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　　法兰垫片是夹持在一对法兰密封面之间的单个密封零件。装置时，通过拧紧螺栓对法兰施加一外力，该外力转达给垫片，使垫片爆发压缩变形。从能量的看法出发，外力作用垫片所做的功，若不思量任何能量损失，将所有转变为变形能，贮存于垫片内。事情时，密封流体压力迫使法兰密封面疏散，压缩垫片的载荷被部分卸除，贮存于垫片中的变形能以做功的方法来恢复变形，即垫片释放其能量。若贮存的变形能尚有剩余，垫片与法兰密封面仍坚持接触，法兰不会爆发走漏。以是，垫片也被形貌为“密封在两个外貌之间，并贮存有能量的一个装置”。

　　一、螺栓法兰毗连系统

　　如手艺上和经济上可行，能够制造出十分平滑和细腻的两被毗连件的接合面，并用螺栓毗连起来，使两接合面始终坚持接触，则接合面之间就不需要安排垫片，此种螺栓毗连称为无垫螺栓讨论(non-gasketed bolt joints)，常用于汽车、飞机、钢结构、重型装备等领域。可是由于装备结构和尺寸的限制，加工和装置很难获得理想的平滑接合面;其次，接合面也会随时间推移爆发侵蚀或磨蚀，而变得不平滑。因此，需要在这些接合面中心装置垫片作为过渡元件，以此与团结面形成细密的接触，提供毗连必需的密封，并与无垫螺栓讨论相比，可以在较低螺栓载荷下经济地实现密封，该种螺栓毗连称为垫片螺栓讨论(gasketed bolt joints)，是压力管道，压力容器和承压装备应用最普遍，使用最频仍的可拆式毗连。由于被毗连件通常接纳一对法兰，法兰一端与壳体或管道相连，并用一组螺栓将两法兰紧固在一起。通常把此类螺栓毗连称为螺栓法兰毗连(bolted flanged connection,BFC)或螺栓法兰讨论(bolted flanged joint,BFJ)，如图3.18所示。

　　由此可见，BFC是一个由法兰、螺栓和垫片等元件组成的组合件。两个法兰可以是同样型式和质料的法兰，也可以是差别型式和(或)质料的法兰，或者其中一个是用螺栓毗连的平盖。而垫片总是比法兰密封软的质料制成。

　　二、两种螺栓法兰毗连型式

　　凭证密封原理，将螺栓法兰毗连分为浮动型(floating type,FL)或金属与金属非接触型(nonmetal-to-metal contact)螺栓法兰毗连和金属与金属接触型(metal to metal contact,MMC)螺栓法兰毗连两大类。如图3.19(a)所示，浮动型的螺栓法兰毗连指垫片夹持在一对法兰的两个接合面之间，自从预紧螺栓的装置最先，直到法兰毗连的整个服役期内，法兰接合面不爆发任何接触，因此螺栓预紧载荷完全作用在垫片上，而进入运行后，垫片初始载荷将随外部载荷作用增添或镌汰，且垫片上的载荷漫衍也是不匀称的。而金属与金属接触型(下称“MMC”)的螺栓法兰毗连可使用与浮动型螺栓法兰毗连同样的法兰，只是将某些型式的压缩限制装置放在螺栓中心圆内的法兰接合面上，次压缩限制装置也可以是垫片一部分或自力的一个部件，起限位器的作用，如图3.19(b)以是。因此，当螺栓预紧后，法兰的两接合面金属或法兰接合面金属与压缩限制器金属之间爆发气械接触。相比浮动型，MMC型螺栓法兰毗连的主要特点是螺栓必需被施加到足够高的载荷，除了抵达金属接触外，且包管在厥后任何外部载荷作用下，在整个法兰毗连的全生命周期内始终坚持金属接触而不脱离，这样垫片上载荷也总是坚持牢靠，并周向匀称漫衍。压缩限制装置起了承揽外部载荷的作用，提供了法兰讨论最佳的密封性能。因此，浮动型和MMC型法兰螺栓毗连的主要区别在于垫片情形的任何改变不会导致滋扰垫片载荷巨细和漫衍的危害，因这些滋扰，包括自重、流体压力、外弯矩和温度转变等载荷及其波动都被转移到螺栓和机械接触部件上去。其次，MMC法兰螺栓毗连也镌汰了螺栓因遭受循环载荷，爆发疲劳或松脱的危险。别的，它还提高了法兰的刚性，镌汰了法兰的转角。

　　三、螺栓法兰毗连的载荷

　　如图3.20所示，作用在螺栓法兰毗连上的载荷如下。

　　①压力载荷P：沿径向匀称作用在法兰内壁和垫片内圆外貌的介质内压力。

　　②端部载荷W：作用在法兰端部介质内压力爆发的轴向载荷，它使法兰轴向疏散。

　　③螺栓载荷F：拧紧螺母时拉伸螺栓的力，此反作用力用于压缩法兰。

　　④垫片载荷G：法兰作用于垫片的压缩力。施加在垫片上的压缩载荷，一部分用于使垫片质料爆发流动，用于填充法兰密封外貌的凹坑和其他不规则形状缺陷，其余部分用以赔偿内压、法兰和螺栓热膨胀差等引起密封面疏散，避免密封介质泄露。

　　⑤外力T和外力距M：它是与法兰相毗连的装备和管道作用在法兰的轴向外力或(和)面内外力距。

　　通常，法兰垫片爆发泄露是由于垫片自己保存泄露通道(内部泄露)，或者是通过垫片外貌与法兰密封面间的通道泄露(界面泄露)。当拧紧法兰螺栓时，垫片上下外貌受到挤压后，内部泄露通道趋于闭合，而外貌的变形梗塞了界面的泄露通道。因此，螺栓预紧载荷或垫片预紧应力的巨细和漫衍状态，是影响螺栓法兰毗连密封能力的最直接，也是最主要的因素。