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1、在換熱器設(shè)備的設(shè)計中,冷媒與熱媒的接口通常采用螺栓法蘭盤連接。螺栓法蘭通常由一對法蘭、若干螺栓、螺母和一個墊片組成。通過緊固螺栓,使得法蘭壓緊墊片從而達(dá)到密封的目的,此種密封屬于強制密封。
冷熱媒介質(zhì)在法蘭接口處出現(xiàn)泄漏時,通常是“墊片滲漏”或“壓緊面泄漏”兩種類型。
1.墊片滲漏:意思是流體介質(zhì)通過墊片本身的缺陷而產(chǎn)生的的滲漏,除了與介質(zhì)的工作溫度、環(huán)境壓力等有關(guān)系外,主要是由于墊片本身的材質(zhì)結(jié)構(gòu)。
2.壓緊面泄漏:介質(zhì)通過墊片與法蘭之間的間隙泄漏,泄漏程度與接觸界面大小有關(guān),也是換熱器運行過程中出現(xiàn)法蘭密封失效的主要形式。
盡管目前加工法蘭與墊片的工藝日臻完善成熟,精度越來越高,但
2、仍不免兩者在經(jīng)過螺栓加壓緊密接觸后存在間隙。這種微不足道的間隙在換熱器長時間運行過程中,受到機械震動的影響,受壓不均勻的墊片就會出現(xiàn)變形不穩(wěn)定,使得間隙壓力小的地方出現(xiàn)介質(zhì)浸入。
當(dāng)然,為了防止泄漏情況易于出現(xiàn),需要在初始密封及操作密封上創(chuàng)造有利條件。法蘭與墊片在被擰緊的螺栓加壓后,迫使墊片變形填充了法蘭與墊片本身接觸面不平整的空隙。此時墊片單位有效密封面積上的壓緊力稱為墊片的預(yù)緊密封比壓。當(dāng)設(shè)備或管道承受換熱介質(zhì)壓力后,螺栓受到拉力而伸長,密封面與墊片之間的壓緊力下降,墊片松弛,預(yù)緊密封比壓下降。如果此時墊片有足夠的回彈能力,使得預(yù)緊密封比壓只下降到不小于工作密封比壓,即密封面與墊片表面間
3、能保持足夠大的介質(zhì)阻力,使之大于密封面兩側(cè)壓差形成的泄漏推動力,則法蘭依然保持著良好的密封狀態(tài)。反之如果墊片回彈能力不足,密封比壓下降到工作密封比壓之下,這個情況下密封將失效,造成介質(zhì)泄漏。
那影響法蘭墊片密封效果的因素還有哪些呢?
第一點重要的因素是螺栓的預(yù)緊力。合適的預(yù)緊力可以保證墊片在工作時還保留一定的密封比壓,預(yù)緊力過大則會將墊片壓壞或擠出法蘭盤接觸面,從而損壞了密封目的。預(yù)緊力在墊片上的分布也影響密封性能,保證預(yù)緊力分布均勻的方法是在滿足緊固和拆卸螺栓所需空間的情況下,增加螺栓個數(shù)。
第二個因素是墊片的密封性能。合適的墊片選材能夠使得墊片在合理的預(yù)緊力作用下既能產(chǎn)生必需的彈性變形,又不至于被擠壓變形損壞或擠出法蘭片界面。選用墊片材料時還應(yīng)考慮工作介質(zhì)和溫度。另外,?墊片的寬度也是影響密封性能的一個重要因素,墊片越寬,所需的預(yù)緊力就越大,從而對法蘭及螺栓的尺寸要求也就越大。但是如果尺寸過于窄小,則很容易因壓力過大而壓損,致使連接失效。
第三個因素就是法蘭與螺栓的材質(zhì)剛度。剛度不足很容易造成法蘭與螺栓在工作介質(zhì)的壓力下,產(chǎn)生變形,造成與墊片之間產(chǎn)生空隙,使得密封失效。螺栓的間距也是需要考慮的一個因素,間距適當(dāng),傳遞壓力均勻,才使得墊片受力均勻及產(chǎn)生足夠的密封比壓,提高了密封性能。