克雷洛克法兰.doc

美国GRAYLOC对接（高压自紧）法兰相关上世纪50年代，随着人类对能源需求量的不断增加以及能源开采技术的不断提高，传统法兰已越来越难满足在高压、强腐蚀、极温、高冲刷环境中管路的使用，安全事故频频发生促使工程技术人员希望开发出一种更加安全、可靠的传统法兰替代品。 1952年，第一个金属自紧式法兰在美国诞生，该法兰一经问世就得到了欧美主要石油公司的追捧及认可并被大量使用于条件复杂的流体领域项目中。 金属自紧式法兰发展至今逾60年，其技术已非常成熟且至今未发生过一起因该产品自身质量问题而发生的安全事故。今天，在欧美能源企业的设备使用内部标准中，当管道压力超过class900后，使用金属自紧式法兰替代常规法兰已成为一种制度而被强制执行，但该法兰在国内的应用还属于启蒙阶段。构成：密封环：根据管路实际技术要求，经科学计算后选用相应材质的金属材料定制而成。金属环是整个法兰的核心，合格的金属环应满足当管内压力越大时，金属环的密封效果越好（”自紧”之名由此而得来）。HUB:一套自紧式法兰有2个HUB，主要起连接管路、阀门、压缩机等外部装置并夹紧密封圈的作用。可选材质有：碳钢、不锈钢、合金、蒙乃尔、英科耐尔、钛金、锆金属等等。夹具：常规自紧式法兰由一套夹具构成，夹具关闭后HUB能完美的镶嵌其中。夹具的主要作用为固定HUB，在密封过程中并非核心组件。因此，无论管路内部条件如何苛刻，夹具都可用一般碳 钢锻造而成。螺栓：全套法兰仅由四个螺栓固定。相比传统法兰，GRAYLOC主要有如下特点：1.节省空间及重量（广泛应用于造船及海洋平台）一个4英寸金属自紧似法兰 ANSI 2500# Rating 其重量为：24公斤 4英寸常规传统法兰 ANSI 2500# Rating重量为：142公斤 较传统法兰，金属自紧式法兰直径更小，焊颈更小。 2.节省时间及金钱实践证明，安装4-8个金属自紧式法兰所用时间与安装一个常规法兰所需时间相同。同时，在高压环境中，常规法兰需成套采用价格不菲的特殊不锈钢或合金制成而自紧式法兰只需调整相应的HUB材质,夹具无需做特殊处理（依旧为碳钢材质），节约了采购成本。 3.安装简单方便 安装过程仅由四个螺栓完成，夹具可绕HUB进行360度旋转已确定螺栓方向，安装过程中无需考虑螺栓孔的调整。 4.组装力矩更小 金属自紧式法兰力矩仅为常规法兰所需力矩的30%。 5.后期维护 金属自紧式法兰无需后期进行特殊的定期维护。 6.低库存要求 一个金属式自紧法兰的使用寿命约为25-30年，且可用于所有规格的管路连接因而使得备件的库存量大为减少。 金属自紧式法兰已得到除能源开采行业外的更多高危险行业的认可:化工工业 核电 航空航天 船舶制造 环境工程 燃料加工业 其它上世纪50年代，随着人类对能源需求量的不断增加以及能源开采技术的不断提高，传统法兰已越来越难满足在高压、强腐蚀、极温、高冲刷环境中管路的使用，安全事故频频发生促使工程技术人员希望开发出一种更加安全、可靠的传统法兰替代品。 . e! F6 F. v! f8 q- m+ t1952年，第一个金属自紧式法兰在美国诞生，该法兰一经问世就得到了欧美主要石油公司的追捧及认可并被大量使用于条件复杂的流体领域项目中。 # R- l- 3 h8 E7 a8 |# t) E金属自紧式法兰发展至今逾60年，其技术已非常成熟且至今未发生过一起因该产品自身质量问题而发生的安全事故。今天，在欧美能源企业的设备使用内部标准中，当管道压力超过class900后，使用金属自紧式法兰替代常规法兰已成为一种制度而被强制执行！