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2.4.3 法兰端面连接


       阀门大于2in(DN50)时通常要求使用法兰。法兰比罗文链接容易安装,这是因为法兰面与管线相配并用螺纹连在一起,而管线和阀门不需要任何转动。法兰克用于大多数温度范围,由绝对零度到1500℉(815℃)。当温度增加,某些限制在高压上。
       用法兰面之间的垫片连接时,拧紧法兰螺栓产生之力,被用来密封接头。法兰见ANSI表赚B16.5(或API或近似标准),它提出平面密封面,凸台式密封面的高度和直径,标准孔的模式及平接接头的必须尺寸,例如榫和槽、凹面或凸面的设计。法兰式按照工作条件,材料要求,最大操作温度及压力而确定等级的。虽然法兰的主要优点是阀门能很容易地自管线上卸掉,但法兰易遭受热扭转和振动。如果温度循环很显著,可考虑用焊接连接作为代替方案。
       现有法兰类型:整体法兰,如其名称所示,是法提整体的一部分。对整体法兰,其法兰孔可是机加工而成或是铸入法提逐渐之上。整体法兰是常用的,因为它已是许多阀门制造商的标准并已经在最早的设计中使用。另一方面,可分离式法兰已是断面连接设计中相对新的一种。可分离式法兰式用独立的法兰套在阀体端部毂盘上,并用半圆环安装就位。
       整体法兰克具有平面密封面(图2.16),它允许在两个匹配法兰及法兰垫片之间的全面接触。平面密封面法兰在低压工况及黄酮和主帖阀上经常使用。因为法兰式相互之间全面接触,设计中当螺栓拧紧时要使法兰应力及可能的法兰弯曲减少到最小。法兰面必须完全平整以使在整个法兰上产生相等的密封。当采用平面法兰,应采用大直径的垫片(与法兰面相同)以保证密封。

2.16.png2.15.png

       另一种常见法兰面是凸台式密封面(参见图2.15),它是一个圆形面积将两个法兰分开。凸台式密封面内径与管线阀门开口内镜相同,而其外径则小于螺栓孔圆直径。ANSI标准要求凸台式密封面高度,在尺寸为ANSI600级(PN100)一下时为0.06in(1.5mm),而在尺寸为ANSI600级(PN100)以上时为0.25in(6mm)。凸台式密封面隔开法兰本身,尽管当螺栓拧紧时会产生一些法兰盈利,但仍要防止任何别的法兰对法兰的接触,因为它会使垫片压力降低。当使用简单的平板垫片时,密封面可谓光华的平面。凸台式密封面可加工成许多同心圆的槽,它能保持垫片就位(防止喷出)并保持交加的密封效果。ANSI250级铁阀门及所有钢阀门的法兰型式是由规定的。推荐采用600psi(400bar)和温度1500℉(815℃)。
       2.17.png环槽密封面(也是RTJ)是图态势密封面的改进型(图2.17)。一个和阀门开口痛惜缘的U形槽加工到密封面上,软的金属垫片(通常为蒙耐尔或软铁,但其他软金属亦可选用)插入槽内,当法兰拧紧时点片被嵌入就位。RTJ法兰规定用于高压汞矿,压力可到1500psi(1000bar)——尽管它不是高温工况。
    2.18.png如上所述,可分离式法兰(图2.18)是整体法兰现在采用的一个便宜的,活动的代替方案。因为法兰不会被工艺物料浸湿,它可由碳钢制造并以涂料防护大气腐蚀,因为降低了需要使用不锈钢或合金钢的造价。可分离式法兰被制造成在阀体毂套上滑动。现场拧紧法兰,两个半圆环插入法提的槽内,其作用如同机械止动。当法兰螺栓拧紧,法兰锁住圆环,保持法提准确就位。虽然碳钢是最常见和便宜的可分离法蓝的选用材料,但在高温高压工况下,需选用不锈钢法兰。当处理管线安装中心不正时,可分离式法兰胜过整体法兰的最大优点是其活动范围。如果上游管线法兰已固定就位,且与下游管线法兰对中不准,这将妨碍整体法兰阀门的安装,除非将法兰和阀门孔型调整以使孔对正。另一方面,对可分离式法兰而言,两端的任何一个阀门法兰能轻微旋转以补偿对位不正。法兰修正对位不正的能力允许阀门在不同位置上旋转和固定(特别是空间有矛盾时)。
          可分离式法兰能设计成在纸的压力等级上互换。它的额度登记为ANSI150-600级(PN16-PN100)及4in(DN100)及以下尺寸的阀门。对ANSI150-300级(PN16-PN40)在阀门尺寸和6in和8in(DN150和DN200)也可用可分离式法兰。可分离式法兰亦可用于ANSI150级(PN16)和尺寸大于10in(DN250)的阀门。
       虽然可分离式法兰的制造便宜和较为方便,但其一个缺点是如果法兰螺栓没有适当拧紧,阀门可能因为中立或过大管线振动而旋转,尤其是当阀门顶部有重的执行机构或其他工件之时。



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