[實(shí)用新型]采用密封焊元件的法蘭連接結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320469533.5
• 申請(qǐng)日: 2013-08-02
• 公開（公告）號(hào): CN203477673U
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許燕;周建新;張玉福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 甘肅藍(lán)科石化高新裝備股份有限公司;機(jī)械工業(yè)蘭州石油化工設(shè)備檢測(cè)所有限公司
• 主分類號(hào): F16L23/026
• 分類號(hào): F16L23/026
• 代理公司: 甘肅省知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)中心 62100
• 代理人: 馬英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于壓力容器和壓力管道技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于高溫、高壓、易燃、易爆、毒性程度高等操作介質(zhì)的設(shè)備的法蘭連接結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

法蘭連接結(jié)構(gòu)是壓力容器與管路中廣泛使用的部件之一，通常由法蘭、螺栓（柱）、螺母及墊片組成。在實(shí)際應(yīng)用中，由于連接件或被連接件強(qiáng)度破壞所引起法蘭密封失效現(xiàn)象較少，多數(shù)是因密封產(chǎn)生的泄漏。泄漏有墊片滲漏及墊片與法蘭密封面之間的介面泄漏兩種途徑。

隨著煉油、化工技術(shù)的不斷發(fā)展，裝置不斷朝著高參數(shù)化（高溫、高壓）及大型化方向發(fā)展，相應(yīng)地，設(shè)備的參數(shù)也不斷提高，尤其是在高溫、高壓、易燃、易爆、毒性程度高等操作介質(zhì)的設(shè)備和管路中，需要采用一種安全、可靠的法蘭連接結(jié)構(gòu)。

現(xiàn)有的法蘭連接結(jié)構(gòu)中，按照法蘭連接結(jié)構(gòu)的密封機(jī)理，基本上分為兩類，一類是以墊片作為密封元件的法蘭連接結(jié)構(gòu)，另一類是無墊片的焊接密封法蘭連接結(jié)構(gòu)。

第一類法蘭連接結(jié)構(gòu)，墊片有非金屬墊片（橡膠墊、石棉橡膠墊、聚四氟乙烯墊、聚四氟乙烯包覆墊、柔性石墨墊等）、半金屬墊片（又稱組合式墊片，主要有金屬包墊片、金屬纏繞墊、柔性石墨復(fù)合墊、齒形組合墊等）及金屬墊片（主要有金屬實(shí)心平墊、波紋板墊、齒形墊、橢圓墊及八角墊等）三種。在預(yù)緊狀態(tài)下，法蘭在螺栓預(yù)緊力的作用下，把處于密封面之間的墊片壓緊，并使墊片在螺栓力作用下產(chǎn)生彈塑性變形以填滿法蘭密封面的不平間隙，形成初始密封；在操作狀態(tài)下，螺栓在介質(zhì)壓力作用下被拉伸，法蘭密封面沿著彼此分離的方向移動(dòng)，密封面與墊片之間的壓緊應(yīng)力及墊片上的壓緊應(yīng)力隨之降低，此時(shí)墊片通過回彈補(bǔ)償法蘭和螺栓的位移，且墊片上的剩余壓緊應(yīng)力仍不小于墊片的工作密封比壓（發(fā)生臨界泄漏時(shí)墊片上的剩余壓緊應(yīng)力），從而以保證操作狀態(tài)下的密封。

第二類法蘭連接結(jié)構(gòu)，通常采用密封焊元件替代墊片，常用的密封焊元件有板式、焊唇式、卵形空腔式及Ω形等結(jié)構(gòu)形式。法蘭與配對(duì)法蘭通過螺栓壓緊，法蘭與配對(duì)法蘭通過密封焊元件并采用密封焊來保證密封，法蘭和配對(duì)法蘭端面也可以加工成密封焊元件的形狀從而實(shí)現(xiàn)直接采用密封焊的方式實(shí)現(xiàn)密封。

對(duì)于第一類法蘭連接結(jié)構(gòu)，當(dāng)墊片失效或墊片回彈量不足以補(bǔ)償法蘭和螺栓的位移時(shí)，或當(dāng)操作介質(zhì)滲透性強(qiáng)時(shí)，會(huì)造成法蘭連接結(jié)構(gòu)的泄漏。因此，在這些應(yīng)用工況下，采用該類法蘭連接結(jié)構(gòu)的可靠性并不高。

對(duì)于第二類法蘭連接結(jié)構(gòu)，雖然采用了密封焊連接結(jié)構(gòu)，從理論上講，可以完全避免法蘭連接結(jié)構(gòu)的泄漏。然而，在實(shí)際應(yīng)用過程中，這種法蘭連接結(jié)構(gòu)依然出現(xiàn)了失效、泄漏情況，主要原因：①理想狀態(tài)下，在密封焊接連接結(jié)構(gòu)中，密封元件之間不存在錯(cuò)位和位移差。然而受裝配精度和外力影響，在裝配時(shí)，密封元件間不可避免地存在錯(cuò)邊情況，而且當(dāng)設(shè)備直徑越大時(shí)，錯(cuò)邊量將越大，并且在后續(xù)的制造、安裝、操作過程中，由于不可避免的外部載荷作用，造成法蘭與配對(duì)法蘭之間出現(xiàn)位移差，并最終作用于密封元件及密封焊縫上，造成密封焊縫或密封元件撕裂。②理想狀態(tài)下，密封元件與法蘭間不存在相對(duì)位移，密封焊縫僅起到密封作用。實(shí)際上在壓力和溫度的共同作用下，當(dāng)螺栓與法蘭沿軸向的位移出現(xiàn)不一致時(shí)，法蘭與配對(duì)法蘭間的間隙會(huì)增大。當(dāng)這個(gè)間隙達(dá)到一定程度時(shí)，在密封元件間發(fā)生轉(zhuǎn)角變形，當(dāng)此變形超過密封焊縫能夠承受的極限時(shí)，產(chǎn)生密封焊縫撕裂。

實(shí)用新型內(nèi)容

??本實(shí)用新型提供一種采用密封焊元件的法蘭連接結(jié)構(gòu)，解決在高溫、高壓等高參數(shù)操作情況下，或操作介質(zhì)為易燃易爆、毒性危害高、滲透性強(qiáng)的場(chǎng)合，采用密封焊元件的法蘭連接結(jié)構(gòu)密封焊縫或密封元件撕裂而引發(fā)的失效問題。

為解決上述問題，所采用的技術(shù)方案為：

一種采用密封焊元件的法蘭連接結(jié)構(gòu)，包括法蘭、配對(duì)法蘭及置于兩者之間的密封焊元件和連接兩者的緊固件；所述法蘭與配對(duì)法蘭上設(shè)置定位裝置。

所述定位裝置包括定位元件，該定位元件一端與所述法蘭連接，另外一端插入所述配對(duì)法蘭內(nèi)側(cè)并形成定位支撐。

所述定位元件是平板、環(huán)形板、卡槽板、拉桿中的一種。

所述定位元件與法蘭連接方式是焊接連接、螺栓式可拆連接中的一種。

所述緊固件上設(shè)有防松鎖緊裝置。

所述配對(duì)法蘭為法蘭、管板、平蓋中的一種