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1、1 1 1 1 法法法法 兰兰兰兰 法法法法 兰兰兰兰 2 2 2 2 本节主要内容本节主要内容本节主要内容本节主要内容 1.1.1.1. 法兰组成、分类法兰组成、分类法兰组成、分类法兰组成、分类 2.2.2.2. 标准法兰的选择标准法兰的选择标准法兰的选择标准法兰的选择 3.3.3.3. 法兰联结的泄漏方式法兰联结的泄漏方式法兰联结的泄漏方式法兰联结的泄漏方式 4.4.4.4. 法兰的选择法兰的选择法兰的选择法兰的选择 5.5.5.5. 法兰的设计法兰的设计法兰的设计法兰的设计 6.6.6.6. 法兰的设计举例法兰的设计举例法兰的设计举例法兰的设计举例 7.7.7.7. 习题习题习题习题 3
2、 3 3 3 1 1 1 1、法、法、法、法 兰兰兰兰 2 2 2 2、法兰分类法兰分类法兰分类法兰分类 1 1 1 1、螺栓法兰联接结构、螺栓法兰联接结构、螺栓法兰联接结构、螺栓法兰联接结构 由法兰盘、由法兰盘、由法兰盘、由法兰盘、 螺栓、螺母、垫片组成螺栓、螺母、垫片组成螺栓、螺母、垫片组成螺栓、螺母、垫片组成 可拆的密封结构可拆的密封结构可拆的密封结构可拆的密封结构 较好强度、密封性、结构简单、成本低较好强度、密封性、结构简单、成本低较好强度、密封性、结构简单、成本低较好强度、密封性、结构简单、成本低 廉、可多次重复拆卸廉、可多次重复拆卸廉、可多次重复拆卸廉、可多次重复拆卸 按按按按连接
3、部位连接部位连接部位连接部位分：管法兰（管道连接）容器法兰（用于壳体、分：管法兰（管道连接）容器法兰（用于壳体、分：管法兰（管道连接）容器法兰（用于壳体、分：管法兰（管道连接）容器法兰（用于壳体、 封头的连接）封头的连接）封头的连接）封头的连接） 按按按按法兰接触面的宽窄法兰接触面的宽窄法兰接触面的宽窄法兰接触面的宽窄分：分：分：分：窄面法兰窄面法兰窄面法兰窄面法兰（垫片接触面位于螺栓（垫片接触面位于螺栓（垫片接触面位于螺栓（垫片接触面位于螺栓 孔包围的圆周范围内）孔包围的圆周范围内）孔包围的圆周范围内）孔包围的圆周范围内）宽面法兰宽面法兰宽面法兰宽面法兰（垫片接触面位于法兰螺栓中（垫片接触面
4、位于法兰螺栓中（垫片接触面位于法兰螺栓中（垫片接触面位于法兰螺栓中 心圆的内外两侧）适用于厚度较薄或铸铁等脆性材料的法兰，心圆的内外两侧）适用于厚度较薄或铸铁等脆性材料的法兰，心圆的内外两侧）适用于厚度较薄或铸铁等脆性材料的法兰，心圆的内外两侧）适用于厚度较薄或铸铁等脆性材料的法兰， 并只适用于低压或垫片较软的场合并只适用于低压或垫片较软的场合并只适用于低压或垫片较软的场合并只适用于低压或垫片较软的场合 4 4 4 4 1 1 1 1、法、法、法、法 兰兰兰兰 2 2 2 2、法兰分类、法兰分类、法兰分类、法兰分类-按整体性程度来分类按整体性程度来分类按整体性程度来分类按整体性程度来分类 松式
5、法兰松式法兰松式法兰松式法兰- - - - 法兰不直接固定法兰不直接固定法兰不直接固定法兰不直接固定 在壳体上或者虽固定而不能保在壳体上或者虽固定而不能保在壳体上或者虽固定而不能保在壳体上或者虽固定而不能保 证法兰与壳体作为证法兰与壳体作为证法兰与壳体作为证法兰与壳体作为个整体承个整体承个整体承个整体承 受螺栓载荷。受螺栓载荷。受螺栓载荷。受螺栓载荷。 （a a a a）、（）、（）、（）、（b b b b）、（）、（）、（）、（c c c c）松式法兰；松式法兰；松式法兰；松式法兰； （d d d d）、（）、（）、（）、（e e e e）、（）、（）、（）、（f f f f）整体法兰；整体
6、法兰；整体法兰；整体法兰； （g g g g）、（）、（）、（）、（h h h h）、（）、（）、（）、（i i i i）任意法兰任意法兰任意法兰任意法兰 （不保证全焊透的平焊法兰）。（不保证全焊透的平焊法兰）。（不保证全焊透的平焊法兰）。（不保证全焊透的平焊法兰）。 图图图图1 1 1 1 法兰形式法兰形式法兰形式法兰形式 活套法兰活套法兰活套法兰活套法兰 螺纹法兰螺纹法兰螺纹法兰螺纹法兰 搭接法兰搭接法兰搭接法兰搭接法兰 整体法兰整体法兰整体法兰整体法兰- 将法兰与壳体锻将法兰与壳体锻将法兰与壳体锻将法兰与壳体锻 或铸成或铸成或铸成或铸成体或经全焊透体或经全焊透体或经全焊透体或经全焊透法兰
7、。法兰。法兰。法兰。 结构能保证壳体与法兰同时受结构能保证壳体与法兰同时受结构能保证壳体与法兰同时受结构能保证壳体与法兰同时受 力，使法兰厚度可适当减薄，力，使法兰厚度可适当减薄，力，使法兰厚度可适当减薄，力，使法兰厚度可适当减薄， 但会在壳体上产生较大附加应但会在壳体上产生较大附加应但会在壳体上产生较大附加应但会在壳体上产生较大附加应 力。带颈法兰可以提高法兰与力。带颈法兰可以提高法兰与力。带颈法兰可以提高法兰与力。带颈法兰可以提高法兰与 壳体的连接刚度壳体的连接刚度壳体的连接刚度壳体的连接刚度 任意式法兰任意式法兰任意式法兰任意式法兰- - - - 从结构来看，从结构来看，从结构来看，从结
