法兰的密封设计方法和表面检测方法

法兰密封设计方法，建立起非金属多孔介质垫片渗流模型，采用三维有限元方法对法兰进行了多种工况下的数值模拟，以控制泄漏率为主，深入探讨影响法兰泄漏的主要原因，基于正交试验采用有限元法法兰参数对密封性能的影响，提出了高温法兰基于紧密度的瞬态密封设计方法。

法兰密封应用很普遍，安装时应注意检查法兰密封面是否完好，根据介质、温度、压力选好密封垫材质，紧固螺栓要受力均匀。

在法兰结构简化及变形假设的基础上，将螺栓法兰系统作为一个整体，对其进行详细的载荷—变形分析，得出力矩平衡方程和系统变形协调方程；运用有限元方法对密封系统的受力和变形进行了计算，得出不同工况下密封元件的受力特性，对法兰口径与垫片残余应力分布的关系进行了讨论；应用弹性分析方法，提出甲型法兰、乙型法兰和长颈对焊法兰的刚度计算方法。

在管道工程中，法兰主要用于管道的连接。在需要连接的管道，各种安装一片法兰盘，低压管道可以使用丝接法兰，4公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封点，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰有不同的厚度和使用不同的螺栓。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。

凡是在两个平面在周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”，如通风管道的连接，这一类零件可以称为“法兰类零件”。但是这种连接只是一个设备的局部，如法兰和水泵的连接，就不好把水泵叫“法兰类零件”。比小型的如阀门等，可以叫“法兰类零件”。

法兰连接密封结构在贮存使用过程中，橡胶“O”形密封圈和紧固螺栓的性能都发生的变化，故在建立结构的密封失效物理模型时，不仅要考虑橡胶“O”形圈，同时也要考虑螺栓的影响。

法兰密封结构大都采用硬靠垫片密封，密封面为平面沟槽密封面，法兰面应靠紧，不怕冲击振动。配用橡胶“O”形圈时，在很高的使用压力下，密封性仍保持很好。因此，这种结构普遍用于液压系统和火箭发动机系统。法兰密封结构的密封性能对发动机的工作性影响很大，密封性不良，会引起穿火、爆炸，造成伤亡和发射失败等严重事故，因此对法兰密封结构的性进行分析和是的。

法兰连接它主要由法兰、紧固螺栓和垫片三大部分组成。在装配时，通过螺栓施加规定的紧固力，使橡胶“O”形圈产生预变形达到密封效果；而工作时其对介质压力的传递而产生的接触比压力来实现密封。随着时间的延长，原本良好的密封性能会逐渐降低，终导致密封失效。

法兰都是成对使用的，低压管道可以使用丝接法兰，四公斤以上压力的使用焊接法兰。两片法兰盘之间加上密封垫，然后用螺栓紧固。不同压力的法兰厚度不同，它们使用的螺栓也不同。水泵和阀门，在和管道连接时，这些器材设备的局部，也制成相对应的法兰形状，也称为法兰连接。凡是在两个平面周边使用螺栓连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”，如通风管道的连接，这一类零件可以称为“法兰类零件”。但是这种连接只是一个设备的局部，如法兰和水泵的连接，就不好把水泵叫“法兰类零件”。比小型的如阀门等，可以叫“法兰类零件”。

法兰表面出现凹坑的检测方法都有哪些？

当法兰表面出现凹坑时，一般常用的检测有两种：一种是漏磁通法检测法兰、一种是声波检测法检测法兰。我们先来解释下声波，机械振动在介质中的传播过程叫做波，人耳能够感受到频率不错于20赫兹，低于20000赫兹的弹性波，所以在这个频率范围内的弹性波又叫声波。频率小于20赫兹的弹性波又叫次声波，频率不错于20000赫兹的弹性波叫做声波。次声波和特别波人耳都不能感受。其中声波检测法是利用特别波的脉冲反射原理来检测管壁腐蚀后的厚度。

检测时将探头垂直向法兰内壁发射特别脉冲，探头起先接收到由管壁内表面的反射脉冲，然后探头又会接收到来自管壁外表面的反射脉冲，这个脉冲与内表面反射脉冲之间的路程间距反映了管壁的厚度。

法兰进行声波检测优点是检测厚度大、好用度高、速度不慢、成本还行、对人体没有危害，能对缺陷进行定位和定量。声波探伤对缺陷的显示不直观，探伤技术难度大，容易受到主客观因素影响，以及探伤结果不便于保存，特别波检测对工作表面要求平滑，要求富有经验的检验人员才能辨别缺陷种类、适合于厚度大的零件检验，使声波探伤也具有其局限性。

其次漏磁通法检测的基本原理是建立在铁磁材料的高磁导率这一特性之上，法兰腐蚀缺陷处的磁导率远小於法兰的磁导率，法兰在外加磁场作用下被磁化，当法兰中无缺陷时，磁力线绝大部分通过钢管，此时磁力线均匀分布；当法兰内部有缺陷时，磁力线发生弯曲，并且有一部分磁力线泄漏出钢管表面。检测被磁化法兰表面逸出的漏磁通，就可判断缺陷是否存在。