Фланец для сосуда под давлением является основным компонентом для соединения различных компонентов сосуда под давлением и широко используется в таких отраслях промышленности, как нефтехимия, атомная энергетика, электроэнергетика и легкая промышленность.

Для сосудов под давлением фланец представляет собой компонент, который включает в себя фланцы, прокладки, соединительные болты или шпильки и гайки. Его функция заключается в объединении различных компонентов, подвергающихся давлению, при обеспечении отсутствия утечек в соединительных частях.

Основной формой разрушения фланцевых соединений является нарушение жесткости соединения, а внешним его проявлением является негерметичность. Среда внутри сосуда высокого давления имеет характеристики высокой температуры и высокого давления, а также является легковоспламеняющейся, взрывоопасной или токсичной. Серьезные вторичные катастрофы произойдут, как только произойдет утечка. Серьезная угроза безопасности самого сосуда под давлением, окружающего оборудования и персонала. Таким образом, основным фактором при проектировании и выборе фланцев контейнера является общая эффективность уплотнения.

Форма уплотнения кольцевого фланца для сосуда под давлением:

(1) Принудительное уплотнение. Уплотняющая поверхность сжимается за счет затягивания соединительных болтов между торцевой крышкой и фланцем цилиндра для достижения цели герметизации, например, плоских прокладок, уплотнений Cazari и т. д.

(2) Самозатягивающееся уплотнение. Давление среды в контейнере используется для создания силы давления на уплотняющую поверхность для достижения цели уплотнения. Его сила уплотнения увеличивается с увеличением среднего давления. Таким образом, надежная герметичность может сохраняться при более высоких давлениях, например, при использовании комбинированных уплотнений, уплотнительных колец, C-образных уплотнений, B-образных уплотнений, клиновых уплотнений, восьмиугольных и овальных уплотнений, а также самозатягивающихся уплотнений с плоскими прокладками. , Деревянное уплотнение, азотное уплотнение и т. д.

(3) Полусамозатягивающееся уплотнение. Он не только использует давление среды в контейнере, но также использует соединение крепежных деталей для создания силы давления на уплотняющую поверхность для достижения цели уплотнения, например, уплотнение с двойным конусом.

Принцип работы кольцевого фланца для сосуда под давлением:

При приложении силы предварительного натяга к фланцевым болтам сила болта сжимает прокладку через фланцевое кольцо, заставляя уплотняющие поверхности фланца и выступающие поверхности на прокладке заполниться из-за деформации прокладки. Это создает начальные условия уплотнения для предотвращения утечки жидкости.

Когда к фланцевым болтам прилагается усилие предварительной затяжки, оно сжимает прокладку через фланцевое кольцо, заставляя фланцевую прокладку подвергаться деформации сжатия. Когда усилие завинчивания достигает определенного значения, четыре выпуклые неровные поверхности на уплотнительной поверхности фланца и прокладки вынуждены заполняться за счет деформации прокладки, что создает начальные условия уплотнения для предотвращения утечки текучей среды.

В этот момент сжимающая сила на эффективной площади уплотнения прокладки называется начальным посадочным напряжением. Когда оборудование или трубопровод подвергаются давлению жидкости, болты подвергаются растягивающему напряжению и удлинению. Уплотняющие поверхности фланцев перемещаются в направлении разъединения, вызывая уменьшение сжимающей силы между уплотняющими поверхностями и прокладкой. В результате уменьшается сжатие прокладки и снижается напряжение посадки преднатяга.

Если уплотнительная прокладка имеет достаточную упругость в этой точке, деформация прокладки может компенсировать зазор между болтами и уплотняемыми поверхностями, гарантируя, что напряжение посадки при предварительном натяге не упадет ниже рабочего напряжения посадки, тем самым поддерживая хорошее состояние уплотнения. для фланца. И наоборот, если прокладке недостает достаточной упругости, напряжение посадки падает ниже рабочего напряжения посадки или даже снова появляются зазоры в уплотнении, что приводит к выходу уплотнения из строя.

Факторы, влияющие на фланцевое уплотнение сосудов под давлением, следующие:

1. Усилие предварительной затяжки болта.

Правильное усилие предварительной затяжки гарантирует, что прокладка будет сохранять определенное напряжение посадки во время работы. Чрезмерное усилие предварительной затяжки может привести к сжатию или выдавливанию прокладки, что приведет к повреждению уплотнения. Распределение усилия предварительного затягивания на прокладке также влияет на эффективность уплотнения. Способом обеспечения равномерного распределения усилия предварительной затяжки является увеличение количества болтов при условии, что оно соответствует требованиям к пространству для установки и снятия болтов.

2. Характеристики уплотнения прокладки

Прокладки являются важным компонентом герметизации. Подходящий материал прокладки должен учитывать тот факт, что прокладка может производить необходимую упругую деформацию под действием соответствующей силы предварительной нагрузки без разрушения или выдавливания. Во время работы расстояние между уплотняющими поверхностями фланцев увеличивается, и материал прокладки должен иметь достаточную способность к отскоку, чтобы поверхность прокладки и поверхность фланца находились в тесном контакте и продолжали поддерживать хорошие характеристики уплотнения.

3. Характеристики уплотнительной поверхности фланца.

Тип и свойства поверхности уплотнения фланца играют решающую роль в влиянии на эффект уплотнения. Вогнуто-выпуклые поверхности и пазогребневые поверхности следует применять в ситуациях со строгими условиями труда. Плоскость уплотняющей поверхности фланца, центральная линия и перпендикулярность между уплотняющей поверхностью и фланцем напрямую влияют на равномерность усилия, действующего на прокладку, и хороший контакт между прокладкой и фланцем. Шероховатость поверхности уплотняющей поверхности фланца должна соответствовать требованиям к прокладке. На поверхности не допускаются радиальные следы ножа или царапины, а тем более поверхностные трещины.

4. Жесткость фланца

Недостаточная жесткость приведет к чрезмерной деформации фланца, что приведет к нарушению герметичности. На жесткость фланца влияет множество факторов. Среди них увеличение толщины фланца, увеличение внешнего диаметра фланца и другие методы могут улучшить жесткость фланца, уменьшить деформацию, обеспечить равномерную передачу усилия болта на прокладку и получить равномерное и достаточное удельное давление уплотнения. В то же время можно улучшить характеристики уплотнения. Моментный рычаг, уменьшающий силу болта, может уменьшить изгибающий момент, воспринимаемый фланцем, и способствует уплотнению.

5. Условия эксплуатации

Рабочая температура, давление и химико-физические свойства среды также влияют на надежность фланцевых соединений. С повышением температуры вязкость среды становится меньше и склонность к утечкам возрастает; высокая температура повышает химическую и физическую активность среды, вызывая коррозию и растворение прокладок и фланцев; высокая температура также может вызвать коррозию болтов, фланцев и прокладок. Ползучесть и релаксация стресса.