8、构来看， 这种法兰与壳体连成一体，刚这种法兰与壳体连成一体，刚这种法兰与壳体连成一体，刚这种法兰与壳体连成一体，刚 性比整体法兰差性比整体法兰差性比整体法兰差性比整体法兰差 5 5 5 5 2 2 2 2、法兰标准、法兰标准、法兰标准、法兰标准 2 2 2 2、钢制管法兰、垫片、紧固件钢制管法兰、垫片、紧固件钢制管法兰、垫片、紧固件钢制管法兰、垫片、紧固件（HG20592HG20592HG20592HG205922063520635206352063597979797），），），）， 容器法兰采用容器法兰采用容器法兰采用容器法兰采用压力容器法兰压力容器法兰压力容器法兰压力容器法兰( ( ( (
9、JB 4700JB 4700JB 4700JB 47004707-2000)4707-2000)4707-2000)4707-2000)。 法兰的公称压力法兰的公称压力法兰的公称压力法兰的公称压力是按容器或管道所受的压力分为若干标准等级而是按容器或管道所受的压力分为若干标准等级而是按容器或管道所受的压力分为若干标准等级而是按容器或管道所受的压力分为若干标准等级而 设定的。每个公称压力等级表示一定材料和工作温度的法兰的最设定的。每个公称压力等级表示一定材料和工作温度的法兰的最设定的。每个公称压力等级表示一定材料和工作温度的法兰的最设定的。每个公称压力等级表示一定材料和工作温度的法兰的最 高工作压
10、力。如高工作压力。如高工作压力。如高工作压力。如容器法兰的公称压力等级容器法兰的公称压力等级容器法兰的公称压力等级容器法兰的公称压力等级是以是以是以是以16MnR16MnR16MnR16MnR为容器法兰材为容器法兰材为容器法兰材为容器法兰材 料在料在料在料在200200200200时的最高工作压力为依据制订的，因此当法兰材料和工时的最高工作压力为依据制订的，因此当法兰材料和工时的最高工作压力为依据制订的，因此当法兰材料和工时的最高工作压力为依据制订的，因此当法兰材料和工 作温度不同时，最大工作压力将降低或升高。作温度不同时，最大工作压力将降低或升高。作温度不同时，最大工作压力将降低或升高。作温
11、度不同时，最大工作压力将降低或升高。 管法兰公称直径管法兰公称直径管法兰公称直径管法兰公称直径是管子的名义直径，是接近管子内、外径是管子的名义直径，是接近管子内、外径是管子的名义直径，是接近管子内、外径是管子的名义直径，是接近管子内、外径 的某一整数。例如的某一整数。例如的某一整数。例如的某一整数。例如DNl00DNl00DNl00DNl00无缝钢管的外径为无缝钢管的外径为无缝钢管的外径为无缝钢管的外径为108mm108mm108mm108mm，而内径，而内径，而内径，而内径 视管壁厚度不同。视管壁厚度不同。视管壁厚度不同。视管壁厚度不同。 容器法兰的公称直径容器法兰的公称直径容器法兰的公称直
12、径容器法兰的公称直径与容器内径取值相同。与容器内径取值相同。与容器内径取值相同。与容器内径取值相同。 增加互换性、降低成本增加互换性、降低成本增加互换性、降低成本增加互换性、降低成本 标准法兰系根据不同标准法兰系根据不同标准法兰系根据不同标准法兰系根据不同公称直径公称直径公称直径公称直径（DNDNDNDN）和）和）和）和公称压力公称压力公称压力公称压力（PNPNPNPN）选择。）选择。）选择。）选择。 6 6 6 6 甲型、乙型法兰适用材料及最大允许工作压力 1.001.001.001.001.051.051.051.051.071.071.071.071.091.091.091.09 20M
13、nM20MnM20MnM20MnM o o o o 0.830.830.830.830.880.880.880.880.980.980.980.981.021.021.021.0216Mn16Mn16Mn16Mn 0.560.560.560.560.600.600.600.600.670.670.670.670.740.740.740.7420202020 锻锻锻锻 件件件件 0.820.820.820.82O.86O.86O.86O.86O.95O.95O.95O.951.001.001.001.0016MnR16MnR16MnR16MnR 0.560.560.560.56O.60O.60O
