人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備用法蘭及緊固件要求

　　人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備用法蘭、墊片及螺栓三者組成管道中可拆卸的連接結(jié)構(gòu)，它在石油化工生產(chǎn)裝置中的應(yīng)用很普遍，也是一種很重要的連接形式。通常，法蘭、螺栓與墊片三者共同構(gòu)成一個密封副，三者共同作用，相輔相承，才能保證接頭的良好密封。因此，通常將它們放在一起研究。盲板、8字盲板、限流孔板、混合孔板等與法蘭、墊片及螺栓的比較關(guān)系密切，常與它們配合使用，因此也放在一起進行介紹。

　　一、法蘭

　　人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備用法蘭是確定管道公稱壓力等級的基準件。由第二章中的介紹可知，法蘭的種類很多，不同型式的法蘭，其密封性能不同，應(yīng)用場合也不同。第三章從理論上給出了不同型式的法蘭 點和密封性能，在這類僅討論不同型式的法蘭應(yīng)如何選用。

　　關(guān)于法蘭的應(yīng)用，這是一個很復(fù)雜的問題，它不僅要求材料工程師具有相關(guān)的理論知識，還應(yīng)有一定的工程經(jīng)驗。在第三章中，已經(jīng)介紹了法蘭公稱壓力等級的選用方法，這里則 介紹結(jié)構(gòu)型式和密封面型式的選用。應(yīng)該說這里介紹的選用方法并不是哪一個標準的規(guī)定，而是作者的工作經(jīng)驗，僅供參考。

　　 人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備結(jié)構(gòu)型式的選用來說，一般情況下，平焊法蘭多用于介質(zhì)條件比較緩和的情況下，如低壓非凈化壓縮空氣、低壓循環(huán)水等。它的優(yōu)點是價格比較便宜;對焊法蘭則是 常用的一種，它與管子為對焊連接，焊接接頭質(zhì)量比較好，而且法蘭的頸部利用錐度過渡，可以承受較苛刻的條件;承插焊法蘭則常用于PN≤10.0MPa、DN≤40mm的管道中，原因見上節(jié)所述;松套法蘭常用于介質(zhì)溫度和壓力都不高而介質(zhì)腐蝕性較強的情況。當介質(zhì)腐蝕性較強時，法蘭接觸介質(zhì)的部分(翻編短節(jié))為 的高等級材料如不銹鋼等材料，而外部則利用低等級材料如碳鋼材料的法蘭環(huán)夾緊它以實現(xiàn)密封;整體法蘭則常常是將法蘭與設(shè)備、管子、管件、閥門等做成一體，這種型式在設(shè)備和閥門上常用，管子及管件中不常用。

　　 密封面型式的選用來說，一般情況下，人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備用全平面密封面常與平焊型式配合以適用于操作條件比較緩和的(PN£1.0)工況下。它通常用于鑄鐵法蘭或與鑄鐵連接的鋼法蘭;凸臺面密封面是應(yīng)用 廣的一種型式，它常與對焊和承插焊型式配合使用，在“美式法蘭”中，常用在PN2.0、PN5.0和部分PN10.0MPa壓力等級中，在“歐式法蘭”中則常用在PN1.6、PN2.5MPa壓力等級中;凹凸面密封面常與對焊和承插型式配合使用，在“美式法蘭”中不常采用，在“歐式法蘭”中常用在PN4.0、PN6.4MPa壓力等級中。但它不便于墊片的 換;榫槽面密封面使用情況同凹凸面法蘭;環(huán)槽面密封面常與對焊連接型式配合(不與承插焊配合)使用，主要用在高溫、高壓或二者均較高的工況。在“美式法蘭”中，常用在PN10.0(部分)、PN15.0、PN25.0、PN42.0MPa壓力等級中。在“歐式法蘭”中常用在PN10.0、PN16.0、PN25.0、PN32.0、PN40.0MPa壓力等級中。

　　二、螺栓/螺母

　　人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備選擇法蘭連接用緊固件材料時，應(yīng)同時考慮管道操作壓力、操作溫度、介質(zhì)種類和墊片類型等因素。墊片類型和操作壓力、操作溫度一樣，都直接對緊固件材料強度提出了要求。例如，對于采用纏繞式墊片密封的低壓劇毒介質(zhì)管道的法蘭連接，盡管管道的操作壓力和溫度都不高，但是，因為使纏繞式墊片形成初始密封時所需要的比壓力較大，從而要求緊固件的承受載荷也較大，因此，在這種情況下 要求緊固件采用高強度合金鋼材料。常用的螺栓材料及使用條件在SH3059標準中已有明確的規(guī)定，在此不再論述。值得一提的是合金鋼螺柱均應(yīng)采用高級 鋼，即材料牌號后均應(yīng)加字母A，如35CrMoA、25Cr2MoVA等。SH3059標準在規(guī)定螺栓的使用條件時，借鑒了ANSI B16.5標準的規(guī)定，即將螺栓簡化為低強度螺栓(一般為碳鋼材料)、中強度螺栓(一般為鉻鋼材料)、高強度螺栓(一般為鉻鉬鋼或鉻鉬釩鋼材料)三類，而我國的壓力容器以及JB標準、HG標準則將螺栓的使用條件和使用材料分得比較細。

　　根據(jù)人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備結(jié)構(gòu)型式的不同，螺栓可分為六角頭螺栓和雙頭螺栓(又稱為螺柱)兩類，而雙頭螺栓又分為通絲和非通絲兩種。其中，六角頭螺栓常與平焊法蘭和非金屬墊片配合用于操作條件比較緩和的工況下。六角頭螺栓常用材料是BL3或者是Q235B;雙頭螺栓常與對焊法蘭配合使用用在操作條件比較苛刻的工況下。其中，因為通絲型雙頭螺栓上沒有截面形狀的變化，故其承載能力強。而非通絲型雙頭螺栓則相對承載能力較弱。

　　SH3404標準中同時給出了I型和II型兩種螺母型式。其中，I型螺母厚度為0.8倍的螺母公稱直徑，常用在操作條件比較緩和的工況條件下。而II型螺母厚度為1.0倍的螺母公稱直徑，常與雙頭螺柱配合用在操作條件比較苛刻情況下。螺母的材料常根據(jù)與其配合的螺栓材料確定，這些組合在一般的標準中如SH3059中都有規(guī)定。一般情況下，人孔、可調(diào)縮孔及視鏡等設(shè)備用螺母材料應(yīng)稍低于螺栓材料，并保證螺母硬度比螺栓硬度低HB30左右。