管道及配件基礎(chǔ)知識(shí)

1、第四章 管道及配件化工廠的各種管路通稱為化工管道。無(wú)論數(shù)量、尺寸與型式如何，一般管路都由管子、管件、閥門、支吊架、儀表裝置以及其它附件所組成。其作用是按生產(chǎn)工藝要求把有關(guān)的化工機(jī)器和設(shè)備以及儀表裝置等連接起來(lái)，以輸送各種介質(zhì)?；す艿赖姆N類繁多，其建設(shè)投資往往占化工廠全部建設(shè)投資的30以上，但目前還沒(méi)有統(tǒng)一的分類方法，習(xí)慣上按如下方法分類。1 .按管道在生產(chǎn)中的功能分類1. 1）物料管道用來(lái)輸送原料、半成品、成品或廢料的管道。這是生產(chǎn)中的主要管道。2. 2）輔助管道即用來(lái)輸送輔助介質(zhì)的管道。如加熱用的蒸汽管路，冷卻用的冷水管道，清洗物料用的清水管路和吹除用的壓縮空氣管路等等。3. 按管道的設(shè)計(jì)

2、壓力p （MPa分類（1）真空管道 一般指p 0的管道；（2）低壓管道 一般指0&P& 1.6的管道；（3）中壓管道 一般指1.6 P0 10的管道；（4）高壓管道 一般指10P100的管道。4. 按管道的工作溫度分類（1）低溫管道一般指工作溫度低于-20c的管路；（2）常溫管道一般指工作溫度為-20200C的管路；（ 3）高溫管道一般指工作溫度高于200的管路。5. 按管道的材質(zhì)分類（ 1）金屬管道金屬管道的種類很多，主要有碳鋼管道、鑄鐵管道、不銹鋼管道和有色金屬管道等；（ 2）非金屬管道常用的非金屬管道有塑料管道、陶瓷管道、玻璃管道、石墨管道等；（ 3）襯里管道常用的襯里管道有襯橡膠管道、

3、襯鉛管道和襯玻璃管道等。第一節(jié) 化工管路的標(biāo)準(zhǔn)化1. 公稱直徑管子和管路附件的公稱直徑是為了設(shè)計(jì)、 制造、 安裝和修理的方便而規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)直徑。 一般情況下， 公稱直徑的數(shù)值既不是管子的內(nèi)徑， 又不是管子的外徑，而是與管子的內(nèi)徑相接近的整數(shù)。公稱直徑用符號(hào)Dn表示，其后附加公稱直徑的數(shù)值。例如：公稱直徑為100毫米，用DN100表示。2. 公稱壓力公稱壓力是為了設(shè)計(jì)、制造和使用的方便而規(guī)定的一種標(biāo)準(zhǔn)壓力，用Pn表示，其后附加壓力數(shù)值。例如：公稱壓力 2.5Mpa 用 PN2.5 表示。第二節(jié) 常用管材化工生產(chǎn)中， 常用管材的種類很多， 按材料可分為金屬管、 非金屬管和襯里管子的外徑用字母D

4、標(biāo)志， 其后附加外徑數(shù)值， 例如外徑為 108 毫米的管子用D108表示。管子的內(nèi)徑用字母d標(biāo)志，其后附加內(nèi)徑數(shù)值，例如內(nèi)徑為 100 毫米的管子用 d100 表示。管子的規(guī)格一般用外徑X壁厚表示。例如外徑為108毫米，壁厚為4毫米的無(wú)縫鋼管表示為：無(wú)縫鋼管108X4。1. 金屬管金屬管在管路系統(tǒng)中應(yīng)用極為廣泛?，F(xiàn)將幾種常用的金屬管簡(jiǎn)單介紹如下。（ 1）鋼管鋼管可分為有縫鋼管和無(wú)縫鋼管兩大類。有縫鋼管有縫鋼管又稱為焊接鋼管。分水? 煤氣鋼管和電焊鋼管兩類。水 ? 煤氣鋼管是由扁鋼管坯卷成管形并沿對(duì)焊縫接而成的， 因?yàn)樗Ｓ脕?lái)輸送水和煤氣，故稱為水? 煤氣管。水 ? 煤氣鋼管廣泛應(yīng)用在小直徑的低