14、.60O.600.670.670.670.670.740.740.740.7420R20R20R20R 工作温度下工作温度下工作温度下工作温度下 限限限限0 0 0 0 0.550.550.550.550.610.610.610.610.670.670.670.670.730.730.730.73 Q235-Q235-Q235-Q235- C C C C 工作温度下工作温度下工作温度下工作温度下 限限限限0 0 0 0 0.500.500.500.500.550.550.550.550.610.610.610.610.660.660.660.66 Q235-Q235-Q235-Q235- A
15、A A A、B B B B 板板板板 材材材材 1.001.001.001.00 350350350350300300300300250250250250 2 2 2 2 0 0 0 0 200200200200 备备备备 注注注注 工作温度，工作温度，工作温度，工作温度， 法兰材料法兰材料法兰材料法兰材料 公称压公称压公称压公称压 力力力力PNPNPNPN MPaMPaMPaMPa 用于用于用于用于350350350350，它的最大允许工作压力降为，它的最大允许工作压力降为，它的最大允许工作压力降为，它的最大允许工作压力降为0.820.820.820.82MpaMpaMpaMpa； PN1.
16、0PN1.0PN1.0PN1.0的甲型、乙型平焊法兰的甲型、乙型平焊法兰的甲型、乙型平焊法兰的甲型、乙型平焊法兰 若改用若改用若改用若改用20202020号钢号钢号钢号钢，则在，则在，则在，则在20202020200200200200时的最大允许工作压力为时的最大允许工作压力为时的最大允许工作压力为时的最大允许工作压力为0.740.740.740.74MPaMPaMPaMPa， 如温度升为如温度升为如温度升为如温度升为350350350350，最大允许工作压力降低为，最大允许工作压力降低为，最大允许工作压力降低为，最大允许工作压力降低为0.560.560.560.56MPaMPaMPaMPa。
17、 法兰材料为法兰材料为法兰材料为法兰材料为16161616MnRMnRMnRMnR时，在时，在时，在时，在20202020200200200200时的最大允许工作压力为时的最大允许工作压力为时的最大允许工作压力为时的最大允许工作压力为1.001.001.001.00MPaMPaMPaMPa 7 7 7 7 2 2 2 2、选择并确定容器法兰的公称压力等级、选择并确定容器法兰的公称压力等级、选择并确定容器法兰的公称压力等级、选择并确定容器法兰的公称压力等级 （1 1 1 1）选用的容器法兰公称压力等级在相应法兰材料）选用的容器法兰公称压力等级在相应法兰材料）选用的容器法兰公称压力等级在相应法兰材
18、料）选用的容器法兰公称压力等级在相应法兰材料 和相应工作温度下的最大允许工作压力必须和相应工作温度下的最大允许工作压力必须和相应工作温度下的最大允许工作压力必须和相应工作温度下的最大允许工作压力必须大于等大于等大于等大于等 于于于于最大工作压力；最大工作压力；最大工作压力；最大工作压力； （2 2 2 2）真空系统真空系统真空系统真空系统的容器法兰的公称压力等级一般的容器法兰的公称压力等级一般的容器法兰的公称压力等级一般的容器法兰的公称压力等级一般不应不应不应不应 小于小于小于小于0.60.60.60.6MPaMPaMPaMPa； （3 3 3 3）当操作介质为易燃、易爆或有毒时应当操作介质为
19、易燃、易爆或有毒时应当操作介质为易燃、易爆或有毒时应当操作介质为易燃、易爆或有毒时应尽可能采尽可能采尽可能采尽可能采 用高一个等级的法兰。用高一个等级的法兰。用高一个等级的法兰。用高一个等级的法兰。 （4 4 4 4）管法兰与容器法兰两类法兰标淮的连接尺寸是）管法兰与容器法兰两类法兰标淮的连接尺寸是）管法兰与容器法兰两类法兰标淮的连接尺寸是）管法兰与容器法兰两类法兰标淮的连接尺寸是 不同的，因此一对法兰必须选用同一标准，选用时不同的，因此一对法兰必须选用同一标准，选用时不同的，因此一对法兰必须选用同一标准，选用时不同的，因此一对法兰必须选用同一标准，选用时 不能混淆。不能混淆。不能混淆。不能混
20、淆。 8 8 8 8 3 3 3 3、法兰联结的泄漏方式、法兰联结的泄漏方式、法兰联结的泄漏方式、法兰联结的泄漏方式 2 2 2 2、从压紧面的从压紧面的从压紧面的从压紧面的界面泄漏界面泄漏界面泄漏界面泄漏 密封失效的主要途径密封失效的主要途径密封失效的主要途径密封失效的主要途径 1 1 1 1、从垫圈、从垫圈、从垫圈、从垫圈渗透泄漏渗透泄漏渗透泄漏渗透泄漏 通过垫片材料本体毛细管的渗通过垫片材料本体毛细管的渗通过垫片材料本体毛细管的渗通过垫片材料本体毛细管的渗 透泄漏透泄漏透泄漏透泄漏, , , ,主要与垫片的结构、材主要与垫片的结构、材主要与垫片的结构、材主要与垫片的结构、材 料有关料有关
