閥門法蘭端面連接工藝
上海申弘閥門有限公司
閥門大于2in（DN50）時(shí)通常要求使用法蘭。法蘭比內(nèi)螺紋鏈接容易安裝，這是因?yàn)榉ㄌm面與管線相配并用螺紋連在一起，而管線和閥門不需要任何轉(zhuǎn)動(dòng)。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。法蘭克用于大多數(shù)溫度范圍，由零度到1500℉（815℃）。當(dāng)溫度增加，某些限制在高壓上。
用法蘭面之間的墊片連接時(shí)，擰緊法蘭螺栓產(chǎn)生之力，被用來(lái)密封接頭。法蘭見(jiàn)ANSI標(biāo)準(zhǔn)B16.5（或API或近似標(biāo)準(zhǔn)），它提出平面密封面，凸臺(tái)式密封面的高度和直徑，標(biāo)準(zhǔn)孔的模式及平接接頭的必須尺寸，例如榫和槽、凹面或凸面的設(shè)計(jì)。法蘭是按照工作條件，材料要求，大操作溫度及壓力而確定等級(jí)的。雖然法蘭的主要優(yōu)點(diǎn)是閥門能很容易地自管線上卸掉，但法蘭易遭受熱扭轉(zhuǎn)和振動(dòng)。如果溫度循環(huán)很顯著，可考慮用焊接連接作為代替方案。
現(xiàn)有法蘭類型：整體法蘭，如其名稱所示，是閥體整體的一部分。對(duì)整體法蘭，其法蘭孔可是機(jī)加工而成或是鑄入閥體鑄件之上。整體法蘭是常用的，因?yàn)樗咽窃S多閥門制造商的標(biāo)準(zhǔn)并已經(jīng)在早的設(shè)計(jì)中使用。另一方面，可分離式法蘭已是端面連接設(shè)計(jì)中相對(duì)新的一種。可分離式法蘭式用獨(dú)立的法蘭套在閥體端部轂盤上，并用半圓環(huán)安裝就位。
整體法蘭可具有平面密封面（圖2.16），它允許在兩個(gè)匹配法蘭及法蘭墊片之間的全面接觸。平面密封面法蘭在低壓工況及黃酮和鑄鐵閥上經(jīng)常使用。因?yàn)榉ㄌm式相互之間全面接觸，設(shè)計(jì)中當(dāng)螺栓擰緊時(shí)要使法蘭應(yīng)力及可能的法蘭彎曲減少到小。法蘭面必須*平整以使在整個(gè)法蘭上產(chǎn)生相等的密封。當(dāng)采用平面法蘭，應(yīng)采用大直徑的墊片（與法蘭面相同）以保證密封。
另一種常見(jiàn)法蘭面是凸臺(tái)式密封面（參見(jiàn)圖2.15），它是一個(gè)圓形面積將兩個(gè)法蘭分開(kāi)。凸臺(tái)式密封面內(nèi)徑與管線閥門開(kāi)口內(nèi)鏡相同，而其外徑則小于螺栓孔圓直徑。ANSI標(biāo)準(zhǔn)要求凸臺(tái)式密封面高度，在尺寸為ANSI600級(jí)（PN100）一下時(shí)為0.06in（1.5mm），而在尺寸為ANSI600級(jí)（PN100）以上時(shí)為0.25in（6mm）。凸臺(tái)式密封面隔開(kāi)法蘭本身，盡管當(dāng)螺栓擰緊時(shí)會(huì)產(chǎn)生一些法蘭應(yīng)力，但仍要防止任何別的法蘭對(duì)法蘭的接觸，因?yàn)樗鼤?huì)使墊片壓力降低。當(dāng)使用簡(jiǎn)單的平板墊片時(shí)密封面可謂光華的平面。凸臺(tái)式密封面可加工成許多同心圓的槽，它能保持墊片就位（防止噴出）并保持較佳的密封效果。ANSI250級(jí)鐵閥門及所有鋼閥門的法蘭型式是由規(guī)定的。采用600psi（400bar）和溫度1500℉（815℃）。
環(huán)槽密封面（也是RTJ）是圖態(tài)勢(shì)密封面的改進(jìn)型（圖2.17）。一個(gè)和閥門開(kāi)口同心圓的U形槽加工到密封面上，軟的金屬墊片（通常為蒙耐爾或軟鐵，但其他軟金屬亦可選用）插入槽內(nèi)，當(dāng)法蘭擰緊時(shí)點(diǎn)片被嵌入就位。RTJ法蘭規(guī)定用于高壓工況，壓力可到1500psi（1000bar）——盡管它不是高溫工況。
法蘭 | 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) | 密封面 | 壓力等級(jí) | 常用閥門配套法蘭 | |||
類型 | 代號(hào) | 形式 | 代號(hào) | ||||
板式 | PL | HG20593、 | 突面 | RF | 0.25～2.5 | 突面平焊法蘭是常用的法蘭，可 | |
全平面 | FF | 0.25～1.6 | |||||
帶頸 | SO | HG20594、 | 突面 | RF | 0.6～4.0 | 突面帶頸平焊法蘭是近年來(lái)引進(jìn)的 | |
凹凸面 | MFM | 1.0～4.0 | |||||
榫槽面 | TG | 1.0～4.0 | |||||
全平面 | FF | 0.6～1.6 | |||||
帶頸 | WN | HG20595、 | 突面 | RF | 1.0～25.0 | PN4.0-PN10.0MPa的閥門通常配 | |
凹凸面 | MFM | 1.0～16.0 | |||||
榫槽面 | TG | 1.0～16.0 | |||||