5、壓管路上，如給水、煤氣、暖氣、壓縮空氣、蒸汽凝液、廢氣、真空及某些物料管路。正常工作壓力，普通鋼管不大于0.6MPa,加厚鋼管不大于1.0Mpa。正常工作溫度不宜超過(guò)175C。電焊鋼管是由軟鋼板條卷成管形后點(diǎn)焊而成的鋼管。 有直焊縫和螺旋焊縫兩種類型。 電焊鋼管可用于壓力不高或無(wú)嚴(yán)格要求的管路上。 大直徑的電焊鋼管和螺旋縫電焊鋼管用于低壓大直徑的管路。電焊鋼管的正常工作溫度不宜超過(guò)200。無(wú)縫鋼管無(wú)縫鋼管是由圓鋼坯加熱后， 經(jīng)穿管機(jī)穿孔軋制而成的， 或者再經(jīng)過(guò)冷拔而成為外徑較小的管子， 因?yàn)樗鼪](méi)有焊縫， 故稱為無(wú)縫鋼管。 無(wú)縫鋼 管按制造方法的不同，又可分為熱軋無(wú)縫鋼管和冷拔無(wú)縫鋼管兩類。無(wú)縫

6、鋼管強(qiáng)度高， 可用在重要的管路上， 如高壓蒸汽和過(guò)熱蒸汽的管路， 高壓水和過(guò)熱水的管路， 高壓氣體和液體的管路， 以及輸送燃燒性、 爆炸性和有毒害性的物料管路等。 各種熱交換器的管子大都采用無(wú)縫鋼管。 中、 低壓管路無(wú)縫鋼管的最大工作溫度：碳鋼為250；優(yōu)質(zhì)碳鋼（如10 號(hào)鋼）為450。高壓管路均用優(yōu)質(zhì)碳鋼（如 20 號(hào)鋼）制的無(wú)縫鋼管。最大工作溫度為200。輸送強(qiáng)烈腐蝕性或高溫的介質(zhì)時(shí)， 采用不銹、 耐酸鋼或耐熱鋼制的無(wú)縫鋼管。此中無(wú)縫鋼管也可用熱軋而成， 或再冷拔成尺寸較小的管子。 耐熱鋼管的最大工作溫度為 850。（ 2）鑄鐵管鑄鐵管分普通鑄鐵管和硅鐵管兩類。普通鑄鐵管普通鑄鐵管一般用灰

7、口鐵鑄造，耐蝕性好，但質(zhì)脆，不抗沖擊。常用于埋地給水管道、煤氣管道和室內(nèi)排水管道。硅鐵管硅鐵管可分為高硅鐵管和抗氯硅鐵管兩種。高硅鐵能抵抗多種強(qiáng)酸的腐蝕，而含鉬的抗氯硅鐵可抵抗各種濃度和溫度的鹽酸， 因而是很好的耐蝕材料。 高硅合金的鑄件硬度大， 只能用金剛砂輪修磨或用硬質(zhì)合金刀具來(lái)加工。 高硅合金制件受到輕微敲擊、局部受熱或急劇冷卻時(shí)，皆易破裂；但是由于其耐蝕性好，故在化工廠中仍廣泛采用。（ 3）紫銅管和黃銅管紫銅管和黃銅管都是拉制或擠壓的無(wú)縫管， 主要用于制造換熱設(shè)備、 制氧設(shè)備中的低溫管路，以及機(jī)械設(shè)備中的油管和控制系統(tǒng)的管路。當(dāng)工作溫度高于250時(shí)，不宜在壓力下使用紫銅管和黃銅管。紫銅

8、管和黃銅管可以采用翻邊活套法蘭，釬焊、螺紋和活管結(jié)連接。（ 4）鋁管鋁管是拉制而成的無(wú)縫管， 它主要用來(lái)輸送濃硝酸、 醋酸、 甲酸以及其它介質(zhì)，但不能抵抗堿液。工作溫度高于160時(shí)，不宜在壓力下使用鋁管。鋁管可以用翻邊活套法蘭或熔焊連接。（ 5）鉛管鉛管對(duì)硫酸具有良好的耐蝕性， 因此廣泛應(yīng)用于硫酸工業(yè)中， 但由于鉛有強(qiáng)度低、密度大、抗熱性差等缺點(diǎn)，故近來(lái)已逐漸為各種耐酸合金與塑料所代替。2. 非金屬管非金屬管在化工廠的管路系統(tǒng)中占有特別重要地位， 它有逐漸代替金屬管的趨勢(shì)?，F(xiàn)將幾種常見(jiàn)的非金屬管簡(jiǎn)單介紹如下：（ 1）陶瓷管陶瓷管的化學(xué)耐蝕性很好， 除氫氟酸外， 對(duì)其它物料都是耐蝕的 （對(duì)磷酸與

