高壓法蘭

高壓法蘭：用於壓力高於10MPa的管道或設備連線的法蘭。目前，主要包括傳統高壓法蘭和高壓自緊式法蘭。

基本介紹

• 中文名：高壓法蘭
• 外文名：High-Pressure flanges
• 壓力：高於10MPa
• 包含：傳統高壓法蘭和高壓自緊式法蘭

英文名稱

英文名稱：High-Pressure flanges

傳統高壓法蘭

產品概述

傳統高壓法蘭:是利用密封墊（橢圓墊、八角墊、透鏡墊等）的塑性變形達到密封效果，連線於管端，使管子與管子相互連線的零件，法蘭上有孔眼，雙頭螺栓使兩法蘭緊連。

高壓法蘭連線示意圖

產品介紹

傳統一般由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成。密封墊 安裝在兩法蘭密封面之

間，擰緊螺母后，密封墊表面上的比壓達到一定數值後使其產生塑性變形，使連線處嚴密不漏。這種形式可用於易燃、易爆、有毒介質及壓力較高的場合但密封可靠性差。

帶頸對焊鋼製管法蘭

中低壓法蘭

產品特點

1、密封原理屬於塑性變形

2、靠螺栓連線

3、螺栓要承受拉力、溫差應力，且承受彎矩、扭矩等諸多外加應力

4、體積龐大，重量笨重，安裝定位很困難。

5、密封性能不穩定，尤其在苛刻（高溫、高壓、介質有劇毒）的情況下容易產生泄漏,造成嚴重後果。

套用特性

高壓法蘭主要套用在管道的安裝中，高壓法蘭連線是管道施工的重要連線方式，主要連線管與管之間的連線，起到重要的作用和價值。高壓法蘭連線就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，兩個法蘭盤之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起，完成了連線。有的管件和器材已經自帶法蘭盤，也是屬於法蘭連線。 高壓法蘭產品性能：
1、耐磨性：陶瓷複合鋼管的內襯陶瓷層中Al2O3含量大於95%，顯微硬度HV1000-1500，因而具有極高的耐磨性，其耐磨性比淬火後的中碳鋼高十餘倍，優於鎢鑽硬質合金。
2、耐腐蝕性陶瓷屬中性材料，化學性能穩定，具有優異的耐腐性和耐酸性，可抗各種無機酸、有機酸、有機溶劑等，其抗蝕程度是不鏽鋼的十倍以上。

材質

碳鋼（Carbon Steel）：ASTM A105,20#、Q235、16Mn、 ASTM A350 LF1,LF2 CL1/CL2,LF3 CL1/CL2、ASTM A694 F42,F46,F48,F50,F52,F56,F60,F65,F70

不鏽鋼（Stainess Steel）：ASTM A182 F304、304L、 F316、316L、1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti、321、18-8；

合金鋼（Alloy Steel）：ASTM A182 F1、 F5a、 F9、 F11、 F12、 F22、 F91、A182F12、A182F11、16MnR、Cr5Mo、

進口材質：（鎳鋼）、WC5(1.25%鉻0.5%鉬鋼）、WC9（2.25%鉻）、C5（5%鉻%鉬）、C12（9%鉻1%鉬）、CA6NM(4（12%鉻鋼）、CA15(4）（12%鉻）、CF8M（316不鏽鋼）、CF8C（347不鏽鋼）、CF8（304不鏽鋼）、CF3（304L不鏽鋼）、CF3M（316L不鏽鋼）、CN7M（合金鋼）、M35-1（蒙乃爾）、N7M（哈斯特鎳合金B）、CW6M（哈斯塔鎳合金C）、CY40（因科鎳合金）

高壓自緊式

產品發展

高壓自緊式法蘭，此類產品於20世紀50年代誕生以來，廣泛套用於石油石化、油氣開採、工業煤氣生產、石油精煉、食品加工、化工工業、環境工程、礦物及核電、航空航天、船舶工業、合成燃料加工、煤的氧化和液化等領域。在中國市場上，此類產品完全依靠進口，國內無一家可以設計、生產，直至2005年，這一局面才被國內的成都植源機械科技所打破。生產了中國的高壓自緊式法蘭ZY-LOC.

產品介紹

ª 高壓自緊式法蘭：是一種更利於高壓、高溫、高腐蝕等工況惡劣情況下管道連線的新型高壓法蘭。傳統法蘭是靠密封墊塑性變形以達到密封的作用，均屬軟密封，而高壓自緊式法蘭的核心是獨有的新式密封，即依靠密封環的密封唇（T形臂）的彈性變形形成密封，屬於硬密封。利用套節、卡套、密封環的筋骨組合，形成了一個強大的剛性體，使連線部位的強度遠遠大於管道母材自身強度。在受壓時，筋和唇分別起強度和密封的作用，既能自緊密封①，又能加固管道，極大的加強了連線部位的整體強度，在此領域，是一個劃時代的進步！

