压力容器法兰的密封原理

  压力容器法兰是压力容器的常用部件,也是连接各种压力容器部件的基本组件,它们广泛用于石油化工,原子能,电力,轻工等工业领域。对于容器,法兰应该是一个组件,包括法兰,垫圈,连接螺栓或双头螺栓和螺母,其功能是将不同的压力分量组合在一起,同时确保连接处无泄漏。法兰连接的主要失效方式是接头的刚度失效,其外部表现为泄漏。压力容器内部的介质具有高温高压的特性,以及易燃易爆特性或毒性,一旦发生泄漏,将发生严重的二次灾难,这将严重威胁压力容器本体以及周围设备和人员的安全。因此,整体密封性能应成为设计和选择容器法兰的优先考虑因素。

不锈钢法兰

  压力容器法兰的密封形式:

  (1)强制密封。通过拧紧端盖和气缸法兰等的连接螺栓将密封面紧紧压紧,以达到密封的目的,如平垫片密封和卡扎里密封。

  (2)自紧密封。容器中介质的压力用于在密封表面上产生压力,从而达到密封目的。其密封力随介质压力的增加而增加。因此,它可以在较高压力下保持可靠的密封性能,例如组合密封,O形环密封,C形环密封,B形环密封,楔形密封,八角形垫片和椭圆形垫片密封,平垫片自紧密封,木材密封件,氮气型密封件等

  (3)半自紧密封。它不仅利用容器中介质的压力,而且利用紧固件的连接在密封面上产生压力,从而达到密封的目的,例如双锥密封。

  压力容器法兰的工作原理是:

  当对法兰螺栓施加预紧力时,螺栓力将通过法兰环压缩垫片,迫使法兰垫片产生压缩变形。当螺栓力达到一定值时,由于垫圈的变形,法兰密封表面和垫圈上的四个凸块被迫填满,从而形成用于防止流体介质泄漏的初始密封条件。这时,法兰垫片的每单位有效密封面积的按压力称为垫片的初始密封比压力,当设备或管道承受介质压力时,螺栓在拉伸应力作用下被拉伸,法兰密封面沿彼此分离的方向移动,密封面与垫圈之间的压缩力减小,垫圈降低了,预紧密封件的比压下降。

  如果垫圈的弹性不足,密封件的比压下降到工作密封件的比压以下,或者在密封件开口处再次出现间隙,密封件将失效;如果此时垫圈具有足够的回弹力,则垫圈的变形可以补偿螺栓与密封面的分离值,而预拧紧的密封比压只会下降至不小于工作密封比压,法兰仍将保持良好的密封状态。

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