21、料有关料有关 沿垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大小与界面间隙尺寸沿垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大小与界面间隙尺寸沿垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大小与界面间隙尺寸沿垫片与压紧面之间的泄漏，泄漏量大小与界面间隙尺寸 有关。加工时，压紧面上凹凸不平及压紧面不足是造成界面泄有关。加工时，压紧面上凹凸不平及压紧面不足是造成界面泄有关。加工时，压紧面上凹凸不平及压紧面不足是造成界面泄有关。加工时，压紧面上凹凸不平及压紧面不足是造成界面泄 漏漏漏漏 的直接原因。的直接原因。的直接原因。的直接原因。 压紧面压紧面压紧面压紧面 9 9 9 9 3 3 3 3、影响法兰联结密封因素、影响法兰联结密封因素、影响
22、法兰联结密封因素、影响法兰联结密封因素 2 2 2 2、压紧面的作用压紧面的作用压紧面的作用压紧面的作用 1 1 1 1、垫片性能垫片性能垫片性能垫片性能 适宜的垫片变形和回弹能力是形成适宜的垫片变形和回弹能力是形成适宜的垫片变形和回弹能力是形成适宜的垫片变形和回弹能力是形成 密封的必要条件。垫片的变形和回弹密封的必要条件。垫片的变形和回弹密封的必要条件。垫片的变形和回弹密封的必要条件。垫片的变形和回弹 性能与垫片材料、形状、结构、螺栓性能与垫片材料、形状、结构、螺栓性能与垫片材料、形状、结构、螺栓性能与垫片材料、形状、结构、螺栓 预紧力、压紧面提供的表面约束、操预紧力、压紧面提供的表面约束、
23、操预紧力、压紧面提供的表面约束、操预紧力、压紧面提供的表面约束、操 作条件作条件作条件作条件( ( ( (压力、温度、介质压力、温度、介质压力、温度、介质压力、温度、介质) ) ) )等有关。等有关。等有关。等有关。 压紧面又称密封面，直接与垫片接触，是传递螺栓力使垫压紧面又称密封面，直接与垫片接触，是传递螺栓力使垫压紧面又称密封面，直接与垫片接触，是传递螺栓力使垫压紧面又称密封面，直接与垫片接触，是传递螺栓力使垫 片变形的表面约束。为了达到预期密封效果，压紧面的型式和片变形的表面约束。为了达到预期密封效果，压紧面的型式和片变形的表面约束。为了达到预期密封效果，压紧面的型式和片变形的表面约束。
24、为了达到预期密封效果，压紧面的型式和 表面粗糙度应与选用的垫片相适应表面粗糙度应与选用的垫片相适应表面粗糙度应与选用的垫片相适应表面粗糙度应与选用的垫片相适应 压紧面压紧面压紧面压紧面 3 3 3 3、螺栓预紧力螺栓预紧力螺栓预紧力螺栓预紧力 预紧力必须使联接处实现初始密封条件，并保证垫片不被压坏预紧力必须使联接处实现初始密封条件，并保证垫片不被压坏预紧力必须使联接处实现初始密封条件，并保证垫片不被压坏预紧力必须使联接处实现初始密封条件，并保证垫片不被压坏 或挤出或挤出或挤出或挤出 10101010 影响法兰联结密封因素影响法兰联结密封因素影响法兰联结密封因素影响法兰联结密封因素 5 5 5
25、5、操作条件的影响、操作条件的影响、操作条件的影响、操作条件的影响 4 4 4 4、法兰法兰法兰法兰刚度刚度刚度刚度 法兰刚度不足，会引起轴向翘曲变法兰刚度不足，会引起轴向翘曲变法兰刚度不足，会引起轴向翘曲变法兰刚度不足，会引起轴向翘曲变 形，特别是当螺栓数目较少时，螺栓形，特别是当螺栓数目较少时，螺栓形，特别是当螺栓数目较少时，螺栓形，特别是当螺栓数目较少时，螺栓 间的法兰密封面会因刚度不足产生波间的法兰密封面会因刚度不足产生波间的法兰密封面会因刚度不足产生波间的法兰密封面会因刚度不足产生波 浪形变形，使密封失效浪形变形，使密封失效浪形变形，使密封失效浪形变形，使密封失效 操作条件是指联接系
26、统的压力、温度及介质的物理、化学操作条件是指联接系统的压力、温度及介质的物理、化学操作条件是指联接系统的压力、温度及介质的物理、化学操作条件是指联接系统的压力、温度及介质的物理、化学 性质。单纯的压力或介质因素对密封的影响并不是苛刻的，只性质。单纯的压力或介质因素对密封的影响并不是苛刻的，只性质。单纯的压力或介质因素对密封的影响并不是苛刻的，只性质。单纯的压力或介质因素对密封的影响并不是苛刻的，只 有在与温度联合作用时，尤其是在波动的高温作用下，将会严有在与温度联合作用时，尤其是在波动的高温作用下，将会严有在与温度联合作用时，尤其是在波动的高温作用下，将会严有在与温度联合作用时，尤其是在波动的