9、堿類耐蝕性較差） 。（ 2）玻璃管玻璃管的化學(xué)耐蝕性也很好， 除氫氟酸、 含氟磷酸、 熱的濃磷酸以及熱濃堿液以外， 對(duì)大多數(shù)酸類、 稀堿液及有機(jī)溶劑等均耐蝕。 用于制造化學(xué)管路的玻璃管， 是熱穩(wěn)定性與耐蝕性能良好的硼玻璃和不透明的石英玻璃。 玻璃管的優(yōu)點(diǎn)是耐蝕、清潔、透明、易于清洗、流體阻力小、價(jià)格低廉；其缺點(diǎn)是耐壓低，容易損壞。（ 3）塑料管塑料管的主要優(yōu)點(diǎn)是化學(xué)穩(wěn)定性高、質(zhì)輕、機(jī)械性能和加工工藝性能良好；其缺點(diǎn)是僅能在相當(dāng)狹窄的溫度范圍內(nèi)保持其機(jī)械強(qiáng)度。常用的塑料管有下列幾種：硬聚氯乙稀塑料管酚甲醛塑料管玻璃鋼管 （ 4）橡膠管橡膠管是用天然或人造生橡膠與填料（硫磺、碳黑和白土等）的混合物

10、，經(jīng)加熱硫化后制成的撓性管子。 橡膠管能抵抗多種酸堿液， 但不能抵抗硝酸、 有機(jī)酸和石油產(chǎn)品。 橡膠管只能用作臨時(shí)性管路及某些管路的撓性連接件， 不得作永久性的管路。（ 5）不銹石墨管不銹性石墨管按生產(chǎn)方法可分為： 壓型不銹性石墨管和浸漬類不銹性石墨兩種。不銹性石墨管化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，線膨脹系數(shù)小，導(dǎo)熱性好，不污染介質(zhì)，因而能耐酸堿腐蝕，耐溫度急變，并能保證產(chǎn)品的存度，所以在鹽酸、硝酸、硫酸、制堿工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。（ 6）混凝土管和鋼筋混凝土管混凝土管和鋼筋混凝土管便于就地取材、 制造方便， 而且可根據(jù)抗壓的不同要求制成無(wú)壓管、低壓管、預(yù)應(yīng)力管等，所以在排水管道系統(tǒng)中得到普遍應(yīng)用。3. 襯里

11、管凡是有襯里的管子，統(tǒng)稱為襯里管。主要有：（ 1）襯橡膠管；（ 2）襯玻璃管；（ 3） 搪瓷管 化工搪瓷管是由含硅量高的瓷釉通過(guò)900左右的高溫煅燒，使瓷釉密著于金屬管表面而制成的；（ 4）滲鋁鋼管在低碳鋼表面滲鋁或熱浸鍍鋁后， 便成為滲鋁鋼管這樣可大大提高鋼材的耐熱抗氧化性和對(duì)某些介質(zhì)的耐腐蝕性；（ 5）塑料涂層鋼管；（ 6）襯鉛管。（ .管道連接(1)焊接：所有壓力管道盡量采用焊接，管徑大于32mnfi厚度在4mmz上采 用電焊；管徑在32mmz下，厚度在3.5mm以下采用氣焊；(2)法蘭：適用于一般管徑、密封性要求高的管子連接；2 一(3)絲扣：適用于官?gòu)叫∮?5mm工作壓力在4 kgf

12、/cm以下的溫度低于100c 的水管或低壓煤氣管；(4)活接頭：適用于經(jīng)常拆洗的物料管道；(5)其它連接：如水泥砂漿接口、快速接頭等。第三節(jié)管件管件是管路中的重要零件，它起著連接管子、改變方向、接出支管和封閉管 路等作用。同一個(gè)管件有時(shí)也能起幾種作用?，F(xiàn)將各種常用的管件分述如下：1 .水？煤氣鋼管的管件這類管件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，常用的管件見(jiàn)圖 41。逐堆常十公葬支柱槽時(shí)的具有內(nèi)欣 的件曲左錯(cuò)中皆出交質(zhì)克青總方向利 it撞三戊鼻克再*外JL杜的甘年外掉欲管疊頭撲牙安卦收初擅.畀巨?0.外稚曼.雙展 立町看)推儉三(前岫中小由主管中拉出土管.故變管躇方勾圜 建祭三段公募宜程招司的忸Fftfl!連接兩鼠穗

