常用法兰、垫片及钢管选用标准新版ppt课件

元素工厂设备部分2017年9月10日，常用工业法兰、垫片和钢管选择标准，1，1，现场常见问题解答概述，内容摘要，2，3，4，垫片密封和应用范围，常用管道标准和选择原则，工业管道法兰，管接头标准，2，序言，管道维护更换管件与管道直径壁厚不匹配。3，管道连接法兰的一侧为长颈对接焊接法兰，另一侧为平焊法兰。存在标准不匹配、安全风险和质量缺陷。案例1、4、案例2、管路弯管与直段的壁厚和直径规格不符时，焊接包络会导致品质缺陷和安全风险。5，案例3，垫片选择不合适，造成密封故障，泄漏，安全生产隐患。6、第4种情况，管道管件之间的非标准连接必须使用t形三通管件。7，案例5，管道法兰选择不当必须是长颈对接焊缝法兰，以避免内部侵蚀。8，案例7，平盖法兰与设备法兰标准不匹配，引起鼓疲劳变形，存在安全风险。9，问题的根本原因，10，工业管道法兰，管道管接头标准，1，法兰分类和选择2，法兰结构形状，参数3，法兰密封原理3，法兰使用范围和代码说明4，压力容器法兰，第1部分，11，1，法兰分类和这种连接具有拆卸方便、不需要点火的优点，但如果法兰、螺栓、垫片三种密封在一起，任何一个组件都会出现问题，导致泄漏，不仅会造成浪费，还会造成环境污染，还会造成人员伤亡和财产损失。12，1，法兰分类和选择，中国当前的法兰标准分为两个系统：PN系列(欧洲系统)和Class系列(美国系统)。PN系列公称压力等级以PN表示，包括9个等级：PN 2.5、PN6、PN10、PN16、PN25、PN40、PN6.4、PN100和PN160。Class系列公称压力等级显示为Class，包括6个等级：Class系列150、Class系列300、Class 600、Class900、Class1500和Class2500。13，1，凸缘分类和选取，LB和PN是压力等级，而不是简单的压力单位。或者，LB可以与Mpa相互转换，但LB和PN不能简单转换。压力等级本身必须是无限的，但只是其他等级标准，因此交换时必须考虑LB和Mpa之间的转换关系。例如，Mpa=0.007*LB。HG/T20592-2009和HG/T20592-1997，凸缘标准的标称压力差。压力转换公式：1杆(bar)=100000波(Pa)=10牛顿/平方厘米=0.1Mpa是在国际标准组织中定义的单位。在HG/T20592-2009凸缘标准中，PN16的压力与HG/T20592-1997凸缘标准中PN1.6的压力相同。因为HG/T20592-2009公称压力以bar为单位，HG/T20592-1997以Mpa为单位，16bar=1.6Mpa。14、2、凸缘结构样式、参数、15、2、凸缘结构样式、参数、16、2、凸缘结构样式、参数、17、2、凸缘结构样式、参数、板平坦焊接凸缘(PL缺点：接触区域大，所需预紧压力大，螺栓负载大，法兰等部件要求高，体积大，垫片容易突出，密封性能差。使用压力P2.5Mpa，毒性、易燃、爆炸性介质不可用，18，2，法兰结构类型，参数，凹凸面法兰的优点：方便配对，防止垫片挤压，不容易受到介质冲刷和腐蚀。适合压力大的情况。缺点：更换垫片不容易。19，3，法兰密封原理和形式，法兰连接必须准确为螺栓、法兰、垫片连接，垫片由三种协同作用实现。其中，垫片是实现密封的关键部件。法兰密封原理：为了确保垫片和法兰密封面之间有足够的压力，螺栓预紧力导致垫片表面的变形足以填满法兰密封面的微小不均匀性，实现了密封目的。为了上述目的，作用于垫片的最小单位压缩力称为非压力。