27、高温作用下，将会严 重影响密封性能。重影响密封性能。重影响密封性能。重影响密封性能。 压紧面压紧面压紧面压紧面 11111111 法兰压紧面的型式与选择法兰压紧面的型式与选择法兰压紧面的型式与选择法兰压紧面的型式与选择 凹凸型凹凸型凹凸型凹凸型密封密封密封密封面面面面 平面型密封面平面型密封面平面型密封面平面型密封面 压紧面与垫片接触面积较大，预紧时，垫片容易被挤到压紧面两压紧面与垫片接触面积较大，预紧时，垫片容易被挤到压紧面两压紧面与垫片接触面积较大，预紧时，垫片容易被挤到压紧面两压紧面与垫片接触面积较大，预紧时，垫片容易被挤到压紧面两 侧，不易压紧，故所需压紧力较大，密封性能较差。一般适用
28、于压力不侧，不易压紧，故所需压紧力较大，密封性能较差。一般适用于压力不侧，不易压紧，故所需压紧力较大，密封性能较差。一般适用于压力不侧，不易压紧，故所需压紧力较大，密封性能较差。一般适用于压力不 高介质无毒、非易燃易爆场合。平面型压紧面一般与平垫片或缠绕式垫高介质无毒、非易燃易爆场合。平面型压紧面一般与平垫片或缠绕式垫高介质无毒、非易燃易爆场合。平面型压紧面一般与平垫片或缠绕式垫高介质无毒、非易燃易爆场合。平面型压紧面一般与平垫片或缠绕式垫 片配合使用片配合使用片配合使用片配合使用 便于对中，能防止软质垫片被挤出，而且压紧面比平面型便于对中，能防止软质垫片被挤出，而且压紧面比平面型便于对中，能
29、防止软质垫片被挤出，而且压紧面比平面型便于对中，能防止软质垫片被挤出，而且压紧面比平面型 密封面窄，较易密封。适用于公称直径密封面窄，较易密封。适用于公称直径密封面窄，较易密封。适用于公称直径密封面窄，较易密封。适用于公称直径DiDiDiDi800mm800mm800mm800mm、 公称压公称压公称压公称压 力力力力PNPNPNPN1.61.61.61.66.4MPa6.4MPa6.4MPa6.4MPa的法兰联接。的法兰联接。的法兰联接。的法兰联接。 榫槽型榫槽型榫槽型榫槽型密封密封密封密封面面面面 易获得良好密封效果。而且，可以少受介质的冲刷和腐易获得良好密封效果。而且，可以少受介质的冲刷
30、和腐易获得良好密封效果。而且，可以少受介质的冲刷和腐易获得良好密封效果。而且，可以少受介质的冲刷和腐 蚀，安装时又便于对中而使垫片受力均匀。结构与制造都比较蚀，安装时又便于对中而使垫片受力均匀。结构与制造都比较蚀，安装时又便于对中而使垫片受力均匀。结构与制造都比较蚀，安装时又便于对中而使垫片受力均匀。结构与制造都比较 复杂，更换垫片也较费事。凸面部分容易碰坏，拆装时要十分复杂，更换垫片也较费事。凸面部分容易碰坏，拆装时要十分复杂，更换垫片也较费事。凸面部分容易碰坏，拆装时要十分复杂，更换垫片也较费事。凸面部分容易碰坏，拆装时要十分 小心。小心。小心。小心。 12121212 法兰联结的密封设计
31、法兰联结的密封设计法兰联结的密封设计法兰联结的密封设计 压紧面形式主要应根据工艺条件、密封口径以及准备采用的垫压紧面形式主要应根据工艺条件、密封口径以及准备采用的垫压紧面形式主要应根据工艺条件、密封口径以及准备采用的垫压紧面形式主要应根据工艺条件、密封口径以及准备采用的垫 片等进行选择。压紧面的几何尺寸和表面加工的质量要求，必片等进行选择。压紧面的几何尺寸和表面加工的质量要求，必片等进行选择。压紧面的几何尺寸和表面加工的质量要求，必片等进行选择。压紧面的几何尺寸和表面加工的质量要求，必 须与相应的垫片相配合须与相应的垫片相配合须与相应的垫片相配合须与相应的垫片相配合 甲型法兰与石棉橡胶板、耐油
32、石棉橡胶板的配合甲型法兰与石棉橡胶板、耐油石棉橡胶板的配合甲型法兰与石棉橡胶板、耐油石棉橡胶板的配合甲型法兰与石棉橡胶板、耐油石棉橡胶板的配合 压紧面压紧面压紧面压紧面 13131313 垫片材料及类型垫片材料及类型垫片材料及类型垫片材料及类型 增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能，适用增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能，适用增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能，适用增加了回弹性，提高了耐蚀性、耐热性和密封性能，适用 于较高压力和温度的场合。常用的组合垫片有金属包垫片、于较高压力和温度的场合。常用的组合垫片有金属包垫片、于较高压力和温度的场合。常用的组合垫片有金属包垫
