
20 | NB/T 47008 | A105 | GB/T 12228 |
16 Mn | NB/T 47008 | 16 MnD | NB/T 47009 |
20MnMo | NB/T 47008 | 09 MnNiD | NB/T 47009 |
15CrMo | NB/T 47008 | 20MnMoD | NB/T 47009 |
12Cr1MoV | NB/T 47008 | 08MnNiCrMoVD | NB/T 47009 |
12Cr2Mo1 | NB/T 47008 | 06Cr17Ni12Mo2Ti | NB/T 47010 |
12Cr5Mo | NB/T 47008 | 022Cr19Ni10 | NB/T 47010 |
10Cr9Mo1VNbN | NB/T 47008 | 06Cr19Ni10 | NB/T 47010 |
- | - | 06Cr18Ni11Ti | NB/T 47010 |
- | - | 022Cr17Ni14Mo2 | NB/T 47010 |
- | - | 06Cr17Ni12Mo2 | NB/T 47010 |
法兰板材
材料牌号 | 标准 | 材料牌号 | 标准 |
Q235A-B | GB/T 700 | 16MnDR | GB/T 3531 |
20 | GB/T 711 | 09MnNiDR | GB/T 3531 |
A 级钢 | GB/T 712 | 022Cr19Ni10 | GB/T 4237 |
Q245R | GB/T 713 | 022Cr19Ni10N | GB/T 4237 |
Q345R | GB/T 713 | 06Cr19Ni10 | GB/T 4237 |
Q370R | GB/T 713 | 06Cr18Ni11Ti | GB/T 4237 |
15CrMoR | GB/T 713 | 06Cr18Ni11Nb | GB/T 4237 |
12Cr1MoVR | GB/T 713 | 06Cr17Ni12Mo2Ti | GB/T 4237 |
12Cr2Mo1R | GB/T 713 | 022Cr22Ni5Mo3N | GB/T 4237 |
06Cr17Ni12Mo2 | GB/T 4237 | 022Cr23Ni5Mo3N | GB/T 4237 |
06Cr19Ni13Mo3 | GB/T 4237 | 022Cr17Ni12Mo2 | GB/T 4237 |
022Cr17Ni12Mo2N | GB/T 4237 | 022Cr19Ni13Mo3 | GB/T 4237 |
022Cr19Ni16Mo5N | GB/T 4237 | 015Cr21Ni26Mo5Cu2 | GB/T 4237 |
06Cr17Ni12Mo2Nb | GB/T 4237 | - | - |
法兰铸件
材料牌号 | 标准 | 材料牌号 | 标准 |
WCA | GB/T 12229 | ZG20CrMoV | JB/T 9625 |
WCB | GB/T 12229 | LCB | JB/T 7248 |
WCC | GB/T 12229 | LCA | JB/T 7248 |
WC6 | JB/T 5263 | LC2 | JB/T 7248 |
WC1 | JB/T 5263 | LC3 | JB/T 7248 |
WC9 | JB/T 5263 | LC4 | JB/T 7248 |
C12A | JB/T 5263 | LC9 | JB/T 7248 |
ZG19MoG | GB/T 16253 | CF3 | GB/T 12230 |
ZG12Cr2MolG | GB/T 16253 | CF8 | GB/T 12230 |
ZG16Cr5MoG | GB/T 16253 | ZG08Cr18Ni9Ti | GB/T 12230 |
ZG24Ni2MoD | GB/T 16253 | CF8M | GB/T 12230 |
ZG15Cr1MoG | GB/T 16253 | ZG08Cr18Ni12Mo2Ti | GB/T 12230 |
ZG14Cr9Mo1G | GB/T 16253 | ZG08Cr19Ni11Mo2Nb | GB/T 12230 |
