法蘭連接具有很好的密封性,因而成為工業流體管道和閥門以及儀器儀表最主要的連接方式。
法蘭連接是依靠螺栓的緊固力實現法蘭與密封墊片的密切配合而實現密封連接的,要保持法蘭的密封連接就要確保螺栓對法蘭施加足夠的壓力,使得兩片法蘭對密封墊片有足夠的壓緊力和摩擦力保持墊片穩定。

OTHELLO(奧賽羅)墊片
因為法蘭密封的這一結構特點, 所以對密封墊的質量、彈性以及螺栓的緊固壓力有很大的依賴性。
實際的檢測數據表明,緊固螺栓的扭矩有 50%左右消耗在螺栓端面與法蘭的摩擦上,又有 40% 的扭矩消耗在螺紋的摩擦上,作用在法蘭壓緊上的扭矩僅占總扭矩的 10% 。
經過長期擠壓的密封墊片會逐漸產生塑性變形,加上緊固后的法蘭受到振動和各應力的影響,當系統內的壓力出現較大波動時會使得法蘭作用在密封墊上的壓力不斷減小。
當這種壓力減小到低于閥門介質的壓力時就會導致法蘭泄漏的發生。因為這種泄漏故障是由于法蘭對密封墊片的壓力減小引起的,所以理論上只要再次緊固法蘭螺栓,確保法蘭對密封墊片施加的壓力超過閥門內流動的介質壓力即可達到阻止泄漏,重新密封。
但實際上通過單純的緊固法蘭螺栓處理法蘭泄漏的成功率還是很低的,主要有以下3 個原因:
(1) 經過長期的擠壓,法蘭之間的密封墊片逐漸產生了塑性變形,且密封墊的塑性變形與法蘭的夾緊力有很大的關系。法蘭之間的夾緊力越大密封墊的塑性變形越嚴重,這會導致密封墊的回彈率和壓縮率大幅度下降,使得密封墊失去應有的密封作用。
(2) 閥門安裝和緊固法蘭時,必然會造成管道和法蘭產生相反的拉緊應力。事實上,緊固閥門法蘭螺栓的過程就是不斷拉緊相應的管道的過程,因為管道拉緊應力的存在導致閥門法蘭的緊固更加困難,尤其是墊片長期受壓失去回彈性需要縮小兩片法蘭之間的間隙才能彌補法蘭對墊片的加緊壓力,而進一步拉緊法蘭又必然加大管道相反的應力,導致螺栓緊固的力只有很小的一部分轉換成法蘭對密封墊的壓力,起到的作用也微乎其微。
(3) 法蘭滲漏必然導致流體介質內的固體顆粒殘存在密封墊上一部分。這些殘存的固體顆粒必然導致法蘭密封面無法完全貼合而產生滲漏,甚至法蘭密封面會由于泄漏介質的摩擦產生貫通傷。無論是殘存的固體顆粒還是密封面的貫通傷產生的泄漏都是無法通過緊固法蘭螺栓而能制止的。
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