33、片、于较高压力和温度的场合。常用的组合垫片有金属包垫片、 金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片。金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片。金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片。金属缠绕垫片和带骨架的非金属垫片。 2 2 2 2、金属垫片金属垫片金属垫片金属垫片 3 3 3 3、组合垫片、组合垫片、组合垫片、组合垫片 1 1 1 1、非金属垫片、非金属垫片、非金属垫片、非金属垫片 橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫和膨胀橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫和膨胀橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫和膨胀橡胶垫、石棉橡胶垫、聚四氟乙烯垫和膨胀 ( ( ( (或柔性或柔性或柔性或柔性) ) ) )石墨垫石墨垫石墨垫石墨垫 柔
34、软，耐腐蚀，价格便宜，但耐温度和压力的性能较差；多柔软，耐腐蚀，价格便宜，但耐温度和压力的性能较差；多柔软，耐腐蚀，价格便宜，但耐温度和压力的性能较差；多柔软，耐腐蚀，价格便宜，但耐温度和压力的性能较差；多 用于常温、中温和中、低压容器或管道的法兰密封用于常温、中温和中、低压容器或管道的法兰密封用于常温、中温和中、低压容器或管道的法兰密封用于常温、中温和中、低压容器或管道的法兰密封 金属垫片具有耐高温、耐高压、耐油、耐腐蚀等优点。当压力金属垫片具有耐高温、耐高压、耐油、耐腐蚀等优点。当压力金属垫片具有耐高温、耐高压、耐油、耐腐蚀等优点。当压力金属垫片具有耐高温、耐高压、耐油、耐腐蚀等优点。当压
35、力 （p p p p6.4MPa6.4MPa6.4MPa6.4MPa）、）、）、）、温度（温度（温度（温度（t t t t350350350350）较高时，都采用金属垫片较高时，都采用金属垫片较高时，都采用金属垫片较高时，都采用金属垫片 或垫圈。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求韧性好。或垫圈。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求韧性好。或垫圈。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求韧性好。或垫圈。金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求韧性好。 常用的金属垫材料有软铝、钢、纯铁、软钢（常用的金属垫材料有软铝、钢、纯铁、软钢（常用的金属垫材料有软铝、钢、纯铁、软钢（常用的金属垫材料
36、有软铝、钢、纯铁、软钢（08080808、l0l0l0l0号钢）、号钢）、号钢）、号钢）、 铬钢（铬钢（铬钢（铬钢（0 0 0 0Crl3Crl3Crl3Crl3）和不锈钢和不锈钢和不锈钢和不锈钢(0(0(0(0Crl8Ni9Crl8Ni9Crl8Ni9Crl8Ni9、00Crl7Nil4Mo200Crl7Nil4Mo200Crl7Nil4Mo200Crl7Nil4Mo2） 14141414 垫片垫片垫片垫片的的的的选择选择选择选择 1 1 1 1、非金属垫片、非金属垫片、非金属垫片、非金属垫片 垫片选择应根据温度、压力、介质的腐蚀性来确定，同垫片选择应根据温度、压力、介质的腐蚀性来确定，同垫
37、片选择应根据温度、压力、介质的腐蚀性来确定，同垫片选择应根据温度、压力、介质的腐蚀性来确定，同 时应考虑兼顾价格低廉，制造容易，安装更换方便等条件。时应考虑兼顾价格低廉，制造容易，安装更换方便等条件。时应考虑兼顾价格低廉，制造容易，安装更换方便等条件。时应考虑兼顾价格低廉，制造容易，安装更换方便等条件。 对于结构不十分致密的非金属垫片在较高密封压力时，如果压对于结构不十分致密的非金属垫片在较高密封压力时，如果压对于结构不十分致密的非金属垫片在较高密封压力时，如果压对于结构不十分致密的非金属垫片在较高密封压力时，如果压 紧面表面质量较好，也宜用较薄垫片。在达到要求的密封压力紧面表面质量较好，也宜
38、用较薄垫片。在达到要求的密封压力紧面表面质量较好，也宜用较薄垫片。在达到要求的密封压力紧面表面质量较好，也宜用较薄垫片。在达到要求的密封压力 的场合，在垫片不致被压溃的前提下，宜选用较窄垫片。的场合，在垫片不致被压溃的前提下，宜选用较窄垫片。的场合，在垫片不致被压溃的前提下，宜选用较窄垫片。的场合，在垫片不致被压溃的前提下，宜选用较窄垫片。 0Cr130Cr130Cr130Cr13、0Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni90Cr18Ni9金属环垫金属环垫环连接面环连接面45045045045010.010.010.010.0 紫铜板紫铜板紫铜垫紫铜垫凹凸凹凸4004004004006.