( 0 F- H7 h d$ F8 O, X0 h- L. iz, Z现在，自紧式法兰的鼻祖美国Grayloc的各项指标已得到ASME/DNV/ISO 9001等国际认证。4 h0 s0 b 8 p5 8 i6 i# f Q; . P2 g( f% q拉力试验：较传统法兰更能承受拉伸负载。比连接的管路本身更能承受拉伸负载。经破坏性测试，管路拉伸负载失效后自紧式法兰仍然完好无泄漏。: P; K0 2 C; kO弯曲力试验：试验证明在承受大弯曲负载时自紧式法兰仍然不会泄漏及松脱。焊接管路后的自紧式法兰经多次冷弯测试后，接头处仍然无泄漏且螺7 b/ h; E* I, l8 N栓不松动。 W0 q u, z% 压力试验：在正常使用中，自紧式法兰的接头及密封圈不可能承受过载压缩的情况。高压环境中，最大负载由管道的极限强度决定版本高压法兰这是本词条的最新版本，由 万润管业于2011-08-29贡献。 上一版本 目录一、定义 二、传统高压法兰 1. 概述 2. 产品介绍 3. 产品特点三、高压自紧式法兰 1. 产品发展 2. 高压自紧式法兰介绍 3. 高压自紧式法兰特点 4. 高压自紧式法兰的应用 5. 高压自紧式法兰安装 6. 传统法兰与高压自紧式法兰对比 7. 产品状况一、定义 二、传统高压法兰 1. 概述 2. 产品介绍 3. 产品特点三、高压自紧式法兰 1. 产品发展 2. 高压自紧式法兰介绍 3. 高压自紧式法兰特点 4. 高压自紧式法兰的应用 5. 高压自紧式法兰安装 6. 传统法兰与高压自紧式法兰对比 7. 产品状况展开一、定义高压法兰：用于压力高于10MPa的管道或设备连接的法兰。目前，主要包括传统高压法兰和高压自紧式法兰。 英文名称：High-Pressure flanges 二、传统高压法兰 高压法兰连接示意图概述传统高压法兰:是利用密封垫（椭圆垫、八角垫、透镜垫等）的塑性变形达到密封效果，连接于管端，使管子与管子相互连接的零件，法兰上有孔眼，双头螺栓使两法兰紧连。 产品介绍传统高压法兰一般由一对法兰、一个垫片及若干个螺栓螺母组成。密封垫 安装在两法兰密封面之 带颈对焊钢制管法兰间，拧紧螺母后，密封垫表面上的比压达到一定数值后使其产生塑性变形，使连接处严密不漏。这种形式可用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的场合但密封可靠性差。 产品特点1、密封原理属于塑性变形 2、靠螺栓连接 3、螺栓要承受拉力、温差应力，且承受弯矩、扭矩等诸多外加应力 4、体积庞大，重量笨重，安装定位很困难。 5、密封性能不稳定，尤其在苛刻（高温、高压、介质有剧毒）的情况下容易产生泄漏,造成严重后果。 三、高压自紧式法兰 高压自紧式法兰示意图产品发展此类产品于20世纪50年代诞生以来，广泛应用于石油石化、油气开采、工业煤气生产、石油精炼、食品加工、化工工业、环境工程、矿物及核电、航空航天、船舶工业、合成燃料加工、煤的氧化和液化等领域。在中国市场上，此类产品完全依靠进口，国内无一家可以设计、生产，直至2005年，这一局面才被国内的成都植源机械科技所打破。生产了中国的高压自紧式法兰ZY-LOC. 高压自紧式法兰介绍 高压自紧式法兰ª 高压自紧式法兰：是一种更利于高压、高温、高腐蚀等工况恶劣情况下管道连接的新型高压法兰。传统法兰是靠密封垫塑性变形以达到密封的作用，均属软密封，而高压自紧式法兰的核心是独有的新式密封，即依靠密封环的密封唇（T形臂）的弹性变形形成密封，属于硬密封。