提起法兰,许多小伙伴也许并不特别熟悉,日常生活中看到的东西并不特别丰富,对于这一称呼都充满了好奇,甚至有一次我还把这一称呼误当成了一种食品或美味。
实际上法兰这一名称是从flange音译而来,它首先由一位英国人爱尔恰尔特于1809年发明,并同时发明了法兰铸造方法,但此后很长一段时期内一直未被广泛应用,到二十世纪初才被广泛应用于各类机械设备和管道连接中。
何谓法兰
法兰也就是我们常说的法兰凸圆盘或凸盘,从事机械或工程安装工作的朋友们应该都很熟悉法兰,法兰属于盘状零件,通常成双成对。
它主要适用于管道及阀门、管道及管道、管道及设备等处,相互联接起密封作用,由于这类设备及管道中使用十分广泛,故把两平面通过螺栓联接,并起密封作用联接件均称为法兰。
通常法兰上开圆孔是为了起固定作用,例如管道接头处采用,两法兰盘间加密封圈后,再通过螺栓拧紧联接,压力不同法兰厚度也不相同,所用螺栓也不相同,法兰主要采用碳钢、不锈钢、合金钢等材料。
因法兰起着举足轻重的作用,综合性能好,因而被广泛应用于化工、石化、消防、排水等领域。
法兰这种连接件是目前世界各国普遍采用的连接件,它需要一个统一标准,比如说目前管道法兰主要是两个标准体系。
分别为欧洲管道法兰体系即德国DIN包括俄罗斯在内的欧洲管道法兰体系和美国ANSI管道法兰体系。
在此基础上又出现了日本JIS管道法兰系统,中国出现了钢制管道法兰系统GB,但其主要规格仍是建立在欧洲系统和美洲系统之上。
法兰类型
法兰结构比较简单,是由上、下法兰片、中间垫片及若干螺栓、螺母这三个零件构成。
由法兰定义可知它有很多种,对于它的分类需要在不同维度进行区别,比如法兰根据连接方式又可分为、整体法兰、平焊法兰、对焊法兰、松套法兰和螺纹法兰等,这些也都属于常用法兰。
整体法兰(IF)通常应用于较高压的管道,属于法兰连接形式,且均具有较长的颈部,多用一次整体铸造成形,同时所用材质通常是碳钢和不锈钢。
平焊法兰也称塔焊法兰,是指用焊接方法将其连接到容器或管道上,该平焊法兰组装方便、价格低廉,多适用于压力、震动较低的管道。
对焊法兰也叫高颈法兰,对焊法兰跟其他法兰最明显的不同就在于它具有凸出的高颈,凸出的高颈壁厚随高度的变化而逐渐跟待对接管壁厚度及直径相同,这就提高了法兰强度,对焊法兰多用于环境变化较大的地方,如讲高温高压、低温管道。
松套法兰又称活套法兰,这类法兰大多应用于某些有色金属及不锈钢之类的管道中,连接亦依靠焊接完成,因其可转动易与螺栓孔对齐,故多应用于大口径管道及常需拆除的接头处,但是松套法兰的耐压不高,故亦仅能应用于低压管道连接。
螺纹法兰法兰盘上带有螺纹,要求内连接管道上还带有外螺纹才能达到连接目的,属于非焊接法兰,因此和其他焊接法兰相比具有便于安装和拆卸等优点,当使用温度很高或很低时不宜采用螺纹法兰,因螺纹受热胀冷缩后易出现管道泄漏现象。
法兰生产工艺
法兰作为连接密封零部件之一,其在制造过程中若存在质量问题则可能发生泄漏,导致经济损失、环境破坏乃至安全事故等,因此法兰焊接与制造尤为重要。
当前法兰生产工艺分为锻造与铸造两大类型,对两大类型生产工艺进行研究,看其有何区别。
锻造法兰等
锻造法兰经过锻打机无数次捶打使钢材内部组织结构致密,因而机械性能将更好、强度更高,锻造法兰多用于那些高压管道
一是把圆柱形钢坯按一定规格裁切,经加热至一定温度使之成为热塑性,置于冷镦处使锻打机连续不断地捶打,使钢坯内表面较紧、力学性能优于原钢坯。
还需要用冲压机将钢坯压制成法兰上方圆孔,将成形后毛坯法兰置于电炉内热处理以提高法兰强度,并最终将法兰毛坯裁剪打磨成可用法兰。
铸造法兰等
铸造法兰制作成本低、效率高、可制作形状较为复杂的法兰、铸造法兰多用于压力较低的管线。
铸造法兰还是经常采用的制造工艺之一,就是把金属融化成液态钢水,然后把钢水浇入经过预热和恒温处理的金属模具里,使法兰成形,铸件经过一定时间自然冷却成形,然后用清水对它进行快速冷却脱模,这还可提高法兰强度,最后经过打磨和防锈处理即可投入使用。
法兰这一微小部件,尽管在整体产品、管路或机械上都不引人注意,但法兰所起的作用是至关重要的,随着今后法兰材料及技术的进步,可确保整体接头连接时更精密、更牢靠,确保人们使用时安全可靠。
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