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法蘭盤簡稱法蘭,只是一個統稱,通常是指在一個類似盤狀的金屬體的周邊開上幾個固定用的孔用於連接其它東西。這東西在機械上應用很廣泛,所以樣子也千奇百怪的,只要像就是叫法蘭盤,其名字是來源於英文flange。

法蘭
平板法蘭平板法蘭

法蘭(flange)又叫法蘭盤或突緣。
  使管子與管子相互連接的零件,連接於管端。法蘭上有孔眼,螺栓使兩法蘭緊連。法蘭間用襯墊密封。法蘭管件(flanged pipe fittings)指帶有法蘭(突緣或接盤)的管件。它可由澆鑄而成(圖暫缺),也可由螺紋連接或焊接構成。法蘭聯接(flange,joint)由一對法蘭、一個墊片及若干個螺栓螺母組成。墊片放在兩法蘭密封面之間,擰緊螺母后,墊片表面上的比壓達到一定數值后產生變形,並填滿密封面上凹凸不平處,使聯接嚴密不漏。法蘭聯接是一種可拆聯接。按所聯接的部件可分為容器法蘭及管法蘭。按結構型式分,有整體法蘭、活套法蘭和螺紋法蘭。常見的整體法蘭有平焊法蘭及對焊法蘭。平焊法蘭的剛性較差,適用於壓力p≤4MPa的場合;對焊法蘭又稱高頸法蘭,剛性較大,適用於壓力溫度較高的場合。法蘭密封面的型式有三種:平面型密封面,適用於壓力不高、介質無毒的場合;凹凸密封面,適用於壓力稍高的場合;榫槽密封面,適用於易燃、易爆、有毒介質及壓力較高的場合。墊片是一種能產生塑性變形、並具有一定強度的材料製成的圓環。大多數墊片是從非金屬板裁下來的,或由專業工廠按規定尺寸製作,其材料為石棉橡膠板、石棉板、聚乙烯板等;也有用薄金屬板(白鐵皮、不鏽鋼)將石棉等非金屬材料包裹起來製成的金屬包墊片;還有一種用薄鋼帶與石棉帶一起繞制而成的纏繞式墊片。普通橡膠墊片適用於溫度低於120℃的場合;石棉橡膠墊片適用於對水蒸氣溫度低於450℃,對油類溫度低於350℃,壓力低於5MPa的場合,對於一般的腐蝕性介質,最常用的是耐酸石棉板。在高壓設備及管道中,採用銅、鋁、10號鋼、不鏽鋼製成的透鏡型或其他形狀的金屬墊片。高壓墊片與密封面的接觸寬度非常窄(線接觸),密封面與墊片的加工光潔度較高。
法蘭分螺紋連接(絲接)法蘭和焊接法蘭。低壓小直徑有絲接法蘭,高壓和低壓大直徑都是使用焊接法蘭,不同壓力的法蘭盤的厚度和連接螺栓直徑和數量是不同的。
  根據壓力的不同等級,法蘭墊也有不同材料,從低壓石棉墊、高壓石棉墊到金屬墊都有。
  1.以材質劃分碳鋼,鑄鋼,合金鋼,不鏽鋼,銅,鋁合金,塑料,氬硌瀝,ppc等。
  2.以製作方法劃分可分為鍛造法蘭,鑄造法蘭,焊接法蘭,卷製法蘭(超大型號)
  3.以製造標準劃分可分為國標(化工部標準、石油標準、電力標準)、美標、德標、日標、俄標等。
  國際上管法蘭標準的幾個體系
  1、 法蘭連接或法蘭接頭,是指由法蘭、墊片及螺栓三者相互連接作為一組組合密封結構的可折連接,管道法蘭系指管道裝置中配管用的法蘭,用在設備上系指設備的進出口法蘭。
  2、 國際上管法蘭標準的幾個體系
  1) 歐洲法蘭體系:德國DIN(包括蘇聯)
  a、 公稱壓力:0.1, 0.25, 0.6, 1.0, 1.6, 2.5, 4.0, 6.4, 10.0, 16.0, 25.0, 32.0, 40.0, Mpa
  b、 公算通徑:15~600mm
  c、 法蘭的結構型式:平焊板式、平焊環松套式、卷邊松套式、對焊卷邊松套式、對焊環松套式、對焊式、帶頸螺紋連接式、整體式及法蘭蓋
  d、 法蘭密封面有:平面、凹面、凹凸面、榫槽面、橡膠環連接面、透鏡面及膜片焊接面