39、46.46.46.4 3.5 3.5 3.5 3.5 MPaMPaMPaMPa 0 0 0 0Cr13Cr13Cr13Cr13钢带钢带- - - -石棉板、石棉板、 石墨石墨-0-0-0-0Cr13Cr13Cr13Cr13等骨架、等骨架、 紫铜板紫铜板 缠绕垫、柔缠绕垫、柔 性石墨垫、性石墨垫、 紫铜垫紫铜垫 3003003003004.04.04.04.02.5 2.5 2.5 2.5 MPaMPaMPaMPa 0 0 0 0Cr13Cr13Cr13Cr13钢带钢带- - - -石棉板、石棉板、 石墨石墨-0-0-0-0Cr13Cr13Cr13Cr13等骨架等骨架 缠绕垫、柔缠绕垫、柔 性石
40、墨复合性石墨复合 垫垫 突突 2802802802801.61.61.61.61.0 1.0 1.0 1.0 MPaMPaMPaMPa 中压橡胶石棉板中压橡胶石棉板橡胶垫橡胶垫突突 2002002002001.01.01.01.00.3MPa0.3MPa0.3MPa0.3MPa 蒸蒸 汽汽 中压橡胶石棉板中压橡胶石棉板橡胶垫橡胶垫突突 1501501501501.61.61.61.6压缩空气压缩空气 中压橡胶石棉板中压橡胶石棉板橡胶垫橡胶垫凹凸凹凸 1501501501502.52.52.52.5氨氨 材料材料形式形式 垫片垫片 密封面密封面 工作温度工作温度 法兰公法兰公 称压力称压力 MP
41、MPMPMP 介质介质 15151515 5 5 5 5、螺栓设计螺栓设计螺栓设计螺栓设计 保证法兰连接紧密不漏的两个条件保证法兰连接紧密不漏的两个条件保证法兰连接紧密不漏的两个条件保证法兰连接紧密不漏的两个条件 预紧时，使预紧面与垫片之间建立起不低于预紧时，使预紧面与垫片之间建立起不低于预紧时，使预紧面与垫片之间建立起不低于预紧时，使预紧面与垫片之间建立起不低于y y y y值的比值的比值的比值的比 压力压力压力压力 工作时，螺栓力能够抵抗内压的作用，并工作时，螺栓力能够抵抗内压的作用，并工作时，螺栓力能够抵抗内压的作用，并工作时，螺栓力能够抵抗内压的作用，并 且在垫片表面维持高于且在垫片表
42、面维持高于且在垫片表面维持高于且在垫片表面维持高于 值的比压力值的比压力值的比压力值的比压力 g 16161616 5 5 5 5、螺栓设计螺栓设计螺栓设计螺栓设计 预紧密封比压力预紧密封比压力预紧密封比压力预紧密封比压力y y y y MPaMPaMPaMPa 为达到初始密封面必须为达到初始密封面必须为达到初始密封面必须为达到初始密封面必须 在垫片上施加的压应力。在垫片上施加的压应力。在垫片上施加的压应力。在垫片上施加的压应力。 工作密封比压力工作密封比压力工作密封比压力工作密封比压力 为保证工作时紧密而不漏而必须施加（残余）为保证工作时紧密而不漏而必须施加（残余）为保证工作时紧密而不漏而必
43、须施加（残余）为保证工作时紧密而不漏而必须施加（残余） 在垫片上的压应力。在垫片上的压应力。在垫片上的压应力。在垫片上的压应力。 垫片系数垫片系数垫片系数垫片系数m m m m 在操作时，为保证法兰压紧面紧密不漏，垫片上所必须在操作时，为保证法兰压紧面紧密不漏，垫片上所必须在操作时，为保证法兰压紧面紧密不漏，垫片上所必须在操作时，为保证法兰压紧面紧密不漏，垫片上所必须 维持的工作密封比压力维持的工作密封比压力维持的工作密封比压力维持的工作密封比压力 与介质压力与介质压力与介质压力与介质压力p p p p的比值的比值的比值的比值 g g 物理意义：表示垫片在操作状态下，实现密封的难易程物理意义：
