平焊法兰是指与容器或管道采用角焊缝连接的一种法兰。属任意式法兰。设计时根据法兰环与直筒段连接的整体性程度,分别按整体式或松式法兰校核。法兰环有带颈和不带颈两种。与带颈对焊法兰相比,平焊法兰结构简单,用材省,但刚嗖及密封性不如带颈对焊法兰。平焊法兰广泛应用于中低压容器和管道的连接。
平焊法兰的锻造根据锻模的运动方式,锻造又可分为摆辗、摆旋锻、辊锻、楔横轧、辗环和斜轧等方式。摆辗、摆旋锻和辗环也可用精锻加工。为了提高材料的利用率,辊锻和横轧可用作细长材料的前道工序加工。与自由锻一样的旋转锻造也是局部成形的,它的优点是与锻件尺寸相比,锻造力较小情况下也可实现形成。用一道工序或几道工序就可能完成复杂锻件的精加工。由于没有飞边,锻件的受力面积就减少,所需要的荷载也减少。
包括自由锻在内的这种锻造方式,平焊法兰加工时材料从模具面附近向自由表面扩展,因此,很难精度,所以,将锻模的运动方向和旋锻工序用计算机控制,就可用较低的锻造力获得形状复杂、的产品。例如生产品种多、尺寸大的汽轮机叶片等锻件。平焊法兰的锻造可分为自由锻、镦粗、挤压、模锻、闭式模锻、闭式镦锻。一般地讲,在有再结晶的温度区域的锻造叫热锻,不加热在室温下的锻造叫冷锻。平焊法兰在低温锻造时,锻件的尺寸变化很小。在700℃以下锻造,氧化皮形成少,而且表面无脱碳现象。
生产平焊法兰应注意以下事项:
1、生产平焊法兰的钢板应经特别波探伤,无分层缺陷,良好的质量和性能问题,按照相应的质量要求生产和检验,生产和使用的钢板没有质量问题;
2、应沿钢材轧制方向切割成条状,经弯制对焊成圆环状,并使钢材的表面形成环的柱面。在生产平焊法兰时不得采用钢板直接机加工成带颈法兰,采用相应的工艺制作和加工。
关于平焊法兰的这个问题一直是人们比较关注的话题,它关系到公司和企业的生产成本或者经济效益等问题,所以关于平焊法兰的密封原理在不断的改进和完善。
然而,平焊法兰的主要设计缺点是它不能无泄漏。这就是其设计上的不足:连接是动态的,而且诸如热膨胀和起伏不定的周期载荷都会造成法兰面之间的移动,影响法兰的功能,从而使法兰的完整性受损,后期导致泄漏。任何产品都不可能没有缺陷,只是尽量控制产品的不足到较少,所以公司在生产平焊法兰时尽量完善产品的性能,使之发挥较大的作用。
平焊法兰的特点:平焊法兰不仅节省了空间、减轻了重量,较重要的是接头部位不会发生泄漏,具有良好的密封性能。紧凑法兰尺寸之所以减小,是由于减小了密封件的直径,这将会减小密封面的截面。其次,法兰垫片已被密封环所代替,以密封面对密封面的匹配。这样一来,为了压紧密封面仅需要很小的压力。随着所需压力的降低,螺栓的尺寸和所需数量都可相应减小,所以后期设计出了一种体积小且重量轻(比传统的法兰的重量减轻70%~80%)的新产品。因此平焊法兰式一种比较优良的法兰产品,减轻了质量和空间,对工业用途起了重要作用。
平焊法兰的密封原理:螺栓的两个密封面相互挤压法兰垫片并形成密封,但这同时也导致密封的破坏。为了保持密封,就得维持巨大的螺栓作用力,为此,螺栓就要做得较大。而较大的螺栓就要匹配较大的螺母,这就意味着需要直径较大的螺栓为上紧螺母创造条件。然而螺栓的直径越大,适用的法兰就会变得弯曲,一个的办法就是增大法兰部分的壁厚。整个装置将需要很大的尺寸和重量,这在近海环境下便成了一个特别问题,因为在这种情况下重量始终是人们需要引起关注的主要问题。而且,从根本上来说,平焊法兰是一种无效的密封,它需要把50%的螺栓负荷用于挤压垫片,而用于保持压力的负荷只剩50%。
平焊法兰结构简略,用材省,但刚性及密封性不如带颈对焊法兰。平焊法兰广泛应用于中低压容器和管道的衔接。平焊法兰适用于公称压力不2.5MPa的碳素钢管道衔接。平焊法兰的密封面可以制成润滑式,凹凸式和榫槽式三种。润滑式平焊法兰的应用量较大。多用于介质条件比较平缓的情况下,如低压非净化压缩空气、低压循环水,它的长处是价格比较便宜。