一片 DN500 的整体 PP 平法兰,装的时候打压不漏,运行两个多月开始沿着密封面渗。拆下来平放在检验平台上,塞尺一量,法兰片中间拱起来一毫米多,靠螺栓那一圈反倒是平的。这不是密封件的问题,是法兰片自己翘了。翘没翘不用凭感觉,平台上加把塞尺就量得出来,翘到零点几毫米,垫片就已经压不实了。

翘的是哪一股力

螺栓的预紧力加在孔的位置,密封垫的反力集中在密封面那一圈,两股力一里一外,法兰片就成了一个环形的悬臂梁。口径小的时候力臂短、力矩小,PP 顶得住;口径一大,同样的密封比压要更多螺栓、更大总力,力臂又跟着变长,弯矩涨得比口径快得多。

再加上 PP 的蠕变。装的当天法兰是平的,压力也够,几个星期以后材料在恒定压力下慢慢流动,螺栓预紧力松弛,法兰片留下永久的碟形变形。如果管道还有温度循环,热胀冷缩每天来一轮,这个过程还要快一截。

加厚为什么收益递减

金浩丰每年都要接几次这样的返修询价:客户拿着翘了的法兰片来问能不能加厚重做。把法兰片从 20mm 加到 30mm,抗弯截面确实上去了,短时打压更稳。但两件事没变:一是螺栓孔到密封面的力臂没变,弯矩还是那么大;二是蠕变机理没变,只要长期应力还在 PP 的许用范围之上,慢一点还是会变形。

加厚还带来新麻烦。法兰片越厚,它和翻边短节之间的焊缝越难焊透,厚断面冷却收缩不均,焊完就存着内应力;现场再一拧螺栓,裂纹往往从这条焊缝根部起。所以整体 PP 法兰靠加厚往上够,通常够不了太远。

三条口径线

  • DN300 以内:整体 PP 平法兰站得住,注意螺栓均匀对角上紧、扭矩不要往大了拧就行。
  • DN400 到 DN500:这是分界带。要么改活套结构,用金属背环承螺栓力、PP 翻边短节管密封;要么在法兰片背面加径向筋板,筋的数量跟螺栓孔对应。
  • DN600 以上:不用犹豫,必须活套加金属背环。这个口径下整体 PP 法兰无论加到多厚,都是在跟时间赌。

加筋要加在对的地方

筋板是径向布置的小三角块,一边焊在法兰片背面,一边焊在短节外壁,等分排列,位置对着螺栓孔而不是对着孔间。目的是把螺栓那一点的力直接传到管壁上,绕开法兰片的悬臂段。焊的时候要两面焊满,只点焊几下的筋等于装饰。还有个折中办法:法兰片不加厚,把螺栓数量增加、孔径减小,让每颗螺栓分到的力变小,同时把孔往密封面挪近一点,缩短力臂。这个改动比加厚便宜,效果往往更明显。

另外,密封垫别选太硬的。软一点的垫片能用更小的预紧力达到同样的密封比压,对 PP 法兰是实打实的减负。金属缠绕垫那种要靠大力压紧的,配 PP 法兰就是自找麻烦。

法兰这一类件金浩丰做活套法兰、翻边短节、盲板和垫片,按图配打孔位。金属背环我们不做,得你在当地配;大口径还想坚持整体 PP 的,我们会先劝一句别做。服务热线 186 1558 6932(微信同号),邮箱 sales@jhf2017.com,山东省济南市。