  e、 蘇聯於1980年發布的OCT管法蘭同錄標準與德國DIN標準相似,不再追述
  2) 美洲法蘭體系:美國ANSI B16.5《鋼製管法蘭及法蘭管件》 ANSI B16.47A/B 《大直徑鋼製法蘭》
  a、 公稱壓力:150psi(2.0Mpa),300psi(5.0Mpa),400psi(6.8Mpa),600psi(10.0Mpa),900psi(15.0Mpa),1500psi(25.0Mpa),2500psi(42.0Mpa),
  b、 公算通徑:6~4000mm
  c、 法蘭的結構型式:條焊、承插焊、螺紋連接、松套、對焊及法蘭蓋
  d、 法蘭密封面:凹面、凹凸面、榫槽面、金屬環連接面
  3) ***JIS管法蘭:在石油化工裝置中一般僅用於公用工程,在國際上影響較小,在國際上沒有形成獨立體系。
  3、 中國鋼製管法蘭國家標準體系GB
  1) 公稱壓力:0.25Mpa~42.0Mpa
  a、 系列1:PN1.0, PN1.6, PN2.0, PN5.0, PN10.0, PN15.0, PN25.0, PN42(主系列)
  b、 系列2:PN0.25, PN0.6, PN2.5, PN4.0
  其中PN0.25,PN0.6,PN1.0,PN1.6,PN2.5,PN4.0共6個等級的法蘭尺寸系屬於以德國法蘭為代表的歐洲法蘭體系,其餘為美國法蘭為代表的美洲法蘭體系。
  在GB標準中,從屬於歐洲法蘭體系的公稱壓力級最大的為4Mpa,從屬於美洲法蘭體系的公稱壓力級最大為42Mpa。
  2) 公稱通徑:10mm~4000mm
  3) 法蘭的結構形式:
  整體法蘭
  單元法蘭
  a、螺紋法蘭
  b、焊接法蘭 對焊法蘭
  帶頸平焊法蘭 帶頸承插焊法蘭 板式平焊法蘭
  c、松套法蘭 對焊環松套帶頸法蘭 對焊環松套板式法蘭 平焊環松套板式法蘭 板式翻過松套法蘭
  d、法蘭蓋(盲孔法蘭)
  e、旋轉法蘭
  f、錨固法蘭
  g、堆焊/覆焊法蘭
  4) 法蘭密封面:平面、凹面、凹凸面、榫槽面、環連接面
  二、 儀錶常用的管法蘭標準體系
  1、 DIN標準
  1) 常用壓力等級:PN6,PN10,PN16,PN25,PN40,PN64,PN100,PN160,PN250
  2) 法蘭密封面: raised face DIN2526C 突面法蘭 grooued acc. DIN2512N 榫槽面
  2、 ANSI標準
  1) 常用壓力等級:CL150,CL300,CL600,CL900,CL1500
  2) 法蘭密封面:ANSI B 16.5 RF flanges 突面法蘭
  3、 JIS標準:不常用
1) 常用壓力等級:10K,20K
法蘭連接種類
  板式平焊法蘭
  帶頸平焊法蘭
  帶頸對焊法蘭
  承插焊法蘭
  螺紋法蘭
  法蘭蓋
  帶頸對焊環松套法蘭
  平焊環松套法蘭
  環槽面法蘭及法蘭蓋
  大直徑平板法蘭
  大直徑高頸法蘭
  八字盲板
  對焊環松套法蘭
  旋轉法蘭
  錨固法蘭
  堆焊/覆焊法蘭
法蘭連接
  法蘭(flange)連接就是把兩個管道、管件或器材,先各自固定在一個法蘭盤上,兩個法蘭盤之間,加上法蘭墊,用螺栓緊固在一起,完成了連接。有的管件和器材已經自帶法蘭盤,也是屬於法蘭連接。法蘭連接是管道施工的重要連接方式。
  法蘭連接使用方便,能夠承受較大的壓力。 在工業管道中,法蘭連接的使用十分廣泛。在家庭內,管道直徑小,而且是低壓,看不見法蘭連接。如果在一個鍋爐房或者生產現場,到處都是法蘭連接的管道和器材。

