三、影响法兰密封的因素
影响法兰密封的因素是多方面的。主要有：螺栓预紧力；密封面型式；垫片性能；法兰刚度；操作条件。
螺栓预紧力是影响密封的一个重要因素。预紧力必须使垫片压紧并实现初始密封条件。同时，预紧力也不能过大，否则将会使垫片被压坏或挤出。
由于预紧力是通过法兰密封面传递给垫片的，要达到良好的密封，必须使预紧力均匀地作用于垫片。因此，当密封所需要的预紧力一定时，采取增加螺栓个数、减小螺栓直径的办法对密封是有利的。
㈡ 密封面
法兰联接的密封性能与密封面型式有直接关系，所以要合理选择密封面的形状。法兰密封面型式的选择，主要考虑压力、温度、介质。压力容器和管道中常用的法兰密封面型式和特点见法兰密封面对比表所示。
法兰密封面类型表
| 名称 |
特点说明 |
示意图 |
| 突面（RF） |
表面是一个光滑的平面，也可车制密纹水线。密封面结构简单，加工方便，且便于进行防腐衬里。但是，这种密封面垫片接触面积较大，预紧时垫片容易往两边挤，不易压紧。 |
（附图(a)） |
| 凹凸面（MFM） |
密封面是由一个凸面和一个凹面相配合组成，在凹面上放置垫片，能够防止垫片被挤出，故可适用于压力较高的场合。 |
（附图(b)） |
| 榫槽面(TG) |
密封面是由榫和槽所组成的，垫片置于槽中，不会被挤动。垫片可以较窄，因而压紧垫片所需的螺栓力也就相应较小。即使用于压力较高之处，螺栓尺寸也不致过大。因而，它比以上两种密封面均易获得良好的密封效果。密封面的缺点是结构与制造比较复杂，更换挤在槽中的垫片比较困难。此外，榫面部分容易损坏，在拆装或运输过程中应加以注意。榫槽密封面适于易燃、易爆、有毒的介质以及较高压力的场合。当压力不大时，即使直径较大，也能很好地密封。 |
（附图(c)） |
| 全平面（FF）与环连接面（RJ） |
全平面密封适合于压力较小的场合（PN≤1.6MPa）；
环连接面主要用在带颈对焊法兰与整体法兰上，适用压力范围为（6.3MPa≤PN≤25.0MPa）。 |
（附图(d)和(e)） |
| 其它类型密封面 |
对于高压容器和高压管道的密封，密封面可采用锥形密封面或梯形槽密封面，它们分别与球面金属垫片（透镜垫片）和椭圆形或八角形截面的金属垫片配合。密封面可适用于压力较高的场合，但需要的尺寸精度和表面光洁度高，不易加工。 |
（图4-37）
（图4-38） |
附图1：
法兰密封图
㈢ 垫片性能
垫片是构成密封的重要元件，适当的垫片变形和回弹能力是形成密封的必要条件。
最常用的垫片可分为非金属、金属、非金属与金属混合制的垫片。
- 非金属垫片材料有橡胶石棉板、聚四氟乙烯等，如图(a)所示，这些材料的优点是柔软。耐温度和压力的性能较金属垫片差，通常只适用于常、中温和中、低压设备和管道的法兰密封。
|
 |
- 金属与非金属混合制垫片有金属包垫片及缠绕垫片等，见图(b)、(c)和(d)。金属包垫片是用薄金属板（镀锌薄钢板、0Cr18Ni9等）将非金属包起来制成的；金属缠绕垫片是薄低碳钢带(或合金钢带)与石棉带一起绕制而成。这种缠绕式垫片有不带定位圈的和带定位圈的两种。金属包垫片及缠绕垫片较单纯的金属垫片有较好的性能，适应的温度与压力范围较高一些。
|
- 金属垫片材料一般并不要求强度高，而是要求软韧。常用的是软铝、紫铜、铁(软钢)、蒙耐尔合金(含Ni67％，Cu30％，Cr4～5％)钢等。金属垫片主要用于中、高温和中、高压的法兰联接密封。
|
| 垫片材料的选择应根据温度、压力以及介质的腐蚀情况决定，同时还要考虑密封面的形式、螺栓力的大小以及装卸要求等，见垫片材料选用表4-15。 |
表4-15 垫片材料的选用
| 材料 |
密封面 |
压力 MPa |
温度 |
介质 |
| 中压橡胶石棉板 |
光滑、凹凸 |
≤2.5 |
≤150 |
压缩空气、惰性气体、氨 |
| 光滑 |
≤1.6 |
≤300 |
蒸汽、水 |
| 聚四氟氯乙烯 |
光（凹凸） |
≤1.6 |
≤200 |
多种油品、油气、溶剂、石油化工原料及产品 |
| 耐油橡胶石棉板 |
光（凹凸） |
2.5 |
≤200 |
| ≤1.6 |
≤50 |
液化石油气 |
| 金属缠绕垫片 |
0Cr13（0Cr19Ni9）钢带+特制石棉（石墨） |
凹凸 |
4.0～6.4 |
≤60 |
惰性气体 |
| 光（凹凸） |
2.5 |
≤450 |
多种油品、油气、溶剂、石油化工原料及产品 |
| 凹凸 |
4.0 |
≤450 |
氢汽、氢汽与石油混合汽 |
| 6.4 |
≤450 |
| 金属包垫片 |
铁皮（铝皮）+特制石棉、0Cr13（0Cr19Ni9）+特制石棉 |
光（凹凸） |
2.5 |
≤450 |
|
| 凹凸 |
4.0 |
≤450 |
氢汽、氢汽与石油混合汽 |
| 6.4 |
≤450 |
| 柔性石墨混合垫 |
石墨+金属骨架（0Cr13、0Cr19Ni9等） |
光（凹凸） |
2.5 |
≤450 |
多种油品、油气、溶剂、石油化工原料及产品 |
| 凹凸 |
4.0 |
≤450 |
氢汽、氢汽与石油混合汽 |
| 6.4 |
≤450 |
| 金属环垫 |
10、0Cr13、0Cr19Ni9 |
梯形槽 |
6.4 |
≤450 |
