液壓法蘭連接設(shè)計(jì)的一般考慮
   法蘭連接是過(guò)程裝備中低壓設(shè)備、管道和閥門中應(yīng)用最廣泛的可拆連接，這種由墊片法蘭一螺栓組成的結(jié)構(gòu)的力學(xué)和密封行為比其他機(jī)械構(gòu)件復(fù)雜，因?yàn)樗艿皆S多因素的影響以致工作時(shí)的性能很難預(yù)測(cè)或解釋。首先螺栓和螺母之間的摩擦關(guān)系復(fù)雜，依靠普通的擰緊工具，不可能精確地控制與預(yù)測(cè)螺栓的預(yù)緊載荷；其次，這些性能受到各個(gè)零件彈性的制約，尤其存在墊片時(shí)。整個(gè)結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出彈塑性行為。墊片像彈簧（非線性），螺栓則像拉簧，法蘭浮動(dòng)在兩個(gè)彈簧之間，也像一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)彈簧，這種系統(tǒng)顯然是靜不定的，因此問(wèn)題變得更加復(fù)雜了。如此的彈簧系統(tǒng)又承受著多種載荷，如螺栓力、墊片反作用力和流體壓力，還可能有與之相連設(shè)備或管道的反作用力（如重量、熱膨脹等），這些力最終使法蘭受到一外加彎矩的作用，在彎矩的作用下，法蘭發(fā)生彎曲變形與角變形。因此設(shè)計(jì)的一般目的是對(duì)于已知的墊片特性，確定法蘭和螺栓等結(jié)構(gòu)的安全、經(jīng)濟(jì)尺寸。同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)達(dá)到規(guī)定的密封度要求。即    結(jié)構(gòu)完整性―整個(gè)結(jié)構(gòu)的機(jī)械或熱應(yīng)力必須在材料允許范圍內(nèi)
   連接緊密性―墊片應(yīng)力必須使整個(gè)接頭的泄漏率在允許范圍內(nèi)。

    而以上條件必須滿足如下的載荷條件    ①初始擰緊螺栓時(shí)的裝配或預(yù)緊載荷    ②1.25或1. 5倍設(shè)計(jì)壓力的液壓試驗(yàn)載荷    ③正常操作載荷（例如壓力和溫度載荷）。

        根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合，還必須考慮
   ①其他外載荷，如軸向或彎曲載荷管道重量和熱膨脹   
②螺栓預(yù)緊載荷的不確定性，如按不同的方法預(yù)緊螺栓發(fā)生的螺栓載荷可能有士或更大的誤差    ③瞬時(shí)熱沖擊，如驟然加熱或冷卻    ④因循環(huán)載荷引起的疲勞 ⑤腐蝕將減小材料的有效厚度    ⑥蟠變，包括法蘭、螺栓和墊片的蠕變，所有都將減少墊片應(yīng)力。

        顯然，作為起密封作用的墊片在整個(gè)連接系統(tǒng)中是關(guān)鍵的元件。在設(shè)計(jì)墊片法蘭連接時(shí)，任何一個(gè)元件的設(shè)計(jì)既相互聯(lián)系又相互制約，例如墊片的結(jié)構(gòu)形式和材料的選擇合理與否，直接影響螺栓尺寸的大小與經(jīng)濟(jì)性，法蘭結(jié)構(gòu)尺寸確定好壞，影響到結(jié)構(gòu)的剛度和緊湊性，它們之間的相互協(xié)調(diào)將最終決定了連接的密封性。

        法蘭連接標(biāo)準(zhǔn)
   法蘭是通用的機(jī)械零件，對(duì)常用的法蘭已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。在過(guò)程裝備中，無(wú)論是容器和設(shè)備法蘭，還是管道法蘭，國(guó)內(nèi)外已經(jīng)形成了包括法蘭、墊片和螺栓的系列化的標(biāo)準(zhǔn)體系。

        （1）法蘭類型
   法蘭類型主要根據(jù)用途分為容器法蘭和管道法蘭兩類，根據(jù)法蘭密封面的寬窄分為寬面法蘭和窄面法蘭；根據(jù)制造材料分為金屬法蘭和非金屬法蘭兩類，其中前者又分成鋼制法蘭、鑄鐵法蘭、有色金屬法蘭；根據(jù)形狀分為圓形、矩形、橢圓形；根據(jù)與容器或管道的連接方式分焊接結(jié)構(gòu)和非焊接結(jié)構(gòu)等。本節(jié)主要介紹鋼制圓形容器法蘭和管道法蘭。盡管各種法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的具體法蘭結(jié)構(gòu)型式不盡相同，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織頒布的“金屬法蘭一鋼法蘭”標(biāo)準(zhǔn)，將法蘭類型分為11種，國(guó)內(nèi)外其他法蘭標(biāo)準(zhǔn)中的法蘭結(jié)構(gòu)一般都在上述類型中有所取舍。上述焊接結(jié)構(gòu)中除板式平焊法蘭外，由于用一錐形短頸加強(qiáng)法蘭環(huán)，而錐頸小端再與圓筒形殼體或管子焊在一起，增加了法蘭的旋轉(zhuǎn)剛度，從而降低法蘭中的應(yīng)力，也改善了墊片密封條件，即提高了接頭的安全與可靠性，相比用增加法蘭環(huán)的厚度或直徑而言更經(jīng)濟(jì)有效，因此推薦用于中、高壓力的場(chǎng)合；但隨著壓力和直徑的增加，經(jīng)濟(jì)性下降，所以其直徑與壓力范圍也有限制，例如ISO 7005-1標(biāo)準(zhǔn)中的帶頸對(duì)焊法蘭，管子名義直徑（DN）超過(guò)600mm時(shí)，公稱壓力（PN）不得大于40MPa。非焊接結(jié)構(gòu)的主要形式―松套法蘭，因其相對(duì)法蘭基本上能自由旋轉(zhuǎn)，故僅用于較低壓力或出于經(jīng)濟(jì)考慮，當(dāng)筒體或管子用耐腐蝕的昂貴合金材料制造，其松套法蘭環(huán)則可用經(jīng)濟(jì)性好而強(qiáng)度又較高的材料（例如碳鋼）制造等場(chǎng)合。有時(shí)為了增加法蘭環(huán)的剛度，法蘭環(huán)也可帶上頸部，即為帶頸松套法蘭。顯然，板式平焊法蘭介于兩者之間，適用中低壓力場(chǎng)合.