幾十年來(lái),美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)的ANSI法蘭已經(jīng)為石油和天然氣工業(yè)提供了一種適用的密封技術(shù),而且卓有成效。但由于石油天然氣工業(yè)的需求已經(jīng)發(fā)生變化,ANSI法蘭的缺陷不斷暴露出來(lái)。成本效益原則、環(huán)境保護(hù)以及最佳的健康和安全保證是21世紀(jì)的作業(yè)者和承包商所面對(duì)的三大課題,因此,人們開(kāi)始考慮新的法蘭密封方法。
ANSI法蘭的密封原理極其簡(jiǎn)單:螺栓的兩個(gè)密封面相互擠壓法蘭墊片并形成密封。但這同時(shí)也導(dǎo)致密封的破壞。為了保持密封,就得維持巨大的螺栓作用力。為此,螺栓就要做得更大。而更大的螺栓就要匹配更大的螺母,這就意味著需要直徑更大的螺栓為上緊螺母創(chuàng)造條件。殊不知,螺栓的直徑越大,適用的法蘭就會(huì)變得彎曲,唯一的辦法就是增大法蘭部分的壁厚。整個(gè)裝置將需要極大的尺寸和重量,這在近海環(huán)境下便成了一個(gè)特殊問(wèn)題,因?yàn)樵谶@種情況下重量始終是人們必須引起關(guān)注的主要問(wèn)題。而且,從根本上來(lái)說(shuō),ANSI法蘭是一種無(wú)效的密封,它需要把50%的螺栓負(fù)荷用于擠壓墊片,而用于保持壓力的負(fù)荷只剩50%。
然而,ANSI法蘭的主要設(shè)計(jì)缺點(diǎn)是它不能保證無(wú)泄漏。這就是其設(shè)計(jì)上的不足:連接是動(dòng)態(tài)的,而且諸如熱膨脹和起伏不定的周期載荷都會(huì)造成法蘭面之間的移動(dòng),影響法蘭的功能,從而使法蘭的完整性受損,最終導(dǎo)致泄漏。