13、直徑相同的*子*，用連接四盤公豚荏修相同齡軒子等整國(guó)ilHffj慧十字 ff活管黑（催稱他掛果.連捱兩役必稱五椅不相儲(chǔ)的看f翼越管（俗稱大小頭）軸二述府或算商種公彝直徑的聲異杼四蠹（需軟大小 t號(hào)皆）住桂T公林宜拄較大的反卷內(nèi)修散 西It件和一段酸林 麻較小滿管子mm內(nèi)外修攸管接普工惜 稱內(nèi)外牙牡、帶a等）處方堵實(shí)常款歸集.世堵、綠莫段J .城史功上小相述惶累耳嗇出生,上照 同徜言子.它町分4寸胤9。展片. CT七陽(yáng)菅都凈性穹兵黯鼻奇臭.附管隊(duì)管和1番界閩展異監(jiān)等見(jiàn)i雷律大小鼻頭3FS而為由前連接而詼加直而 相同的，子蒯幅量日幡戳肝鞠. 桂母等，豆與內(nèi)牙需雙扉，可卡籌新可播的接 頭圖41水？煤

14、氣鋼管的管件種類及用途2 .電焊鋼管、無(wú)縫鋼管和有色金屬管的管件這類管件尚未完全標(biāo)準(zhǔn)化，它們多半采用管子或鋼板就地彎曲焊接而成。 對(duì) 于DN125毫米以下的鋼管，在工作壓力小于 0.6Mpa而又不需要拆卸時(shí)，大都不 用獨(dú)立的管件，而用短管彎曲后直接焊接于管路上；倘若壓力較高或需要經(jīng)常拆 卸清理時(shí)，則應(yīng)制成獨(dú)立的管件，再用法蘭連接于管路上。圖4-2所示的，即為常見(jiàn)的幾種鋼管彎制的管件。圖4 2鋼管彎制的管件為了管路安裝施工的方便，鋼管的管件已逐步走向標(biāo)準(zhǔn)化，并由專門的工廠進(jìn)行生產(chǎn)。目前在施工中普遍使用的定型管件由沖壓彎頭， 擠壓三通，頂拉焊接 三通，鑄造、鍛制三通，模鍛同心或偏心異徑管、管帽等。

15、如 Q=25 500毫米 的沖壓無(wú)縫彎頭由 R=1.5D90、R=1.5D45和R=1D90等三種。這些管件與管子都用對(duì)焊連接，所以又叫對(duì)焊管件，常用的對(duì)焊管件如圖43所示:同心異徑管 ：偏心異徑管 -1I - = _精選文檔圖43對(duì)焊鋼制管件3 .鑄鐵管的管件鑄鐵管的管件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。按用途可分給水（上水）鑄鐵管件和排水（下水） 鑄鐵管件。給水鑄鐵管的管件有：彎頭、三通、四通、異徑管等數(shù)種。這種管件常做成i彎頭 J2,三遹飛四通 ZB.1.軸承、法蘭或混合連接，如圖4 4所示9（r雙承三承 . 四承g(shù)1承摘三抵，二 四盤* / 卜h雙承雙盤4 .舁徑皆9（r雙盤一雙承三承 !45,承插22.5

16、.承捶一雙盤三盤*.*a*J , . - - - 承插,.1 -尸Y* *. V-*,a * I 一 . .一一、.承插，： .I- W圖44給水鑄鐵管的管件排水鑄鐵管的管件種類和式樣更多，如圖 45所示。給水鑄鐵管和排水鑄 鐵管的管件很容易從外形上辨別出類， 排水管管件的管壁薄，承插口淺，幾何形 狀比較復(fù)雜，異形管件種類多，且一般情況下不使用90。彎頭。rf-Lfln xlOO6 彎典4. 60斜三通d-=100X300 4=100x5(1 d，SO x 5。5 .加斜四迪ti = IQfl x 100 t/s I0Q 50rf-lOOxlOO d-dOOxSOd=SOx 疝樂(lè)J5 ,斜E通

17、d =16。M-4-永存水藥f trf=l(W:10| in：大小共ii*皆推t套物7,弱*科二通JTOtlxSOw12,魁 Si 圖4 5排水鑄鐵管管件4.塑料管的管件硬聚氯乙稀塑料管的管件可用短段的管子就地彎曲焊制而成。在壓力0.2 0.3Mpa下輸送熱液（80-90 C）的硬聚氯乙稀管件，必須進(jìn)行裝鎧加強(qiáng)，以減 小硬聚氯乙稀管所受的張力。如圖 46所示，為用鋼管裝鎧的硬聚氯乙稀 90。 彎頭和斜三通。圖46裝鎧的硬聚氯乙稀管件第四節(jié)法蘭簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，法蘭即聯(lián)在管子或筒體、封頭端部的一圈圓盤。圓盤上均勻地分 布若干個(gè)螺栓孔，是將管道或容器作可拆連接時(shí)常用的重要零件。1法蘭類型法蘭的類型很多，其

