对焊法兰的选型需综合考虑管道系统的工作条件、介质特性、安装要求及经济性等多方面因素,以确保法兰与管道系统的匹配性、密封可靠性及长期安全运行。以下是选型时需重点关注的因素及具体说明:
一、管道系统参数
公称压力(PN)
根据管道设计压力选择法兰的公称压力等级,需确保法兰的额定压力高于系统较高工作压力,并留有一定安全余量。
示例:若管道设计压力为8.0MPa,则应选择PN10.0或更高压力等级的法兰。
公称直径(DN)
法兰的公称直径需与管道直径一致,避免因尺寸不匹配导致安装困难或泄漏风险。
注意:大口径管道(如DN≥500)需优先选用对焊法兰,因其焊接结构可分散应力,避免管径过大导致的连接失效。
工作温度
高温工况需选用耐热钢法兰(如304H、316H、铬钼钢等),并考虑材料的高温强度、蠕变性能及热膨胀系数。
示例:蒸汽管道温度超过450℃时,需选用耐高温的合金钢法兰。
设计标准
遵循国际标准(如ASME B16.5、EN 1092-1)或国内标准(如HG/T 20592、GB/T 9115),确保法兰与管道、阀门等配件的互换性。
注意:不同标准对法兰尺寸、密封面形式及压力等级的规定可能存在差异,需统一标准体系。
二、介质特性
介质类型
腐蚀性介质:如酸、碱、盐溶液等,需选用不锈钢(304、316L)或耐腐蚀合金钢法兰,并配合耐腐蚀垫片(如聚四氟乙烯垫片)。
易燃易爆介质:如天然气、氢气等,需选用密封性能优异的密封面形式(如榫槽面、梯形槽面)及金属垫片(如八角垫、金属缠绕垫)。
高温介质:如蒸汽、导热油等,需考虑材料的耐高温性能及热膨胀补偿措施。
介质压力与流速
高压介质需选用高压力等级法兰,并确保密封面形式(如梯形槽面)可承受介质压力。
高流速介质可能引发振动或冲蚀,需选用结构强度高的法兰(如对焊法兰)并增加防冲蚀措施。
三、密封面形式与垫片选择
密封面形式
突面(RF):适用于中低压、非腐蚀性介质,加工成本低但密封性能一般。
凹凸面(MFM):适用于中高压、易燃易爆介质,通过凹凸配合防止垫片挤出。
榫槽面(TG):适用于高压、腐蚀性介质,密封性能优异但加工成本较高。
梯形槽面(RJ):适用于超高压、高温工况,需配合金属环垫片使用。
全平面(FF):仅适用于低压、非关键场合,密封可靠性较低。
垫片材料
非金属垫片:如橡胶、石棉橡胶板、聚四氟乙烯等,适用于低压、常温工况。
金属垫片:如金属缠绕垫、八角垫、椭圆垫等,适用于高压、高温或腐蚀性介质。
复合垫片:如金属包覆垫片,结合金属与非金属材料的优点,适用于中高压工况。
四、安装与维护要求
焊接方式
对焊法兰需通过全熔透焊接与管道连接,需确保焊缝质量符合标准(如射线检测、超声波检测)。
注意:焊接前需清理管端与法兰内孔,避免焊缝缺陷(如气孔、裂纹)。
螺栓与螺母
选用与法兰压力等级匹配的螺栓(如8.8级、10.9级高强度螺栓),并确保螺栓数量、规格符合标准要求。
注意:高温工况需考虑螺栓材料的热膨胀系数,避免因热胀冷缩导致螺栓松动。
维护便捷性
需频繁拆卸的场合可选用松套法兰或活套法兰,但需权衡密封性能与拆卸便利性。
示例:化工装置中的反应釜进出口管道,需定期清洗或更换催化剂,可选用带颈对焊法兰与平焊法兰组合使用。