法蘭生產標準:
  國標:GB/T9112-2000(GB9113•1-2000~GB9123•4-2000)美標:ANSI B16.5 Class150、300、600、900、1500(WN、SO、BL、TH、LJ、SW)日標:JIS 5K、10K、16K、20K(PL、SO、BL、WN、TH、SW)德標:DIN2573、2572、2631、2576、2632、2633、2543、2634、2545(PL、SO、WN、BL、TH)化工部標準:HG5010-52~HG5028-58、HGJ44-91~HGJ65-91、HG20592-97系列、HG20615-97系列機械部標準:JB81-59~JB86-59、JB/T79-94~JB/T86-94、JB/T74-1994壓力容器標準:JB1157-82~JB1160-82、JB4700-2000~JB4707-2000 B16.47A/B B16.39 B16.48 

1 法蘭盤 -生產工藝


  生產工藝主要分為鍛造、鑄造、割制、卷制這四種。

  鑄造法蘭和鍛造法蘭

  鑄造出來的法蘭,毛坯形狀尺寸準確,加工量小,成本低,但有鑄造缺陷(氣孔.裂紋.夾雜);鑄件內部組織流線型較差(如果是切削件,流線型更差);

  鍛造法蘭一般比鑄造法蘭含碳低不易生鏽,鍛件流線型好,組織比較緻密,機械性能優於鑄造法蘭;

  鍛造工藝不當也會出現晶粒大或不均,硬化裂紋現象,鍛造成本高於鑄造法蘭。

  鍛件比鑄件能承受更高的剪切力和拉伸力。

  鑄件的優點在於可以搞出比較複雜的外形,成本比較低;

  鍛件優點在於內部組織均勻,不存在鑄件中的氣孔,夾雜等有害缺陷;

  從生產工藝流程區別鑄造法蘭和鍛造法蘭的不同,比如離心法蘭就屬於鑄造法蘭的一種。

  離心法蘭屬於精密鑄造方法生產法蘭,該種鑄造較普通砂型鑄造組織要細很多,質量提高不少,不易出現組織疏鬆、氣孔、沙眼等問題。

  首先我們需要了解離心法蘭是怎樣生產製作的,離心澆鑄製做平焊法蘭的工藝方法及產品,其特徵是該產品經過下列工藝步驟加工而成:

  ①將所選原材料鋼材放入中頻電爐熔煉,使鋼水溫度達到1600-1700℃;

  ②將金屬模具預加熱到800-900℃保持恆溫;

  ③起動離心機,將步驟①中鋼水注入步驟②中預熱后金屬模具;

  ④鑄件自然冷卻到800-900℃保持1-10分鐘;

  ⑤用水冷卻至接近常溫,脫模取出鑄件。

  我們再來了解鍛造法蘭的生產工藝流程:

  鍛造工藝過程一般由以下工序組成,即選取優質鋼坯下料、加熱、成形、鍛后冷卻。鍛造的工藝方法有自由鍛、模鍛和胎膜鍛。生產時,按鍛件質量的大小,生產批量的多少選擇不同的鍛造方法。

  自由鍛生產率低,加工余量大,但工具簡單,通用性大,故被廣泛用於鍛造形狀較簡單的單件、小批生產的鍛件。自由鍛設備有空氣錘、蒸汽-空氣錘和水壓機等,分別適合小、中和大型鍛件的生產。模鍛生產率高,操作簡單,容易實現機械化和自動化。模鍛件尺寸精度高,機械加工余量小,鍛件的纖維組織分佈更為合理,可進一步提高零件的使用壽命。

  自由鍛的基本工序:自由鍛造時,鍛件的形狀是通過一些基本變形工序將坯料逐步鍛成的。自由鍛造的基本工序有鐓粗、拔長、沖孔、彎曲和切斷等。

  1.鐓粗 鐓粗是對原坯料沿軸向鍛打,使其高度減低、橫截面增大的操作過程。這種工序常用於鍛造齒輪坯和其他圓盤形類鍛件。鐓粗分為全部鐓粗和局部鍛粗兩種。

  2.拔長 拔長是使坯料的長度增加,截面減小的鍛造工序,通常用來生產軸類件毛坯,如車床主軸、連桿等。

  3.沖孔 用沖子在坯料上衝出通孔或不通孔的鍛造工序。

  4.彎曲 使坯料彎曲成一定角度或形狀的鍛造工序。

  5.扭轉 使坯料的一部分相對另一部分旋轉一定角度的鍛造工序。

  6.切割 分割坯料或切除料頭的鍛造工序。

  二、模鍛

  模鍛全稱為模型鍛造,將加熱后的坯料放置在固定於模鍛設備上的鍛模內鍛造成形的。

  模鍛的基本工序 模鍛工藝過程:下料、加熱、預鍛、終鍛、沖連皮、切邊、調質、噴丸。常用工藝有鐓粗、拔長,折彎、沖孔、成型。

  常用模鍛設備 常用模鍛設備有模鍛錘、熱模鍛壓力機、平鍛機和摩擦壓力機等。

  通俗地講,鍛造法蘭質量更好,一般是通過模鍛生產,晶體組織細密,強度高,當然價格也貴一些。

  無論是鑄造法蘭還是鍛造法蘭都屬於法蘭常用製造方法,看需要使用的部件的強度要求,如果要求不高,還可以選用車削製法蘭。

  三、割製法蘭

  在中板上直接切割出法蘭的留有加工量的內外徑及厚度的圓盤,再進行螺栓孔及水線的加工。這樣生產出來的法蘭就叫做割製法蘭,此類法蘭最大直徑以中板的幅寬為限。

  四、卷製法蘭

  用中板割條子然後卷製成圓的工藝叫做卷制,多用於一些大型法蘭的生產。卷製成功之後進行焊接,然後壓平,再進行水線及螺栓孔的工藝的加工。

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