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安装工程精讲班讲义：法兰及分类
法兰
(一)法兰种类
1. 按连接方式分类
法兰按照其结构型式可分为：整体法兰、平焊法兰、对焊法兰、松套法兰和螺纹法兰。常见的几种法兰如图1.3.2所示：
图1.3.2 法兰的几种形式
a、b-平焊法兰 c-对焊法兰 d-铸钢法兰 e-螺纹法兰 f-翻边活动法兰
(1)整体法兰
(2)平焊法兰
平焊法兰又称搭焊法兰。其优点在于焊接装配时较易对中，且价格便宜，因而得到了广泛的应用。平焊法兰只适用于压力等级比较低，压力波动、振动及震荡均不严重的管道系统中。
(3)对焊法兰
对焊法兰又称为高颈法兰。它与其他法兰不同之处在于从法兰与管子焊接处到法兰盘有一段长而倾斜的高颈，此段高颈的壁厚沿高度方向逐渐过渡到管壁厚度，改善了应力的不连续性，因而增加了法兰强度。对焊法兰主要用于工况比较苛刻的场合，如管道热膨胀或其他载荷而使法兰处受的应力较大，或应力变化反复的场合;压力、温度大幅度波动的管道和高温、高压及零下低温的管道。
(4)松套法兰
松套法兰俗称活套法兰，分为焊环活套法兰，翻边活套法兰和对焊活套法兰，多用于铜、铝等有色金属及不锈钢管道上。松套法兰的连接实际也是通过焊接实现的，只是这种法兰是松套在已与管子焊接在一起的附属元件上，然后通过连接螺栓将附属元件和垫片压紧以实现密封，法兰(即松套)本身则不接触介质。这种法兰连接的优点是法兰可以旋转，易于对中螺栓孔，在大口径管道上易于安装，也适用于管道需要频繁拆卸以供清洗和检查的地方。其法兰附属元件材料与管子材料一致，而法兰材料可与管子材料不同(法兰的材料多为Q235、Q255碳素钢)，因此比较适合于输送腐蚀性介质的管道。但松套法兰耐压不高，一般仅适用于低压管道的连接。
(5)螺纹法兰
螺纹法兰是将法兰的内孔加工成管螺纹，并和带螺纹的管子配合实现连接，是一种非焊接法兰。与焊接法兰相比，它具有安装、维修方便的特点，可在一些现场不允许焊接的场合使用。但在温度高于260℃和低于-45℃的条件下，建议不使用螺纹法兰，以免发生泄漏。
2.法兰密封面型式
法兰的密封面主要根据工艺条件、密封口径以及垫片等进行选择。
(1)容器法兰的密封面形式有：平面、凹凸面、榫槽面等型式，其中以凹凸面、榫槽面最为常用。
(2)管法兰的密封面形式有：全平面、突面、凹凸面、榫槽面和环连接面五种。前四种为常用的密封面。法兰密封面型式和代号见表1.3.1和图1.3.3。
图1.3.3 法兰密封面型式和代号
1)平面型：是在平面上加工出几道浅槽，其结构简单，但垫圈没有固定，不易压紧。适用于压力不高、介质无毒的场合。
2)突面型：密封面结构简单，加工方便，且便于进行防腐衬里。但是，这种密封面垫片接触面积较大，预紧时垫片容易往两边挤，不易压紧。
3)凹凸面型：是相配合的凹形和凸形密封面。安装时便于对中，还能防止垫片被挤出。但垫片宽度较大，须较大压紧力。适用于压力稍高的场合。
4)榫槽面型：安装时易对中。垫片受力均匀，故密封可靠。垫片很少受介质的冲刷和腐蚀。适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的重要密封。但更换垫片困难，法兰造价较高。
5)O形圈面型：O形圈密封效果比一般平垫圈可靠。O形圈的截面尺寸都很小、质量轻，消耗材料少，且使用简单，安装、拆卸方便，更为突出的优点还在于O形圈具有良好的密封能力，压力使用范围很宽，静密封工作压力可达100MPa以上，适用温度为-60～200℃，可满足多种介质的使用要求。
6)环连接面型：这种密封面专门与用金属材料加工成形状为八角形或椭圆形的实体金属垫片配合，实现密封连接。由于金属环垫可以依据各种金属的固有特性来选用。因而这种密封面的密封性能好，对安装要求也不太严格，适合于高温、高压工况，但密封面的加工精度较高。
(二)垫片
垫片是法兰连接时起密封作用的材料。根据管道所输送介质的腐蚀性、温度、压力及法兰密封面的形式，可选择的垫片种类很多。
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