18、基本形式可分四類，見(jiàn)圖 47。(1)整體法蘭。見(jiàn)圖4-7(a),它常用于閥門及其它管件的設(shè)計(jì)，與之一起 鑄造或鍛造成整體。對(duì)于鑄鐵或鑄鋼的設(shè)備，法蘭是與本體一起鑄出。整體法蘭 一般都帶有錐頸，以提高法蘭的強(qiáng)度和剛度。(2)帶頸對(duì)焊法蘭。如圖4-7(b),又稱高頸法蘭，由于錐頸的作用，可加 強(qiáng)法蘭的剛度，并可提高其承載能力，故此種法蘭廣泛使用于石油化工裝置壓力、 溫度較高，以及易燃易爆或有毒介質(zhì)的重要場(chǎng)合。特別是在壓力、溫度交變循環(huán) 條件下，應(yīng)使用帶頸對(duì)焊法蘭。此種法蘭一般用鍛壓工藝生產(chǎn)， 直徑較大時(shí)也可 用專門軋制的法蘭角鋼熱煨成型。(3)平焊法蘭。有板式平焊法蘭如圖47(c)和帶頸平焊法蘭如

19、圖47(d)。 另外承插焊法蘭見(jiàn)圖4-7(e),其結(jié)構(gòu)形式和受力情況也類似于帶頸平焊法蘭。板式平焊法蘭加工簡(jiǎn)便，但剛度較差。在螺栓力作用下，法蘭易于變形，從 而使密封面產(chǎn)生轉(zhuǎn)角易導(dǎo)致泄漏。故它只適用于低壓條件，且不得用于有毒、易 燃易爆及較高真空度的工藝管道。帶頸平焊和承插焊法蘭都帶有頸部，由于短頸 的作用，其剛度和強(qiáng)度比板式平焊法蘭有明顯改善，故可適用于中、低壓條件。在石油化工配管設(shè)計(jì)中，已用帶頸平焊法蘭代替板式平焊法蘭。 但帶頸平焊和承 插焊法蘭系采用角焊縫連接，具強(qiáng)度和剛度顯然不及帶頸對(duì)焊法蘭， 尤其是抗疲 勞強(qiáng)度較差，因此，它們不應(yīng)使用于有頻繁的大幅度溫度循環(huán)的配管系統(tǒng)。另外，承插焊法

20、蘭僅用于 DN80mm(下的小口徑管道上。由于它和管子的連 接為單面填角焊，管端與法蘭間一般留有2mm勺間隙，故不應(yīng)使用于具有縫隙腐 蝕或強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)，也不適用于易燃易爆或有毒介質(zhì)。(4)松套法蘭。有平焊環(huán)松套法蘭、對(duì)焊環(huán)松套法蘭和翻邊松套法蘭等，分 別示于圖4-7(f)、(g)、(h) o其特點(diǎn)是法蘭盤和管子或設(shè)備連接不固定，而是 松套在焊環(huán)或翻邊上，并在焊環(huán)或翻邊上設(shè)置密封面?；钐追ㄌm主要適用于有色 金屬(鋁、銅)和不銹鋼的管道或設(shè)備上，法蘭盤不與介質(zhì)接觸，可采用普通碳鋼 制造，以節(jié)省貴重金屬，并容易制造，便于對(duì)中安裝。圖47(i)為螺紋法蘭，是活套法蘭的一種“派生”形式，管端有錐形密封

21、面，目前在高壓管道上仍有使用。圖47法蘭類型2法蘭密封面法蘭密封面主要根據(jù)介質(zhì)、壓力、溫度等工藝條件、公稱直徑及采用墊片類 型等進(jìn)行選擇。常用的密封面形式如圖 4-8所示。(1) 全平面。見(jiàn)圖4 8(a) ，墊片與法蘭密封面在螺栓孔圓周內(nèi)外全部接觸， 因而墊片承載面積較大， 所需的螺栓壓緊力也較大， 但法蘭所受的外力矩較小。它主要用于PNC 1.0 MP4勺鑄鐵法蘭，或用于和非金屬或鑄鐵管件、閥門相配合的鋼制管法蘭。(2) 突面。見(jiàn)圖4 8(b) ，墊片系置于螺栓孔內(nèi)側(cè)的法蘭突面上。突面法蘭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，應(yīng)用較廣泛，但此種密封面不能限制墊片的橫向變形。有時(shí)， 在突面密封面上可車制數(shù)條同心

