法兰漏,第一反应是垫片。但换了三次垫片还漏的,问题基本都在密封面本身——端面不平,垫片再好也压不住。
平面度差意味着什么
法兰密封的原理是:螺栓的压力把垫片压紧在两个密封面之间,垫片被压缩后填满密封面上的微小起伏,形成连续的密封带。
这个原理成立的前提是:整个密封面圆周上的压紧量大致相等。如果端面翘曲、有凹陷、有高低差,那么高的地方被压得很死、低的地方压不到。压不到的那一段就是泄漏通道。
而且这个问题不能靠加大螺栓力解决——加力只会让高的地方压得更死、法兰变形更大,低的地方还是压不到。这就是“越紧越漏”的机理之一。
塑料法兰的平面度为什么更难保证
一、焊接变形。整体式法兰焊到管子上时,焊接热会让法兰盘翘曲。口径越大越明显。焊后不做处理,端面就是一个浅碟形。
二、内应力释放。板材加工的法兰,切削掉一面材料后内应力失衡,工件会翘。厚板尤其明显。
三、注塑收缩。注塑法兰在冷却时各部位收缩不均,也会产生翘曲,特别是壁厚变化大的位置。
四、刚度低,装配时被压变形。塑料法兰在螺栓力下本身就会变形。装的时候端面是平的,拧完就不平了。
五、蠕变。长期受压后缓慢变形,平面度随时间恶化。
怎么检查
直尺法(最简单)。用一把足够长的钢直尺(或者刀口尺)贴在端面上,沿不同方向转几个位置,用塞尺量缝隙。这是现场最实用的办法。
着色法。在端面上涂薄薄一层显色剂,和一块平板对研,看接触斑点的分布。斑点均匀说明平整。
平板法。把法兰扣在检验平板上,看能不能全面接触、会不会翘。
目视加手感。手指沿端面摸一圈,明显的沟槽和凸起摸得出来。这一步作为初筛。
密封面还要看别的
除了平面度,还有几项同样重要:
- 径向划痕。横穿密封带的划痕是直接的泄漏通道,比整体不平更危险。加工和搬运时要保护端面。
- 表面粗糙度。太光滑,垫片抓不住容易被挤出;太粗糙,垫片填不满。有一个合适的区间。
- 密封带宽度。太窄,比压高但容易压坏垫片;太宽,压紧力被分散,压不实。
- 毛刺和飞边。会把垫片扎破。
怎么保证
加工环节:
- 整体法兰焊接后对端面进行车削或者铣削找平,这一步不能省。
- 板材加工件采用对称去除材料,减少内应力导致的翘曲。
- 厚板件粗加工后放置一段时间释放应力,再精加工到尺寸。
- 加工完成后做平面度检验并记录。
使用环节:
- 大口径法兰配加强筋,减少装配变形。
- 对角交叉、分三到四遍紧固,扭矩控制。
- 运行一段时间后复紧一遍。
- 搬运和存放时保护端面,装上保护盖或者面对面叠放。
已经不平的怎么办
轻微不平:用厚一点、软一点的垫片补偿。这是权宜之计,能撑一段时间。
明显不平:车削找平。前提是法兰盘还有足够厚度可以切。
严重翘曲或者开裂:换件。塑料法兰的修复价值有限。
如果是同一位置反复不平,要查根源——多半是管路受力压在法兰上,或者热位移没有补偿。不解决受力问题,换多少次件都一样。
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