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影响法兰密封的因素

时间:2020-02-18 点击次数:751

影响法兰密封的因素是多方面的。

主要有:螺栓预紧力;密封面型式;垫片性能;法兰刚度;操作条件。

 几十年来,美国国家标准学会设计的ANSI法兰已经为石油和天然气工业提供了一种适用的密封技术,而且卓有成效。但由于石油天然气工业的需求已经发生变化,ANSI法兰的缺陷不断暴露出来。成本效益原则、环境保护以及 健康和安全保证是21世纪的作业者和承包商所面对的三大课题,因此,人们开始考虑新的法兰密封方法。

 影响法兰密封的因素

ANSI法兰的密封原理极其简单:螺栓的两个密封面相互挤压法兰垫片并形成密封。但这同时也导致密封的破坏。为了保持密封,就得维持巨大的螺栓作用力。为此,螺栓就要做得更大。而更大的螺栓就要匹配更大的螺母,这就意味着需要直径更大的螺栓为上紧螺母创造条件。殊不知,螺栓的直径越大,适用的法兰就会变得弯曲, 办法就是增大法兰部分的壁厚。整个装置将需要极大的尺寸和重量,这在近海环境下便成了一个特殊问题,因为在这种情况下重量始终是人们必须引起关注的主要问题。而且,从根本上来说,ANSI法兰是一种无效的密封,它需要把50%的螺栓负荷用于挤压垫片,而用于保持压力的负荷只剩50%。

 然而,ANSI法兰的主要设计缺点是它不能保证无泄漏。这就是其设计上的不足:连接是动态的,而且诸如热膨胀和起伏不定的周期载荷都会造成法兰面之间的移动,影响法兰的功能,从而使法兰的完整性受损,终导致泄漏。

 由Vector公司开发的新型法兰克服了ANSI法兰的缺点。紧凑的法兰具有各方面的优点:标准法兰不仅节省了空间、减轻了重量,更重要的是确保接头部位不会发生泄漏。紧凑法兰尺寸之所以减小,是由于减小了密封件的直径,这将会减小密封面的截面。其次,法兰垫片已被密封环所代替,以确保密封面对密封面的匹配。这样一来,为了压紧密封面仅需要很小的压力。随着所需压力的降低,螺栓的尺寸和所需数量都可相应减小。终设计出了一种体积小且重量轻(比传统的ANSI法兰的重量减轻70%~80%)的新产品。

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