连接到法兰的管道达到工作压力时，由于内部压力的轴向力，两个法兰倾向于分离，螺栓倾向于伸长，从而减少作用于垫片的压缩力。作用于垫片有效剖面的压缩力下降到阈值时，可以保持密封。此时，垫片的其馀压缩力是垫片的有效固定力。20，3，如果法兰密封原理和形式、垫片的压缩力小于有效拧紧力，则法兰会泄漏或垫片会爆炸运行，因此垫片的有效固定力必须大于管道的工作压力。垫片和法兰密封面的紧密性在两个法兰密封面之间的距离大于初始状态时通过垫层的弹力得到保证。可以这样说。垫片的表面塑性变形对早期密封阶段填充法兰密封表面的微不均匀性具有决定性作用。在工作状态下，法兰的密封以垫片内部的弹性恢复为主导。21，3，法兰密封原理和形式，22，3，法兰密封原理和形式，法兰密封泄漏主要是密封表面之间的泄漏。垫片毛细管作用下泄漏的可能性很小。垫片被外力压下后，垫片本身发生的弹性变形和塑性变形，填补密封面的小凹凸间距，当介质通过密封面的阻力大于密封面两侧的压差时，即到达密封面。但是受到外部条件的影响时，密封受损，造成了泄漏。影响密封的因素有23，3，法兰密封原理和形式(1)工作条件的影响。工作条件是压力、温度和介质的物理化学性质。石化厂低压法兰多，简单压力或介质因素对法兰泄漏的影响不显著。与温度结合后，问题才显得严重。如果温度反复变化，密封失败的可能性更大。(2)设计参数中垫片系数和压缩比的影响。目前，在我国选择这两个参数是通过查找表钢制压力容器进行的，但即使是垫片系数和压缩比、相同的材料，也与垫片宽度、预紧压力、介质性能、法兰密封面宽度和粗糙度等有关，因此，这两个系数究竟使用到什么程度还没有权威的规格。24，3，法兰密封的原理和形式，25，3，法兰密封的原理和形式，(3)螺栓预紧力的影响。提高螺栓预紧力可以提高垫片的密封性能，但是太大的螺栓和向导会失去垫片的灵活性，或者垫片施加压力或基础受损，无法保证工作状态下的足够弹性。26，3，法兰密封原理和形式，(4)垫片性能的影响。垫片变形包括弹性变形和塑性变形。垫片材料是影响垫片性能的主要因素，因此垫片的好坏会影响法兰的密封。(5)法兰刚度的影响。法兰刚度不足会导致过度翘曲变形，这通常是密封失效的原因之一。27，3，法兰密封原理和形式，(6)密封表面的影响。法兰密封面的形状和粗糙度必须与垫片一致。密封面的平整度和与法兰轴垂直是确保垫片均匀压缩的前提，因此，在设计、安装时，必须考虑管道管线热膨胀引起的推论或偏心力的影响。否则法兰密封不严格，容易发生泄漏。28，3，法兰密封原理和格式，法兰密封表面样式和代码(GB/T9112-2000)，29，3，法兰密封原理和格式，30，4，法兰使用范围和代码说明，31，4，、标准号码、凸缘总高度、mm、凸缘厚度、mm、标称压力、MPa、标称直径、mm、密封面型式代码发生泄漏的根本原因是接触面有间隙，而接触面两侧的压力差，浓度差是泄漏有推动力。要减少泄漏，必须最大限度地细化接触面。也就是说，要减少泄漏通道的剪切面积，增加泄漏电阻，使其大于泄漏推力。在密封面上应用压缩载荷以产生压缩张力可以提高密封面的接触度，如果应力足够大，可以在密封面上产生明显的塑性变形，则可以封闭密封面上的间隙以防止泄漏通道。法兰垫片静态密封的密封机制可分为41，1，法兰垫片密封机制，1，初始密封。组装法兰垫片时，必须完成初始密封，拧紧螺栓压缩垫片，创建初始密封的基本条件是垫片材料压缩后的弹性压缩变形或弹塑性压缩变形。也就是说，可以填补法兰密封面的粗糙凹凸，并切断接口泄漏通道，以满足初始密封要求。垫片的预紧应力取决于垫片材料的压缩特性，所有密封压缩力都来自螺栓的初始拧紧力，法兰必须具有足够的强度和足够的挠曲或弯曲变形的刚度。