高壓自緊式法蘭

批註①：自緊密封：密封元件不僅受外部聯接件施加的力進行密封，而且還依靠介質的壓力壓緊密封元件進行密封，介質壓力越高，對密封元件施加的壓緊力就越大。——引自《機械設計手冊》卷二第十篇第一章

高壓自緊式法蘭產品結構:一般，每套高壓自緊式法蘭均由卡套、套節、密封環、螺栓組成。

1、金屬密封環：密封環是高壓自緊法蘭的核心部位，其橫截面近似於“T”形。法蘭組裝好後，密封環的筋被兩套節HUB端面所夾持與母管形成整體，極大程度地提高了連線部位的強度；“T”形截面的兩臂即密封唇，與套節的內部錐面生成了一個密封區域，在外力作用下（屈服極限範圍內），自由延伸，形成密封。

2、套節：兩個套節HUB被卡套卡緊後，壓在密封環的筋上，而密封唇偏離套節的內部密封表面，這種偏離彈性地把套節內部密封面的負載回到密封環的唇部，形成一個自我增強型彈性密封。

3、卡套：卡套安裝時可360°方向自由調整，方便安裝。

4、四套球型螺栓：一般地，每套高壓自緊式法蘭僅需四套切向高壓球形螺栓完成整體堅固

產品特點

1、密封方式：高壓自緊式法蘭的核心是獨有的、金屬對金屬的新式密封，即依靠密封環的密封唇（T形臂）的彈性變形形成密封，屬於硬密封；再利用套節、卡套、密封環的筋骨組合，形成了一個強大的剛性體，使連線部位的強度遠遠大於管道母材自身強度。在受壓時，筋和唇分別起強度和密封的作用，既能自緊密封，又能加固管道，極大的加強了連線部位的整體強度

高壓自緊式法蘭剖面示意圖

2、抗拉性：大多數情況下，連線中的高壓自緊式法蘭比管道本身更能承受拉伸負載；破壞性測試證明，管道承受拉伸負載失效後，本法蘭仍完好無泄漏。

3、抗彎曲性能：大量的測試表明本法蘭在承受大彎曲負載時，仍不會泄漏或鬆脫，實際測試：DN15規格的高壓自緊式法蘭焊在管道上經受多次冷彎，高壓自緊式法蘭連線處不泄漏，且螺栓不鬆動。

4、抗壓性：正常的管道套用中，高壓自緊式法蘭不會存在承受過載壓縮的情況；在較高壓縮負載發生時，高壓自緊式法蘭上的最大負載由管道的極限強度確定。

5、抗衝擊性：幾何尺寸小巧緊湊，可承受傳統高壓法蘭所不能承受的衝擊力；獨特的金屬對金屬密封結構，使其抗衝擊性能極大增強。

抗腐蝕性：不同的材質選擇使其抗腐蝕性可滿足不同使用環境的特殊防腐要求。

產品套用

石油石化

高壓自緊式法蘭的套用領域

化工

軍工

冶金工業

電力

船舶工業

核工業

航天工業

產品安裝

1、首先將接頭定位。

高壓自緊式法蘭連線示意圖

2、安裝密封環，密封套內部與套節錐孔中。

3、安裝卡套，在卡套內部與套節錐面接觸部位塗潤滑脂便於安裝。

4、安裝螺栓及球面螺母，需要在球面和螺紋上塗潤滑脂以便安裝。

5、擰緊螺母必須按對角順序的方式逐步均勻擰緊並保證卡套有對稱的位置。

6、應使用扭矩扳手按照產品說明書中的要求的扭矩擰緊螺母。

7、安裝完成後兩接頭的端面與密封環的筋應緊密接觸不能有間隙。

產品對比

傳統法蘭與高壓自緊式法蘭對比

兩種法蘭的對比	傳統高壓法蘭	高壓自緊式法蘭
密封形式	密封墊的塑性變形	密封環的彈性變形
強度	密封墊為薄弱環; 節強度低於管道	T型密封環的筋承擔強度作用強度可大於管道
韌性	靠法蘭盤和螺栓吸收變形力，會降低密封墊的壓緊力，密封墊是塑性變形，影響密封	靠HUB、卡套和螺栓吸收變形力，密封環是彈性變形所以仍能緊貼HUB，不影響密封
緊固方式	螺栓預緊力直接作用於密封墊，只能依靠增加螺栓數量來模擬均布荷載	螺栓預緊力通過卡套形成均布荷載，壓緊HUB，將力作用於密封環
螺栓數量	4N	一般只需4套
安裝力矩	T	0.3*T
安裝時間	t	1/4t至1/8t
體積（相同管口直徑）	V	V/3
維護	定期檢修	幾乎零維護
壽命	1年至2年需更換密封墊	25年至30年

現實使用中的高壓法蘭

生產情況

目前該產品世界上僅有四個國家能生產，

中國的：高壓自緊式法蘭zy-loc

美國的：grayloc,

英國的：vector,

義大利的：G-lok.

用戶可根據價格和性能選用合適產品。