利用套节、卡套、密封环的筋骨组合，形成了一个强大的刚性体，使连接部位的强度远远大于管道母材自身强度。在受压时，筋和唇分别起强度和密封的作用，既能自紧密封，又能加固管道，极大的加强了连接部位的整体强度，在此领域，是一个划时代的进步！ 批注：自紧密封：密封元件不仅受外部联接件施加的力进行密封，而且还依靠介质的压力压紧密封元件进行密封，介质压力越高，对密封元件施加的压紧力就越大。引自机械设计手册卷二第十篇第一章 高压自紧式法兰产品结构:一般，每套高压自紧式法兰均由卡套、套节、密封环、螺栓组成。 1、金属密封环：密封环是高压自紧法兰的核心部位，其横截面近似于“T”形。法兰组装好后，密封环的筋被两套节HUB端面所夹持与母管形成整体，极大程度地提高了连接部位的强度；“T”形截面的两臂即密封唇，与套节的内部锥面生成了一个密封区域，在外力作用下（屈服极限范围内），自由延伸，形成密封。 2、套节：两个套节HUB被卡套卡紧后，压在密封环的筋上，而密封唇偏离套节的内部密封表面，这种偏离弹性地把套节内部密封面的负载回到密封环的唇部，形成一个自我增强型弹性密封。 3、卡套：卡套安装时可360方向自由调整，方便安装。 4、四套球型螺栓：一般地，每套高压自紧式法兰仅需四套切向高压球形螺栓完成整体坚固 高压自紧式法兰特点1、密封方式：高压自紧式法兰的核心是独有的、金属对金属的新式密封，即依靠密封环的密封唇（T形臂）的弹性变形形成密 封，属于硬 高压自紧式法兰剖面示意图密封；再利用套节、卡套、密封环的筋骨组合，形成了一个强大的刚性体，使连接部位的强度远远大于管道母材自身强度。在受压时，筋和唇分别起强度和密封的作用，既能自紧密封，又能加固管道，极大的加强了连接部位的整体强度 2、抗拉性：大多数情况下，连接中的高压自紧式法兰比管道本身更能承受拉伸负载；破坏性测试证明，管道承受拉伸负载失效后，本法兰仍完好无泄漏。 3、抗弯曲性能：大量的测试表明本法兰在承受大弯曲负载时，仍不会泄漏或松脱，实际测试：DN15规格的高压自紧式法兰焊在管道上经受多次冷弯，高压自紧式法兰连接处不泄漏，且螺栓不松动。 4、抗压性：正常的管道应用中，高压自紧式法兰不会存在承受过载压缩的情况；在较高压缩负载发生时，高压自紧式法兰上的最大负载由管道的极限强度确定。 5、抗冲击性：几何尺寸小巧紧凑，可承受传统高压法兰所不能承受的冲击力；独特的金属对金属密封结构，使其抗冲击性能极大增强。 抗腐蚀性：不同的材质选择使其抗腐蚀性可满足不同使用环境的特殊防腐要求。 高压自紧式法兰的应用石油 高压自紧式法兰的应用领域石化 化工 军工 冶金工业 电力 船舶工业 核工业 航天工业 高压自紧式法兰安装 高压自紧式法兰连接示意图1、首先将接头定位。 2、安装密封环，密封套内部与套节锥孔中。 3、安装卡套，在卡套内部与套节锥面接触部位涂润滑脂便于安装。 4、安装螺栓及球面螺母，需要在球面和螺纹上涂润滑脂以便安装。 5、拧紧螺母必须按对角顺序的方式逐步均匀拧紧并保证卡套有对称的位置。 6、应使用扭矩扳手按照产品说明书中的要求的扭矩拧紧螺母。 7、安装完成后两接头的端面与密封环的筋应紧密接触不能有间隙。 传统法兰与高压自紧式法兰对比 两种法兰的对比传统高压法兰高压自紧式法兰密封形式密封垫的塑性变形密封环的弹性变形强度密封垫为薄弱环 节强度低于管道T型密封环的筋承担强度作用强度可大于管道韧性靠法兰盘和螺栓吸收变形力，会降低密封垫的压紧力，密封垫是塑性变形，影响密封靠HUB、卡套和螺栓吸收变形力，密封环是弹性变形所以仍能紧贴HUB，不影响密封紧固方式螺栓预紧