2，工作密封：预紧后，法兰垫片螺栓三零部件系统必须根据工作介质的压力，一对凸缘的两个密封面相互分离，并且垫片必须有足够的回弹变形以补偿这种分离。此外，垫片包括流体介质的密封、42、1、垫片的结构型式和种类、金属复合垫片、非金属软垫片、法兰用垫片、非金属软垫片、PTFE垫片、PTFE垫片、PTFE垫片垫片结构类型和类型，45，1，垫片类型和选择，46，1，聚四氟乙烯包装垫片聚四氟乙烯包装垫片是非金属复合垫片，通常由包装和嵌入两部分组成。 包封主要起到防腐作用，通常由聚四氟乙烯材料制成，内藏物(填料)是有或没有金属加强材料的非金属材料，通常由石棉橡胶板制成。聚四氟乙烯包装垫片主要适用于全平面和转筒钢管法兰连接，适用于公称压力PN 0.65.0MPa、工作温度为0 150 的腐蚀介质或清洁度高的介质。管道法兰的PTFE包垫片根据制造方法可以分为三种类型：剖切类型(s型)、加工型(m型)和折叠型(f型)。截面型是用PTFE管切割0.81mm厚的环状薄片，从外侧厚度的中心切开，将芯材放入切口。切削从内部孔开放约1.5到2mm。对于加工包垫片，气穴的内径与法兰内径相匹配，以防止流体在法兰中产生涡流。折叠鞋垫的情况是厚度为0.40.8mm的带状特氟龙薄膜，两端用热密封法包裹，在环形芯外部形成u形，适用于大凸缘密封。第一，垫片类型和选择，47，2，聚四氟乙烯包装垫片显示示例公称直径50mm，公称压力1.0MPa的单面聚四氟乙烯垫片：s-50-1.0gb/t 1304-1992公称直径50mm，公称压力1.0mm压缩，回弹性能好。有多个密封和特定的自拧紧功能。凸缘压缩表面的表面缺陷不太敏感，凸缘密封面不粘合，容易与配合，因此可以轻松去除。可以部分消除压力、温度变化和机械振动的影响。在高温、低压、高真空、冲击振动等循环交变等苛刻条件下，可保持良好的密封性能。缠绕垫片可以根据其结构分为四种样式：基本体、皮带内环类型、带环指定、内环和环类型。49，缠绕垫片结构分类，a类型：基本，b类型：内部加强型，c类型：外部加强型，d类型：内部和外部加强型，50，一个，垫片类型和选择，一个多密封，密封部分，密封部分(最大42MPa左右)能经受高温；(最高可达一千多度，取决于非金属带材料)能经受强烈的腐蚀；(取决于使用的金属和非金属带材料)良好的压缩，回弹率；压缩率为30%，篮板为29%，安装方便。(定位环的外径完全按法兰标准生产)，52，1，垫片的种类和选择，应用领域：电气，石化，化学，钢铁，造纸，船舶.适用介质：水、油、蒸汽、酸碱盐、浆、有机溶剂、压力范围：一般不超过30MPa温度范围：一般石墨垫片一般为450，53，2；垫片的选择和代码说明；垫片的材料，54，2，垫片选择和代码说明，1，垫片选择的基本原则a，良好的压缩和回弹性能，能适应温度和压力波动；b、具有适合法兰密封表面的良好可塑性；c .对于某些具有应力腐蚀开裂倾向的金属，例如奥氏体不锈钢(奥氏体不锈钢)法兰，必须确保垫片材料不包含引起腐蚀的多馀杂质，例如控制用于凸缘腐蚀的垫片的氯离子含量。d、不污染媒体；e，对密封毒性强的化学品要求垫片更大的安全性；对于输送可燃液体的管道系统，需要法兰的最大使用压力和最大使用温度在限制范围内的垫片。f，低温下不易硬化，收缩量小，高温下不易软化，抗蠕变特性好。g、加工性能好，安装和压缩方便；h、法兰密封面，拆装方便。，55，2，选择垫片和代码说明，56，2，选择垫片和代码说明，选择和使用缠绕垫片的方法：a，凹槽法兰b，凹凸