22、圓的三角形溝槽( 俗稱水線 ) ， 以利密封， 但僅限于使用非金屬軟墊。(3) 凹凸面。見(jiàn)圖48(c) ，它是由一個(gè)凸面和一個(gè)凹面相配合而成，墊片置于凹面中， 其優(yōu)點(diǎn)在于能鉗住墊片， 防止非金屬軟墊片被吹出， 并可限制墊片向外側(cè)的橫向變形，而且密封面較窄，宜于壓緊墊片。另外，凹凸面也使墊片宜于對(duì)中，可用于PNC6.4MPa的情況下。(4) 榫槽面。見(jiàn)圖48(d) ，它是由一個(gè)榫面和一個(gè)槽面相配合而成。榫槽面除具有凹凸面的類似優(yōu)點(diǎn)外， 還可使墊片少受流體介質(zhì)的沖刷和腐蝕， 密封可靠。 故常用于壓力較高及密封要求較嚴(yán)格的管道上。 其缺點(diǎn)是榫面易于損壞， 且墊片不易取出，故應(yīng)用較少。(5) 環(huán)連接面

23、。見(jiàn)圖 4 8(e) ，又稱梯形槽密封面。它是利用槽的內(nèi)外錐面與橢圓或八角形金屬墊環(huán)形成“線”接觸密封。所謂線接觸密封，實(shí)際上是在螺拴力作用下， 金屬墊環(huán)在與法蘭密封面接觸處產(chǎn)生彈塑性交形， 而形成較小寬度的密封帶。由于是線密封接觸，并由于槽的中心線與密封面呈 23角，故為保證密封所需的螺栓載荷對(duì)金屬墊環(huán)而言可大大減小。 但也由于是線密封， 故環(huán)連接密封面和金屬墊環(huán)尺寸加工精度要求高，且表面粗糙度Ra不大于3.2叱m)環(huán)連接面的另一特點(diǎn)是介質(zhì)壓力作用在金屬墊環(huán)內(nèi)側(cè)， 增加了墊環(huán)與密封面接觸處的密封力，具有自緊作用。環(huán)連接面法蘭的主要優(yōu)點(diǎn)是在處理危險(xiǎn)介質(zhì)及密封要求嚴(yán)格的條件下， 使用安全可靠。因

24、此，它廣泛用于石油化工裝置的高溫、高壓場(chǎng)合，如加氫反應(yīng)設(shè)備及管道上；它也可用于 PN2.5MPa的中壓高溫部位。(6) 錐面。 見(jiàn)圖4 8(f) ， 它與金屬透鏡墊配合使用。 錐面的20角與透鏡墊環(huán)的球面成線接觸密封， 并有一定的自緊作用， 而且錐面與球面易于配合。 錐面法蘭密封安全可靠，通常用于高溫、高壓、密封要求嚴(yán)格的管道上圖48法蘭密封面型式3法蘭的標(biāo)記管法蘭的標(biāo)記由四部分組成：法蘭名稱、公稱壓力數(shù)值、公稱直徑數(shù)值、標(biāo) 準(zhǔn)代號(hào)。例如：平焊法蘭 PN1.0 , DN100 HG5010-58,表示公稱壓力 PN=1.0Mpa,公 稱直徑DN= 100毫米的平面平焊法蘭。關(guān)于各種密封面的尺寸

25、、所適用的法蘭類型和公稱壓力可查有關(guān)法蘭標(biāo)準(zhǔn)。第五節(jié)墊片1墊片的種類與特性根據(jù)介質(zhì)種類、壓力和溫度等使用條件及密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等制成各種各樣的墊 片。墊片按其外形可分為圓環(huán)形、扁周形、矩形和橢圓形等，如圖49所示5H*bl圖49墊片結(jié)構(gòu)形狀a）圓環(huán)形b）扁圓形c）矩形d）橢圓形圓環(huán)形墊片的截面形狀主要有矩形、梯形、八角形、橢圓形、波形、齒形、 圓形、透鏡形等，如圖410所示。圖410 圓環(huán)形墊片截面形狀a）矩形b）梯形c）八角形d）橢圓移e）波形f）齒形g）透鏡形h）圓形2墊片的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）非金屬墊片最簡(jiǎn)單、最常用的非金屬軟墊片是由皮、紙、橡膠、石棉板等制成，一般是 參照法蘭密封面的尺寸，由墊片