ZG03Cr19Ni11Mo2 | GB/T 16253 | CF3M | GB/T 12230 |
ZG03Cr19Ni11Mo3 | GB/T 16253 | - | - |
ZG08Cr20Ni10Nb | GB/T 16253 | - | - |
ZG07Cr19Ni11Mo2 | GB/T 16253 | - | - |
ZG07Cr19Ni11Mo3 | GB/T 16253 | - | - |
法兰管材
材料牌号 | 标准 | 材料牌号 | 标准 |
0Cr17Ni12Mo2 | GB/T 14976 | 00Cr19Ni10 | GB/T 14976 |
0Cr19Ni13Mo3 | GB/T 14976 | 00Cr18Ni10N | GB/T 14976 |
00Cr19Ni13Mo3 | GB/T 14976 | 0Cr18Ni9 | GB/T 14976 |
00Cr17Ni13Mo2N | GB/T 14976 | 0Cr18Ni10Ti | GB/T 14976 |
00Cr17Ni14Mo2 | GB/T 14976 | 0Cr18Ni11Nb | GB/T 14976 |
0Cr18Ni12Mo2Ti | GB/T 14976 | - | - |
法兰密封垫片选择
1、具有较好的物理、机械性能;
2、耐介质腐蚀、不污染介质、不腐蚀法兰密封面;
3、具有良好的压缩回弹性能;
4、具有较小的应力松弛率;
5、泄漏率低。
密封垫片材料的使用介质环境要求:
—可燃材料(如橡胶)和柔性石墨材料制成的垫片不应用于输送强氧化性介质的管道。
—用于不锈钢或镍基合金法兰连接时,氯离子含量不应超过50g/g。
—无石棉纤维制成的垫片不应用于极度或高度危害介质以及高真空工况。
—聚四氟乙烯包覆垫片不应使用于真空工况。
—聚四氟乙烯垫片、聚四氟乙烯包覆垫适用于耐腐蚀、防黏结和清洁度要求高的场合。
密封垫片材料的使用环境温度要求:
—无石棉纤维橡胶板类非金属或半金属垫片的工作温度宜不大于150℃。
—聚四氟乙烯类非金属或半金属垫片的最高工作温度应不大于260℃,长期使用温度宜不大于200 ℃。
—普通柔性石墨类增强非金属或半金属垫片的工作温度宜不大于450℃。
—层状硅酸盐类高温材料工作温度应不大于850℃。
—金属包覆垫的最高使用温度应低于金属材料和填充材料的最高使用温度的较低值。
常用密封垫片的选用要求如下表
垫片型式 | 垫片材料 | 法兰公称压力PN | 法兰密封面型式 |
非金属平垫片 | 橡胶板 | ≤16 | RF 、MF 、TG 、FF |
无石棉纤维板、膨体聚四氟乙烯板、改性聚四氟乙烯板 | ≤40 | ||
聚四氟乙烯包覆垫 | 聚四氟乙烯+非石棉纤维橡胶板/橡胶板 | 6~40 | RF |
柔性石墨复合增强垫片 | 金属+柔性石墨 | ≤25 | RF 、MF 、TG、FF |
金属包覆垫 | 金属+柔性石墨板/非石棉纤维橡胶板/聚四氟乙烯板/陶瓷纤维板 | ≤63 | RF |
缠绕垫 | 金属+柔性石墨/聚四氟乙烯/无石棉纤维/耐高温层状硅酸盐复合材料 | 10~250 | RF 、MF、TG |
金属齿形组合垫 | 金属+柔性石墨/聚四氟乙烯 | 16~160 | RF 、MF、TG |
金属波齿复合垫 | 金属+柔性石墨 | 10~250 | RF 、MF、TG |
金属环垫 | 金属 | 63~400 | RJ |
密封垫选用原则:
(1)一般来说,对于常压/低压(P<1.6MPa)及温度不高(t≤200℃)的非强腐蚀系统,考虑采用非金属垫片;
(2)对中压(P<10MPa)、中温(t≤500℃)及腐蚀性、渗透性强的介质,采用金属包覆垫、金属缠绕垫;
(3)对高压系统则采用金属平垫、双锥密封、伍德密、卡扎里密封、八角垫和椭圆垫。
密封垫片的材质分类
(1)非金属密封垫片
● 橡胶垫片:
——常见材质:
丁腈橡胶、氟橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、三元乙丙橡胶等
——优势特点:
柔软性好,适用于低温和中等压力环境,部分材料具有一定的耐酸碱性和抗老化性。
● 石棉垫片:
—— 产品特点:
耐高温、耐压性能优异,但由于石棉对健康有害,逐渐被限制使用。
—— 替代材料:
