法蘭盤的連接方式核心是通過(guò) “螺栓緊固 + 密封元件輔助” 實(shí)現(xiàn)管道 / 設(shè)備的可拆卸連接,具體方式需結(jié)合密封需求、壓力等級(jí)、工況環(huán)境(如溫度、介質(zhì)腐蝕性)選擇。以下是工業(yè)中最常見的 5 類連接方式,按應(yīng)用場(chǎng)景和密封原理分類說(shuō)明:
一、按 “密封面結(jié)構(gòu)” 分類:最核心的連接方式差異
法蘭盤的密封效果直接取決于 “密封面與墊片的配合形式”,這是區(qū)分連接方式的關(guān)鍵,常見類型如下:
1. 平面法蘭(Flat Face, FF)連接
- 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):法蘭密封面為完全平整的平面,無(wú)凹槽或凸起,需搭配全平面墊片(如石棉墊片、橡膠墊片、金屬包覆墊片),通過(guò)螺栓壓緊墊片實(shí)現(xiàn)密封。
- 適用場(chǎng)景:低壓、常溫、無(wú)振動(dòng)的工況,如給排水管道、暖通空調(diào)系統(tǒng)、低壓壓縮空氣管道(壓力通常≤PN10/Class 15)。
- 優(yōu)缺點(diǎn):
- 優(yōu)點(diǎn):加工簡(jiǎn)單、成本低,墊片安裝方便,適合大直徑法蘭(如 DN1000 以上)。
- 缺點(diǎn):密封面積大,螺栓需更大預(yù)緊力才能壓緊,低壓下易因螺栓受力不均導(dǎo)致泄漏,不適合高壓 / 易燃易爆介質(zhì)。
2. 突面法蘭(Raised Face, RF)連接
- 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):密封面在法蘭本體上凸起一圈(凸起高度通常為 1-3mm,隨壓力等級(jí)增加而增高),墊片僅覆蓋凸起部分,需搭配突面專用墊片(如纏繞式墊片、金屬齒形墊片、石墨復(fù)合墊片)。
- 適用場(chǎng)景:工業(yè)中最通用的連接方式,適用于中低壓、中常溫工況(壓力≤PN40/Class 300,溫度≤400℃),如化工管道、蒸汽管道、泵閥進(jìn)出口連接。
- 優(yōu)缺點(diǎn):
- 優(yōu)點(diǎn):密封面積小于平面法蘭,螺栓預(yù)緊力需求低,密封可靠性高于平面法蘭,兼容性強(qiáng)(多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)法蘭默認(rèn)此結(jié)構(gòu))。
- 缺點(diǎn):凸起部分需精準(zhǔn)加工,避免墊片錯(cuò)位;高壓下仍可能因墊片壓縮量不足泄漏。
3. 凹凸面法蘭(Male-Female, M-F)連接
- 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):一對(duì)法蘭中,一個(gè)為 “凸面(M)”,一個(gè)為 “凹面(F)”,凸面可嵌入凹面的凹槽中,墊片被完全包裹在凹槽內(nèi)(僅需與凹槽匹配的墊片,如石棉橡膠墊片、金屬墊片)。
- 適用場(chǎng)景:中高壓、有輕微振動(dòng)或介質(zhì)易泄漏的工況(壓力≤PN100/Class 600,溫度≤600℃),如石油化工管道、高壓水管、腐蝕性介質(zhì)(如鹽酸、硫酸)管道。
- 優(yōu)缺點(diǎn):
- 優(yōu)點(diǎn):墊片定位精準(zhǔn),不會(huì)因螺栓緊固或振動(dòng)錯(cuò)位;凹槽可防止介質(zhì)直接沖刷墊片,延長(zhǎng)墊片壽命,密封可靠性高。
- 缺點(diǎn):需成對(duì)使用(凸面法蘭必須配凹面法蘭),無(wú)法與平面 / 突面法蘭通用;加工精度要求高,成本高于前兩種。
4. 榫槽面法蘭(Tongue-Groove, T-G)連接
- 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):類似凹凸面,但密封面更精細(xì) —— 一個(gè)法蘭為 “榫面(T,凸起的窄條)”,一個(gè)為 “槽面(G,凹陷的窄槽)”,墊片被緊緊卡在槽內(nèi),僅榫面與墊片接觸(需薄型專用墊片,如金屬包覆墊片、柔性石墨墊片)。
- 適用場(chǎng)景:高壓、高溫、強(qiáng)腐蝕或劇毒介質(zhì)的工況(壓力≤PN160/Class 1500,溫度≤800℃),如煉油廠高壓管道、核電站冷卻水管、有毒氣體(如氯氣)輸送管道。
- 優(yōu)缺點(diǎn):
- 優(yōu)點(diǎn):墊片被完全固定,無(wú)錯(cuò)位風(fēng)險(xiǎn);密封面窄,單位面積壓力大,墊片密封效果極強(qiáng);能有效防止介質(zhì)泄漏(即使墊片局部損壞,槽體也能起到一定阻隔作用)。
- 缺點(diǎn):加工難度大(榫面易變形),安裝時(shí)需精準(zhǔn)對(duì)齊,成本高,且法蘭一旦損壞(如榫面斷裂)需成對(duì)更換。
5. 環(huán)連接面法蘭(Ring Type Joint, RTJ)連接
- 結(jié)構(gòu)特點(diǎn):密封面為環(huán)形凹槽(槽型多為梯形或八角形),需搭配金屬環(huán)墊片(如鉻鉬鋼墊片、不銹鋼墊片),螺栓緊固時(shí)金屬環(huán)被擠壓嵌入凹槽,通過(guò)金屬與金屬的硬密封實(shí)現(xiàn)密封(無(wú)非金屬墊片)。
- 適用場(chǎng)景:超高壓、超高溫工況(壓力≥PN160/Class 1500,溫度≥800℃),如石油開采高壓井口裝置、火電鍋爐主蒸汽管道、航空航天設(shè)備高壓接口。
- 優(yōu)缺點(diǎn):
- 優(yōu)點(diǎn):金屬硬密封耐高溫、耐高壓、耐強(qiáng)腐蝕,使用壽命長(zhǎng)(可重復(fù)使用),幾乎無(wú)介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)。
- 缺點(diǎn):法蘭和墊片加工精度極高(凹槽尺寸誤差需≤0.1mm),安裝時(shí)需嚴(yán)格控制螺栓預(yù)緊力(避免金屬環(huán)變形過(guò)度),成本極高。
二、按 “螺栓緊固形式” 分類:輔助連接方式
除了密封面結(jié)構(gòu),螺栓的緊固方式也會(huì)影響法蘭連接的可靠性,常見兩種形式:
- 普通螺栓連接:使用六角頭螺栓 + 螺母,通過(guò)扳手人工或機(jī)械緊固(如扭矩扳手),適用于多數(shù)中低壓場(chǎng)景,操作簡(jiǎn)單但需控制每個(gè)螺栓的扭矩均勻性(避免法蘭變形)。
- 雙頭螺栓連接:螺栓兩端均有螺紋,一端與設(shè)備 / 管道本體螺紋連接(固定),另一端通過(guò)螺母緊固法蘭,適用于高溫工況(如蒸汽管道)—— 高溫下螺栓熱脹冷縮,雙頭螺栓可減少對(duì)設(shè)備本體螺紋的拉扯,降低松動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)。