26、材料（板）上直接切割下來(lái)，有些墊片尺寸已有標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定。皮墊片是由牛皮或用浸油、蠟、合成橡膠、合成樹(shù)脂牛皮等加工制作。紙墊片是由軟鋼紙板制作。橡膠墊片是由天然橡膠、普通橡膠板或夾布橡膠制作。石棉橡膠墊片可由高壓石棉橡膠板、中壓石棉橡膠板、低壓石棉橡膠板和耐 油石棉橡膠板，根據(jù)不同需要制作。典型墊片斷面形狀如圖411:圖411光滑式密封面(2)金屬包平墊片和波形金屬包墊片這類墊片是把石棉板和橡膠石棉板等用銅、鋁等金屬薄板包裹起來(lái)。前者金 屬表面呈平面，后者金屬表面呈波紋狀。這類墊片在經(jīng)常拆卸的條件下不易損壞、不沾污、不腐蝕法蘭密封面；與非 金屬軟墊片相比，有較高的強(qiáng)度，壓緊比壓較大，故螺栓緊固力也

27、較大。典型墊 片斷面形狀如圖412:圖412閥門中法蘭用金屬墊片(3)墊片用O形橡膠密封圈一般。形橡膠密封圈是用合成橡膠制造，而專用的則有采用金屬或其它非橡 膠材料制造。它主要安裝在常用的矩形溝槽和端面倒角槽中使用但也有安裝在燕 尾槽、偏矩形槽等異形溝槽中使用。O形橡膠密封圈既可單獨(dú)使用，也可與其它 非橡膠密封件組合使用。典型墊片斷面形狀如圖413:圖413密封面形狀和尺寸a)矩形b )圓形（4）聚四氟乙烯墊片、生料帶及其包墊片聚四氟乙烯墊片已在高壓（10MPa）、低溫（ 180c）、高溫（250C）的范圍內(nèi) 廣泛應(yīng)用。具特點(diǎn)是耐各種化學(xué)介質(zhì)、耐腐蝕性優(yōu)良、密封效果良好。聚四氟乙烯墊片的厚度常

28、用的有1mm 2mm 3mm根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，墊片厚度 越薄，密封效果越好。聚四氟乙烯的冷流，隨溫度的升高或壓力的增加而變大。當(dāng)工作溫度0 150c 時(shí)，可以采用純聚四氟乙烯墊片；當(dāng)采用（MoS25%+玻璃纖維20%+4F75%）或（石 墨5%+玻璃纖維20%+4F75%）這兩種配比的填充聚四氟乙烯時(shí)，可以用在溫度 0 260c的工作條件下。未經(jīng)燒結(jié)的聚四氟乙烯稱為生料。它與經(jīng)過(guò)燒結(jié)的熟料制品不同，具有極大 的可塑性。生料帶用于法蘭連接密封，尤其對(duì)腐蝕性介質(zhì)有很大的優(yōu)越性。它兼?zhèn)涔腆w 墊片和液體墊片兩者的優(yōu)點(diǎn)。其使用方法是將生料帶卷拆敷于法蘭面， 壓緊法蘭 即產(chǎn)生密封膜，多余部分被擠出法蘭面。但要

29、注意用力適當(dāng)，假如聽(tīng)到“啪”的 響聲，就是用力過(guò)大，密封膜破裂，需要返工。以石棉板做夾層，用聚四氟乙烯做包殼，構(gòu)成聚四氟乙烯包墊片。石棉的作 用是增強(qiáng)聚四氟乙烯的彈塑性，在法蘭密封面加工精度不高時(shí)，也能保證密封性，適用壓力為23MPa當(dāng)工作溫度高時(shí)，適用壓力降低，如工作溫度100c時(shí), 適用壓力為11.5Mpa；工作溫度達(dá)200c時(shí)，適用壓力僅為 0.61MPa聚四 氟乙烯包墊片斷面形狀如圖414:圖414聚四氟乙烯包墊片l 一生料帶2 一石棉橡膠墊片a）石棉橡膠包裹生料帶b）墊片斷面形狀(5)纏繞式墊片它是由V形金屬薄帶內(nèi)襯石棉帶，按平面螺旋方向繞制而成。按安裝和使用 的需要，可制成如圖41