44、表示垫片在操作状态下，实现密封的难易程物理意义：表示垫片在操作状态下，实现密封的难易程物理意义：表示垫片在操作状态下，实现密封的难易程 度。度。度。度。M M M M值小，表示操作所需要的压紧力也小。值小，表示操作所需要的压紧力也小。值小，表示操作所需要的压紧力也小。值小，表示操作所需要的压紧力也小。M M M M只与垫片的只与垫片的只与垫片的只与垫片的 材料和几何形状有关。材料和几何形状有关。材料和几何形状有关。材料和几何形状有关。 44.83.500.75mm 25.52.751.5mm 112.003mm 具有适当加 固物的石棉 （石棉橡胶 板）厚度为 1（a、b、 c、d） 4、5 0
45、 1.4 0.50 1.00 无织物或少含量石棉纤 维的合 成橡胶，肖氏硬度低于 75 肖氏硬度大于等于75 类别 (见表 4-9) 压紧面形 状 (见表4- 9) 简图 比压 力y MPa 垫片 系数 m 垫片材料 17171717 螺栓载荷计算螺栓载荷计算螺栓载荷计算螺栓载荷计算 在预紧状态下需要的最小螺栓载荷在预紧状态下需要的最小螺栓载荷在预紧状态下需要的最小螺栓载荷在预紧状态下需要的最小螺栓载荷 aG WD by= a W G D b y 预紧状态下需要的最小螺栓载荷，预紧状态下需要的最小螺栓载荷，预紧状态下需要的最小螺栓载荷，预紧状态下需要的最小螺栓载荷，N N N N； 垫片压紧力
46、作用中心圆直径，垫片压紧力作用中心圆直径，垫片压紧力作用中心圆直径，垫片压紧力作用中心圆直径，mmmmmmmm； 垫片的有效密封宽度，垫片的有效密封宽度，垫片的有效密封宽度，垫片的有效密封宽度，mmmmmmmm； 垫片的比压力，垫片的比压力，垫片的比压力，垫片的比压力，MPaMPaMPaMPa，由表由表由表由表3-123-123-123-12查得查得查得查得 当b06.4mm时，b=b0 ； 当b06.4mm时， 00 53. 24 . 6bbb= 当b06.4mm时， G D垫片接触面的平均直径 G D b当b06.4mm时，垫片接触面外径2b 密封面基密封面基密封面基密封面基 本宽度本宽度
47、本宽度本宽度 18181818 螺栓载荷计算螺栓载荷计算螺栓载荷计算螺栓载荷计算 在操作状态下需要的最小螺栓载荷在操作状态下需要的最小螺栓载荷在操作状态下需要的最小螺栓载荷在操作状态下需要的最小螺栓载荷 抵抗内压产生的轴向使法兰连接分开的载荷抵抗内压产生的轴向使法兰连接分开的载荷抵抗内压产生的轴向使法兰连接分开的载荷抵抗内压产生的轴向使法兰连接分开的载荷 cc bmpDpDW G 2 Gp 2 4 += 维持密封垫片表面必需的压紧载荷之和维持密封垫片表面必需的压紧载荷之和维持密封垫片表面必需的压紧载荷之和维持密封垫片表面必需的压紧载荷之和 由于由于由于由于m m m m是实验测定的，测试时，垫
48、片面积只取其中一面是实验测定的，测试时，垫片面积只取其中一面是实验测定的，测试时，垫片面积只取其中一面是实验测定的，测试时，垫片面积只取其中一面 故计算时故计算时故计算时故计算时m m m m需乘以需乘以需乘以需乘以2 2 2 2。取。取。取。取2 2 2 2倍垫片有效接触面积上的压紧载荷等倍垫片有效接触面积上的压紧载荷等倍垫片有效接触面积上的压紧载荷等倍垫片有效接触面积上的压紧载荷等 于操作压力于操作压力于操作压力于操作压力m m m m倍，倍，倍，倍， m 19191919 螺栓载荷计算螺栓载荷计算螺栓载荷计算螺栓载荷计算 螺栓尺寸与数目螺栓尺寸与数目螺栓尺寸与数目螺栓尺寸与数目 确定螺栓截面尺寸时应分别求出两种工况下螺栓的总面积，择其大确定螺栓截面尺寸时应分别求出两种工况下螺栓的总面积，择其大确定螺栓截面尺寸时应分别求出两种工况下螺栓的总面积，择其大确定螺栓截面尺寸时应分别求出两种工况下螺栓的总面积，择其大 者为所需螺栓总截面积，从而确定实际选用螺栓直径与个数。者为所需螺栓总截面积，从而确定实际选用螺栓直径与个数。者为所需螺栓总