专家论坛：法兰密封面的水线与粗糙度
撰稿丨事事顺心编辑丨君雔&事事顺心统筹丨君雔科技Web3.0全文约 2155 字丨阅读需要 10 分钟2024君雔科技导 语GUIDE 在工艺设备等方面，法兰连接被广泛地用于静密封，特别是在连接管线和阀门时。若法兰与垫片接合部分发生泄漏，便称之为界面泄漏，这也是密封过程中的常见问题。为了增强联接效果，我们会借助密封面的水线，这可以大大提升法兰之间的紧密程度。同时，通过施加螺栓产生的压紧力，压力会通过法兰密封面（即压紧面）传递至垫片，使其产生适当的弹性和塑性变形，进而将法兰压紧面间的凹凸不平的缝隙用非金属垫片受压填充到密封水线内，以实现无泄漏的密封效果[1]。参考文献：[1]周斌.法兰密封面水线粗糙度问题探讨[J].石油化工设备,2016,45(03):105-107.PART.01问题Questions提问者：请教一下，像这种平的法兰表面可以动吗（法兰密封面被抛光了对密封有没有影响）？讨论者1：为什么动？密封面、垫片、螺栓都是配套的！动一个都需重新计算的。论者2：估计密封面密封不住，想车一刀。讨论者3：车一刀也无妨，只要强度上有富裕量。提问者：常压的。表面被工人抛光啦……正常的话法兰面不能动的。现在抛了不知道会不会影响密封。简介Introduction论者4：里边走什么介质呢？讨论者5：密封面如此设计，说明要求不高，即运行参数不高(易实现密封)，且主要依赖密封垫(压紧与回弹)。但是，即便这种情况，一般也应该加工出凸台，便于加工调节与实际密封的实现。提问者：不纠结加工的，发到现场的就是这种平面法兰。我现在想确定这种法兰的面如果抛光了是否算合格。讨论者5：靠密封垫(如加厚)，应该问题不大。(法兰)密封面没有限制抛光的说法。标准Standard讨论者6：法兰密封面不应该进行抛光处理，反而必须按照使用的垫片材料性能进行密封面的加工，保证处于相应的表面粗糙度范围。一般，橡胶或非金属平垫片Ra12.5左右，缠绕垫Ra6.3～3.2，金属八角垫1.6以下。讨论者7：按法兰的制造标准，密封面的粗糙度有指定值。不能随便抛讨论者5：抛光，仍然存在粗糙度，且粗糙度与密封性能不存在唯一的一一对应关系。讨论者7：ASME B16.5-2020（Pipe Flanges and Flanged Fittings）HG/T 20592-2009（钢制管法兰PN系列）HG/T 20615-2009（钢制管法兰Class系列）PART.02专家论坛Expert Topic讨论者5： 看一看最大与最小的跨度，大致应该明白一些什么。讨论者7：“讨论者6”老讲的，是这个位置。讨论者6： 其中所谓适用于非金属平垫的水线，也是有特定规定的，可参见ASME B16.5的相应规定，即刀具的圆角大小以及单位宽度内同心圆或螺旋纹的个数。总之使两侧法兰密封面的粗糙度Ry之和与预紧后的垫片压缩量相当。抛光后的密封面粗糙度太小，致使摩擦力过低，易于使非金属平垫在使用时被内压吹出。而境内传统旧标准中曾盛行的，在密封面上车2～3道浅槽的做法是错误的。这一般也是ASME U钢印压力容器取证的检验师的必检项目。本人即HG管法兰标准的编制者，即使是非金属平垫，不同厚度，如3mm，还是1.5mm的密纹水线的车法也是不同的，薄者压缩量相对小一些，水线要密一些，厚者水线宽一些。当然，标准编制时不可能编得如此细致，只能用粗糙度范围来笼统概而括之了。总之抛光是不可取的，粗糙度太低了，君不见垫片安装时，经常规定不能加油脂吗？其中的道理，一方面防止油脂的存在掩盖了接头的密封缺陷，另一个原因即是油脂的存在降低了摩擦力，致使垫片易于在压力下被吹出。诚然，世事多变，垫片密封有多种多样，对透镜垫之类金属线密封者，拋光可能是有益的。笔者在编制HG管法兰垫片紧固件标准时曾对非金属平垫，缠绕垫，带石墨覆盖层的齿形垫和金属平垫和八角垫与对应密封面的粗糙度，参照克林格提出的概念进行过核算，发觉是基本符合的。同时，也根据GarIok，华尔卡，德国Kempchem等垫片设计理论，对国内某厂商开发的石墨波齿垫设计提出质疑，但惜乎未被压力容器行业所采纳。但HG管法兰体系至今未接纳波齿垫这一品种垫片。同时，笔者在三十余年前就在与杜邦等国外工程公司技术交流时得到启发，对不同压力等级的金属缠绕垫的比压(缠绕密度，压缩量)进行核算后，提出了相应的预紧比压要求及参数，但同样因加工难度等问题，未被标准采纳，但后被用于大量施工实践所证实，且发现与美国军用miII标准和缠绕垫开发商福来西公司的内控工艺不谋而合。所以，其中也是另一门学问。但垫片设计以及与密封面的配合，包括螺栓予紧和松驰，经常为境内压力设备行业，习惯于重视強度计祘和制造加工的工程技术人员所忽视。讨论者8：中国制造大国，向智能制造强国迈进。来源：压力容器工程师
