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不锈钢法兰与碳钢复合法兰的使用原理

2014-02-18 09:02:01 点击数:

      法兰联接是各种容器和工艺管线中最基本最常见的一种联接方式。由于生产工艺的要求或考虑制造、运输、安装和检修的方便.容器和工艺管道的联接常采用可拆结构即法兰联接,它具有较好的联接强度和紧密性,而且适用尺寸范围较广』因此,法兰联接被广泛采用J在真空制盐企业中.由于容器和管道中的介质是抓化钠溶液(即卤水〕.具有较强的腐蚀性。碳钢法兰虽有较高的强安和良好的塑性和切性.但耐腐蚀性能较差,一般使用一个月后就会出现大面积腐蚀现象。六个月后就出现大面积穿孔。造成介质泄漏。如果采用不锈钢法兰:一是价格较贵。不锈钢(ICr18Ni9Ti)平捍法兰大约是碳钢法兰的3-5倍;二是焊接技术相对来讲要求要高些,如挥接不好,容易造成捍缝裂纹:三是目前使用的不锈钢法兰因钢中碳化钛的存在会降低材料的塑性、韧性和冲压性能。使用不好容易造成法兰断裂。有没有一种综合不锈钢和碳钢法兰的优良特性的法兰呢?
     法兰密封原理
     法兰联接是由一对法兰、数个螺栓和一个垫片(圈)所组成。法兰在螺栓预紧力的作用下,把处于法兰压紧而之间的垫圈压紧。当垫圈单位面积上所受到的压紧力达到某一值时.借助于垫圈的变形。把
法兰密封表面上的凹凸不平处填满,这样就为介质泄漏形成了初始密封条件。
当管道升压后,螺栓受到进一步的拉伸法兰密封面沿着彼此分离的方向移动.密封面与垫圈的压紧力因而有所下降;当压紧力下降到某一临界值以下时,介质将产生泄漏。通常的作法足收紧螺栓,使法兰密封上实际存在的比压,预紧时不低于垫圈的顶紧密封比压.工作时不低于工作密封比压,来保证法兰的密封。一般法兰密封面的形式有:平面型密封面、凹凸型密封面和禅槽型密封面三种。
法兰所受外力

预紧时法兰所受外力图
     在预紧时.法兰所受外力见图1, T1是螺栓作用给法兰的预紧力。它沿缘栓中心线所在园周等距离均布。N1是垫圈作用力。它滑垫圈所在园周均布。显然,T1因此,内圈的Nl和外圈的T1构成了力偶作用在法兰上,操作时,由于增加了轴向介质作用力Q,使垫圈反力NL下降到凡,螺栓由于受到进一步的拉伸,螺栓力则由T1增长到T2,这时T2应等于Q2之和。考虑Q与N相距很近,所以作用在法兰上的外力矩也可以用一个由T2和Q+L组成的力俩来代替。Nj、Tj、N2、T2、Q等都是指单位弧长上的作用力(N/cm)。
法兰在外力偶矩作用下的变形和内力

法兰在外力偶矩M作用下将产生变形图
法兰(见图2)在外力偶矩M作用下将产生变形,由干管壁与法兰的刚性不同,在联接边界A一B处有弯矩M0,和剪力Q0,所以在法兰颈或与法兰联接的四壁环形截面内将产生轴向弯曲应力σ和助应力值很小可不考虑.而。值较大,当σ值增加到一定值时法兰将产生变形。碳钢法兰因有良好的塑性和韧性,当应力清除或减少时,法兰将恢复原状。而不锈钢法兰在此情况下就会产生撕裂,使法兰报废。
法兰在卤水中的腐蚀原理
腐蚀是指金属在周围介质(最常见的是液体和气体)作用下,由于化学变化、电化学变化或物理溶解而产生的破坏,称为腐蚀,最常见的几种腐蚀均匀腐蚀、电俩腐蚀、应力腐蚀、缝照腐蚀、小孔蚀、晶间腐蚀和高温气体腐蚀。法兰的腐蚀主要干缝晾腐蚀。其原因为:当法兰与法兰联接时,为证法兰面达到良好的密封性能。法兰与法兰面之有一非金属或金属密封垫圈,使垫圈与法兰面之存在很小的缝晾,使缝凉内的介质处于滞流状态而引起缝内金属的加速腐蚀。再加上法兰与锌道联接大都采用焊接,如果焊缝出现气孔或焊了法外面,未焊法兰里面,以及法兰面的锈蚀和法兰面沉积物和杂屑等,使法兰各表面形成不同情况的隙,加快法兰的腐蚀速度。
几乎所有的金属和合金都会产生缝隙腐蚀,是对腐蚀的敬感性有所不同。不锈钢法兰比碳钢兰耐缝隙腐蚀性能好,因而使用寿命要会比碳钢法兰长得多。除了以上这些法兰,我还想推荐一篇主要介绍不锈钢法兰标准及规格,让你可以更好理解法兰知识。

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