30、5所示各種形狀。a 一1二,-”二二兩* / r色- 七U 二 1 一斑mb-,4-W rom圖415 纏繞式墊片(t = 4.5mm)a)基本型b)外側(cè)裝有外環(huán)c)外側(cè)裝有外環(huán)，內(nèi)側(cè)裝有內(nèi)環(huán)圖415a是基本型，由金屬帶和石棉帶繞制而成。圖415b是墊片外側(cè)裝有外環(huán)的結(jié)構(gòu)，起增加和便于調(diào)整中心位置(即定心) 作用。圖4 15c是在墊片外側(cè)裝有外環(huán)，內(nèi)側(cè)裝有內(nèi)環(huán)的結(jié)構(gòu)。內(nèi)環(huán)的作用是防 止壓緊力過(guò)大時(shí)，墊片內(nèi)側(cè)變形破壞，影響密封。纏繞式墊片具有多道密封、彈性好、強(qiáng)度高、密封性好，耐高溫、抗腐蝕、 對(duì)法蘭密封面粗糙度要求不高，材料利用率高、制造簡(jiǎn)單和價(jià)格較便宜等優(yōu)點(diǎn)， 因此已被石油工業(yè)等部門廣泛采用

31、。在蒸汽、氫氣、天然氣、裂解氣、油品、丙 烯、酸、堿、鹽溶液等高溫中壓介質(zhì)中，應(yīng)用十分廣泛。(6)金屬齒形墊片它的斷面呈鋸齒形，齒距 t=1.52mm齒高h(yuǎn)=0.650.85mm 在密封面上 車制若干個(gè)同心圓。它的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)溫度的敏感性較小，密封可靠，使用周期較長(zhǎng)， 墊片所需壓緊力比金屬平墊片要小 (當(dāng)尺寸相同時(shí)，金屬平墊片的壓緊力要大 22.5彳t)0其缺點(diǎn)是在每次更換墊片時(shí)，都要對(duì)兩法蘭面進(jìn)行加工，因而費(fèi)時(shí) 費(fèi)力；在過(guò)大的壓力下，齒尖有可能被壓扁，而變成平墊片。典型墊片斷面形狀 如圖416:圖416金屬鋸齒形墊片(7)金屬橢圓形和八角形墊片金屬橢圓形和八角形墊片是斷面為橢圓形和八角形的鋼制圓

32、環(huán)。兩種墊片的密封作用是相同的，都是線接觸，依靠金屬的彈性密封。這兩種墊片在石油工業(yè) 中已廣泛應(yīng)用，可用在20MPa1壓管道及高壓容器的法蘭連接上； 在高溫及溫度 變化較大的情況下，密封仍可靠，而且所需的壓緊力比金屬平墊片及透鏡式墊片 要小。典型墊片斷面形狀如圖 417:圖417金屬橢圓形墊片及金屬八角墊片a)金屬橢圓形墊片b )金屬八角形墊片(8)金屬透鏡式墊片(1)型式和尺寸。透鏡式墊片形狀和透鏡相似，兩個(gè)密封面均為球面。這種墊片的優(yōu)點(diǎn)是：安裝容易，因?yàn)榻佑|面是由球面和斜面自然形成的， 墊片易對(duì)中，允許法 蘭有一定程度的傾斜；墊片的回彈量較大，故對(duì)壓力脈動(dòng)的適應(yīng)性好；在壓緊力的作用下，墊片

33、和法蘭接觸面上形成環(huán)形的密封帶， 故有較好的密封性能；螺栓緊固力不大，從而增加了連接結(jié)構(gòu)的使用期限;在大多數(shù)情況下，拆卸后的舊墊片仍可使用。這種墊片的缺點(diǎn)是：墊片制造成本較高，加工較困難；拆卸不便；對(duì)溫度變化較敏感。典型墊片斷面形狀如圖418:(9)金屬平墊片金屬平墊密封的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)章，制造方便，已廣泛使用。具缺點(diǎn)是對(duì)壓力、溫度 的脈動(dòng)適應(yīng)性較差，螺栓載荷也較大。典型墊片斷面形狀如圖419:圖419 銅墊(10)柔性石墨墊片柔性石墨密封材料系用天然鱗狀石墨經(jīng)過(guò)特殊的化學(xué)處理、熱處理加工而成，不含任何粘合劑，可保持天然石墨的原有特性，密封性能良好。但是，一般 天然石墨未經(jīng)特殊的工藝處理時(shí)，在外力作用下容易產(chǎn)生層間滑移，這種狀態(tài)的 石墨不能作密封墊片使用。柔性石墨墊片具有如下特點(diǎn)：耐高溫、耐低溫。柔性石墨墊片的使用范圍，在非氧化介質(zhì)中為-2001600 C,在氧化