非石棉垫片,通常由合成纤维和橡胶制成,性能类似但无健康危害。
● 柔性石墨垫片:
具有良好的导热性和耐腐蚀性,摩擦系数低,常用于高温高压场合。
● 聚四氟乙烯(PTFE)垫片:
具有出色的耐腐蚀性能和绝缘性能,摩擦系数低且不易粘附,适用于强酸、强碱等腐蚀性介质。
(2)金属复合垫片
● 金属【缠绕式】垫片
——结构与材质:
由金属带和非金属填充材料(如石墨、PTFE)螺旋缠绕而成,外层通常由金属环增强,以提升强度和稳定性。
——优势特点:
兼具金属和非金属材料的优点,具有良好的弹性和密封性,适用于高温、高压和振动的工况。
● 金属【包覆】垫片:
——材质与结构:
以非金属材料(如石墨、陶瓷纤维)为内芯,外包一层金属薄片(如不锈钢、铝),从而结合了柔软性与强度。
——优势特点:
兼具非金属垫片的柔软性和金属材料的强度、耐久性,适用于中高压环境,能够在较高温度和腐蚀性介质中提供可靠的密封性能。
● 【金属充齿板】柔性石墨复合垫片
——结构与材质:
以金属充齿板作为基材,与柔性石墨结合制成
——优势特点:
金属充齿板增加了垫片的强度和耐压性能,而柔性石墨提供了良好的密封性和耐高温性。
● 金属【波齿】复合垫片
——结构与材质:
由表面有波纹或齿形的金属垫片和柔性密封材料(如石墨)组合而成。
——优势特点:
金属波齿结构增加了垫片与法兰的接触面积,适应法兰表面的不平整,并能提供更好的密封效果。
● 金属【齿形】复合垫片
——结构与材质:
由齿形金属芯和柔性填充材料(如石墨、PTFE)组合而成。
——优势特点:
金属齿形结构提供了高强度和良好的密封性,填充材料增强了垫片的柔软性和适应性。
(3)金属垫片
● 金属【平】垫片:
——结构与材质:
金属平垫片是由金属材料(如不锈钢、铜、铝、碳钢等)制成的平坦的环状垫片。
——优势特点:
金属平垫片强度高、耐腐蚀,能承受极高的温度和压力,适用高温高压强腐蚀等苛刻工况。
● 金属【环形】垫片:
——结构与材质:
金属环垫片通常是由金属材料(如304、316不锈钢、软铁、低碳钢、镍基合金等)制成的环形垫片,通常具有特定的截面形状,如椭圆形环垫片、八角形环垫片、RX型及BX型自紧密封环垫,以匹配对应的法兰槽。
——优势特点:
密封性能卓越,专用于高压法兰连接,常见于高压环境中的RTJ法兰槽内密封。
● 金属【波形】垫片
——结构与材质:
具有波纹状的金属表面,通常使用不锈钢或耐高温金属材料。波纹设计增加了接触表面积,适应法兰表面的不平整。
——优势特点:
能够适应法兰表面的轻微不平整,提供良好的弹性和密封性能,用于高温高压的工况。
● 金属【齿形】垫片
——结构与材质:
表面具有齿状金属设计,通常由不锈钢、碳钢或合金材料制成。齿形设计增强了抓地力和密封性。
——优势特点:
齿状表面可以有效地在法兰表面上提供良好的密封,对于不平整的法兰面也能提供良好的密封效果,适合用于需要高密封性能的应用。
● 金属【透镜】垫片
——结构与材质:
形状类似透镜,中间厚,两边薄,使用不锈钢或耐高温金属材料。
——优势特点:
透镜形状提供均匀的密封压力分布,对于高压、高温环境有良好的密封性能。
法兰紧固件选用
—全螺纹螺柱适用于所有公称压力等级、介质、工况及垫片型式。
—1型螺母适用于和六角头螺栓以及等长双头螺柱配合使用。
—与全螺纹螺柱配合使用的螺母应为管法兰专用2型螺母。
法兰安装要求
—清理
—检查
安装前核对法兰的类型(包括密封面)尺寸、压力等级。
法兰密封面应保持清洁。无缺口、沟槽和毛刺等影响密封的缺陷。
使用垫圈时,应采用整体硬化垫圈。
非金属平垫片和金属缠绕垫不应重复使用。
—安装
法兰螺栓孔应与壳体主轴线或铅垂线跨中布置(见下图)。螺栓孔位这样布置的优点是密封垫出现渗漏时,不会腐蚀螺栓。
法兰接头中心线错口≤1.5 mm;
法兰接头密封面的不平行度<0.8 mm;
法兰螺栓孔应对准,孔与孔之间的偏移不大于3mm。
螺栓应垂直于法兰自由穿过螺栓孔,螺母平整贴合法兰背面。
法兰接头的超标安装偏差应在垫片装人前进行修正。
安放密封垫片于法兰密封面中央,与法兰内径同心。
安装密封垫片过程中应采用适当的方法进行定位。
将法兰闭合,确保垫片不被压坏。
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