環(huán)連接面 | RJ | 6.3～25.0 | |||||
全平面 | FF | 1.0～1.6 | |||||
整體 | IF | HG20596、 | 突面 | RF | 0.6～25.0 | 閥門上的整體法蘭一般PN≤2.5為 | |
凹凸面 | MFM | 1.0～16.0 | |||||
榫槽面 | TG | 1.0～16.0 | |||||
環(huán)連接面 | RJ | 0.6～25.0 | |||||
全平面 | FF | 1.0～1.6 | |||||
承插焊 | SW | HG20597、 | 突面 | RF | 1.0～10.0 | 近年來(lái)引進(jìn)的石油人工裝置中 | |
凹凸面 | MFM | 1.0～10.0 | |||||
榫槽面 | TG | 1.0～10.0 | |||||
螺紋 | Th | HG20598、 | 突面 | RF | 0.6～4.0 | 在工程建設(shè)中比較常用，安裝方 | |
全平面 | FF | 0.6～1.6 | |||||
對(duì)焊 | PJ/SE | HG20599、 | 突面 | RF | 0.6～4.0 | 適用腐蝕性介質(zhì)的管道系統(tǒng)。 | |
平焊 | PJ/RJ | HG20600、 | 突面 | RF | 0.6～1.6 | ||
凹凸面 | MFM | 1.0～1.6 | |||||
榫槽面 | TG | 1.0～1.6 | |||||
法蘭蓋 | BL | HG20601、 | 突面 | RF | 0.25～25.0 | 用于管道端部或作封頭用。 | |
凹凸面 | MFM | 1.0～16.0 | |||||
榫槽面 | TG | 1.0～16.0 | |||||
環(huán)連接面 | RJ | 6.3～25.0 | |||||
全平面 | FF | 0.25～1.6 | |||||
襯里 | BL（S） | HG20602 | 突面 | RF | 0.6～4.0 | 為節(jié)省不銹鋼等貴 | |
凸面 | M | 1.0～4.0 | |||||
榫面 | T | 1.0～4.0 | |||||
美標(biāo)帶 | SO | HG20616美標(biāo) | 突面 | RF | 2.0～26.0 | PN2.5-5.0的美標(biāo)閥門配套 | |
美標(biāo)帶 | WN | HG20617美標(biāo) | 突面 | RF | 2.0～42.0 | 一般PN≤11.0MPa選用突面， | |
如上所述，可分離式法蘭（圖2.18）是整體法蘭現(xiàn)在采用的一個(gè)便宜的，活動(dòng)的代替方案。因?yàn)榉ㄌm不會(huì)被工藝物料浸濕，它可由碳鋼制造并以涂料防護(hù)大氣腐蝕，因?yàn)榻档土诵枰褂貌讳P鋼或合金鋼的造價(jià)?？煞蛛x式法蘭被制造成在閥體轂套上滑動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)擰緊法蘭，兩個(gè)半圓環(huán)插入閥體的槽內(nèi)，其作用如同機(jī)械止動(dòng)。當(dāng)法蘭螺栓擰緊，法蘭鎖住圓環(huán)，保持閥體準(zhǔn)確就位。雖然碳鋼是常見(jiàn)和便宜的可分離法蘭的選用材料，但在高溫高壓工況下，需選用不銹鋼法蘭。當(dāng)處理管線安裝中心不正時(shí)，可分離式法蘭勝過(guò)整體法蘭的大優(yōu)點(diǎn)是其活動(dòng)范圍。如果上游管線法蘭已固定就位，且與下游管線法蘭對(duì)中不準(zhǔn)，這將妨礙整體法蘭閥門的安裝，除非將法蘭和閥門孔型調(diào)整以使孔對(duì)正。另一方面，對(duì)可分離式法蘭而言，兩端的任何一個(gè)閥門法蘭能輕微旋轉(zhuǎn)以補(bǔ)償對(duì)位不正。法蘭修正對(duì)位不正的能力允許閥門在不同位置上旋轉(zhuǎn)和固定（特別是空間有矛盾時(shí)）。
可分離式法蘭能設(shè)計(jì)成在紙的壓力等級(jí)上互換。它的額定等級(jí)為ANSI150-600級(jí)（PN16-PN100）及4in（DN100）及以下尺寸的閥門。對(duì)ANSI150-300級(jí)（PN16-PN40）在閥門尺寸和6in和8in（DN150和DN200）也可用可分離式法蘭。可分離式法蘭亦可用于ANSI150級(jí)（PN16）和尺寸大于10in（DN250）的閥門。
雖然可分離式法蘭的制造便宜和較為方便，但其一個(gè)缺點(diǎn)是如果法蘭螺栓沒(méi)有適當(dāng)擰緊，閥門可能因?yàn)橹辛⒒蜻^(guò)大管線振動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，尤其是當(dāng)閥門頂部有重的執(zhí)行機(jī)構(gòu)或其他工件之時(shí)。本文相關(guān)的論文有：中國(guó)閥門產(chǎn)值遞增
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