在實際工作中,影響法蘭連接密封的因素是多方面的,包括設計、加工、安裝等方面。從設計的角度考慮,影響法蘭密封的主要因素有墊片性能、壓緊面形式、螺栓預緊力、法蘭剛度和操作條件等。
(1)密封墊片性能 墊片是構成密封的重要元件。適宜的墊片變形和回彈能力是形成密封的必要條件。墊片的變形包括彈性變形和塑形變形,但僅彈性變形具有回彈能力。
回彈能力是指在施加介質壓力時,墊片能否適應法蘭面的分離。它可用來衡量墊片密封性能的好壞。回彈能力大,便能適應操作壓力和溫度的波動,密封性能就好。
墊片的變形和回彈能力與墊片的材料、形狀、結構、初始預緊力、壓緊面提供的表面約束及操作條件(壓力、溫度、介質)等有關。
(2)壓緊面型式 壓緊面又稱密封面,直接與墊片接觸,是傳遞螺栓力使墊片變形的表面約束。為了達到預期密封效果,壓緊面的型式和表面粗糙度應與選用的墊片相適應。放置金屬墊片的壓緊面,對法蘭尺寸精度要求高,壓緊面粗糙度通常要求達到1. 6~0. 4 5m。對于軟質墊片,壓緊面過于光滑反而不利一般粗糙度達到12. 5~3. 2 5m就夠了,粗糙度過小,界面上阻力變小,對阻止介質的泄漏就不利。有時為了防止泄漏,在平面法蘭壓緊面上車削出2~3圈密封線(俗稱水線),壓緊面上不允許有徑向刀痕或劃痕。
為使墊片產生彈性變形或塑性變形,墊片材料的硬度應低于法蘭材料的硬度,一般取低于HB40以上為宜,否則墊片將會在壓緊時損傷法蘭壓緊面。
實踐證明,壓緊面的平直度和壓緊面與法蘭中心軸線垂直同心,是保證墊片均勻壓緊的前提。減少壓緊而與墊片的接觸面積,可以有效地降低預緊力,但若接觸面積過小,則易壓壞墊片。顯然,如果壓緊面的型式、尺寸和表面質量與墊片相配不當,則將導致密封失效。