壓力容器(qi)法蘭(lan)是(shi)壓力容器(qi)的(de)(de)(de)常用部(bu)件(jian),是(shi)連接(jie)各種壓力容器(qi)部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)基本(ben)元件(jian),廣泛地用于(yu)石油、石化、電力、原子能、輕工等領(ling)域。對于(yu)容器(qi)而言,應該是(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)組(zu)件(jian),包括法蘭(lan)、墊片和連接(jie)螺栓或螺柱以(yi)及螺母,其作用是(shi)使不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)受(shou)壓元件(jian)組(zu)合在一(yi)(yi)(yi)起(qi),同(tong)時保(bao)證連接(jie)部(bu)位(wei)不(bu)發生泄漏(lou)。法蘭(lan)連接(jie)的(de)(de)(de)主要失效形(xing)式(shi)為(wei)接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)剛度(du)失效,其外部(bu)表現型(xing)式(shi)為(wei)泄漏(lou)。壓力容器(qi)內部(bu)的(de)(de)(de)介質具有高(gao)溫、高(gao)壓的(de)(de)(de)特(te)點,同(tong)時具有易(yi)燃、易(yi)爆的(de)(de)(de)特(te)性(xing)或毒性(xing),一(yi)(yi)(yi)旦(dan)產生泄漏(lou),將發生嚴重的(de)(de)(de)次生災害(hai),嚴重威(wei)脅壓力容器(qi)本(ben)體和周圍設備以(yi)及人員(yuan)的(de)(de)(de)安(an)全。因此容器(qi)法蘭(lan)的(de)(de)(de)設計和選(xuan)用應優先考(kao)慮的(de)(de)(de)因素(su)是(shi)整體密封性(xing)能。
我國壓力(li)容(rong)器(qi)法蘭(lan)(lan)標(biao)準自成體系。最(zui)早的壓力(li)容(rong)器(qi)法蘭(lan)(lan)標(biao)準可以追溯到20世紀70年代,當時使用的是(shi)由原一機部、石油部、化工部三部共同發(fa)布的壓力(li)容(rong)器(qi)法蘭(lan)(lan)行業標(biao)準JB 1157~1164-1973.經過長(chang)期(qi)的試用及不斷的修訂(ding),目(mu)前(qian)最(zui)新的標(biao)準為NB/T 47020~47027-2012《壓力(li)容(rong)器(qi)法蘭(lan)(lan)》。
就法(fa)蘭(lan)的結構型式(shi)和工作原理而(er)言,壓力(li)容(rong)器法(fa)蘭(lan)和管法(fa)蘭(lan)沒(mei)有(you)多大差(cha)異。比較(jiao)明顯的區別是,壓力(li)容(rong)器法(fa)蘭(lan)規格(ge)較(jiao)大,與各類壓力(li)容(rong)器連接(jie)使(shi)用;而(er)管法(fa)蘭(lan)常常與管子直接(jie)連接(jie)或與泵(beng)、閥、機等管道(dao)設備的進(jin)出口管子連接(jie)使(shi)用。
壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)容(rong)器法(fa)蘭(lan)(lan)工(gong)作(zuo)原理為(wei)(wei):當對法(fa)蘭(lan)(lan)螺栓(shuan)施加預緊(jin)力(li)(li)(li)時,螺栓(shuan)力(li)(li)(li)通過法(fa)蘭(lan)(lan)環把(ba)墊(dian)片(pian)(pian)壓(ya)(ya)緊(jin),迫使法(fa)蘭(lan)(lan)墊(dian)片(pian)(pian)產生壓(ya)(ya)縮變(bian)形(xing)。當螺栓(shuan)力(li)(li)(li)達到一定(ding)數值(zhi)后,迫使法(fa)蘭(lan)(lan)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面和墊(dian)片(pian)(pian)上的(de)凹凸不(bu)平面借助墊(dian)片(pian)(pian)變(bian)形(xing)而填滿,這就為(wei)(wei)阻止流體介質(zhi)泄(xie)漏創造了初始密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)條件(jian)。此(ci)時墊(dian)片(pian)(pian)單位有效(xiao)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面積(ji)上的(de)壓(ya)(ya)緊(jin)力(li)(li)(li)稱為(wei)(wei)墊(dian)片(pian)(pian)的(de)初始密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)比(bi)(bi)壓(ya)(ya)。當設(she)備或管道(dao)承受介質(zhi)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)后,螺栓(shuan)受到拉伸應力(li)(li)(li)而伸長,法(fa)蘭(lan)(lan)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面沿著彼此(ci)分離的(de)方向移動,密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面與(yu)墊(dian)片(pian)(pian)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)壓(ya)(ya)緊(jin)力(li)(li)(li)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang),墊(dian)片(pian)(pian)的(de)壓(ya)(ya)縮量減少(shao),預緊(jin)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)比(bi)(bi)壓(ya)(ya)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)。如(ru)果這時密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)墊(dian)片(pian)(pian)具有足(zu)夠(gou)的(de)回彈能力(li)(li)(li),墊(dian)片(pian)(pian)的(de)變(bian)形(xing)能補償螺栓(shuan)和密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)面的(de)分離值(zhi),而使預緊(jin)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)比(bi)(bi)壓(ya)(ya)只下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)到不(bu)小于工(gong)作(zuo)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)比(bi)(bi)壓(ya)(ya),則(ze)法(fa)蘭(lan)(lan)依然(ran)保持良好(hao)的(de)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)狀態。反之(zhi)(zhi),如(ru)墊(dian)片(pian)(pian)的(de)回彈能力(li)(li)(li)不(bu)足(zu),密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)比(bi)(bi)壓(ya)(ya)下(xia)(xia)降(jiang)(jiang)到工(gong)作(zuo)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)比(bi)(bi)壓(ya)(ya)以下(xia)(xia),甚至密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)口重(zhong)新出現縫隙,則(ze)密(mi)(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)失(shi)效(xiao)。