法蘭是使管子與管子相互連接的零件,連接于管端。
法蘭上有孔眼,螺栓使兩法蘭緊連。對(duì)焊法蘭及其墊片、緊固件統(tǒng)稱為法蘭接頭。
法蘭接頭是設(shè)備、設(shè)備零部件中需要的構(gòu)件,也是配管設(shè)計(jì)、管件閥門中的零件。
對(duì)焊法蘭與其他法蘭不同之處在于從法蘭與管子焊接處到法蘭盤有一段長(zhǎng)而傾斜的高頸,此段高頸的壁厚沿高度方向逐漸過(guò)渡到管壁厚度,改進(jìn)了應(yīng)力的不連續(xù)性,因而增加了法蘭強(qiáng)度。
對(duì)焊法蘭主要用于工況比較苛刻的場(chǎng)合。如:管道熱膨脹或其他載荷而使法蘭處的應(yīng)力大或應(yīng)力變化反復(fù)的場(chǎng)合;壓力、溫度大幅度波動(dòng)的管道或高溫、高壓及低溫條件下應(yīng)用的管道。
平焊法蘭又稱搭焊法蘭。平焊法蘭與管子的連接是先將管子插人法蘭內(nèi)孔至適當(dāng)位置,然后再焊接,其優(yōu)點(diǎn)在于焊接裝配時(shí)較易對(duì)中,且價(jià)格便宜,因而了普遍的應(yīng)用。
按內(nèi)壓計(jì)算,平焊法蘭的強(qiáng)度約為相應(yīng)對(duì)焊法蘭的=分之二,疲勞壽命約為對(duì)焊法蘭的三分之—。所以,平焊法蘭只適用于壓力等級(jí)比較低,壓力波動(dòng)、振動(dòng)均不嚴(yán)重的管道系統(tǒng)中。平焊法蘭又可細(xì)分為帶頸平焊及板式平焊兩種。
承插焊法蘭的基本形狀與帶頸平焊法蘭相同,在法蘭的內(nèi)孔上開有一段承孔,管子插人承孔內(nèi)焊住,在法蘭背面焊一圈焊縫。由于法蘭與管子間存在空隙,有時(shí)易產(chǎn)生腐蝕,若里面再焊上-道縫就可避免這種腐蝕。
內(nèi)外兩面焊接的承插焊法蘭,其疲勞強(qiáng)度比平焊法蘭大50%,而靜強(qiáng)度相同。使用這種法蘭時(shí),其內(nèi)徑需與管子內(nèi)徑一致。承插焊法蘭僅適用于公稱通徑DN80以下口徑的管道上。
松套法蘭的連接實(shí)際上也是通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)的,只是這種法蘭是松套在已與管子焊接在一起的附屬元件上,然后通過(guò)連接螺栓將附屬元件和墊片壓緊以實(shí)現(xiàn)密封,法蘭(即松套)本身不接觸介質(zhì)。附屬元件與管子的焊接方式既有平焊也有對(duì)焊。
這種法蘭連接的優(yōu)點(diǎn)是法蘭可以旋轉(zhuǎn),易于對(duì)準(zhǔn)螺栓孔,使用在大口徑管道上易于安裝。松套法蘭也適用于管道需要頻繁拆卸以供清洗或檢查的地方,或用在對(duì)準(zhǔn)法蘭螺栓孔時(shí)僅轉(zhuǎn)動(dòng)法蘭而不必旋轉(zhuǎn)管子之處。
對(duì)焊法蘭鍛造工藝對(duì)設(shè)備要求,比守舊模鍛要嚴(yán)格,沖頭的位移特性需要同預(yù)成形坯的變形致密特點(diǎn)相匹配。坯料與模具的接觸時(shí)間要盡可能的短。鍛壓機(jī)要有良好的剛性,活動(dòng)橫梁及活塞要有良好的導(dǎo)向精度才能確定鍛件精度。因此,對(duì)焊法蘭鍛造一般選擇機(jī)械壓力機(jī),如曲軸壓機(jī),或精度較不錯(cuò)的摩擦壓力機(jī)。
對(duì)焊法蘭鍛造變形初期,由于多孔的預(yù)成形坯易變形、變形力小,密度增加較快。鍛造成形后期,由于大部分孔隙閉合,變形抗力增大,要去掉殘留孔隙所需變形力提升。變形抗力與變形溫度密切相關(guān),較不錯(cuò)的變形溫度有利于致密,并降低變形抗力。較不錯(cuò)的變形速度同樣也有利于對(duì)焊法蘭致密。
對(duì)焊法蘭不僅節(jié)省了空間、減輕了重量,愈重要的是接頭部位不會(huì)發(fā)生泄漏,具有良好的密封性能。緊湊法蘭尺寸之所以減小,是由于減小了密封件的直徑,這將會(huì)減小密封面的截面。其次,法蘭墊片已被密封環(huán)所代替,以確定密封面對(duì)密封面的匹配。隨著所需壓力的降低,螺栓的尺寸和所需數(shù)量都可相應(yīng)減小,所以終設(shè)計(jì)出了一種體積小且重量輕(比守舊的法蘭的重量減輕70%~80%)的新產(chǎn)品。因此對(duì)焊法蘭式一種比較優(yōu)良的法蘭產(chǎn)品,減輕了質(zhì)量和空間,對(duì)工業(yè)用途起了重要作用。
對(duì)焊法蘭的鍛造可分為自由鍛、鐓粗、擠壓、模鍛、閉式模鍛、閉式鐓鍛。閉式模鍛和閉式鐓鍛由于沒(méi)有飛邊,材料的利用率就高。用一道工序或幾道工序就可能完成復(fù)雜鍛件的精加工。由于沒(méi)有飛邊,鍛件的受力面積就減少,所需要的荷載也減少。但是,應(yīng)注意不能使坯料全部受到限制,為此要嚴(yán)格控制坯料的體積,控制鍛模的相對(duì)位置和對(duì)鍛件進(jìn)行測(cè)量,努力減少鍛模的磨損。
根據(jù)鍛模的運(yùn)動(dòng)方式,鍛造又可分為擺輾、擺旋鍛、輥鍛、楔橫軋、輾環(huán)和斜軋等方式。擺輾、擺旋鍛和輾環(huán)也可用精鍛加工。為了提升材料的利用率,輥鍛和橫軋可用作細(xì)長(zhǎng)材料的前道工序加工。與自由鍛一樣的旋轉(zhuǎn)鍛造也是局部成形的,它的優(yōu)點(diǎn)是與鍛件尺寸相比,鍛造力小情況下也可實(shí)現(xiàn)形成。包括自由鍛在內(nèi)的這種鍛造方式,加工時(shí)材料從模具面附近向自由表面擴(kuò)展,因此,很難確定精度,所以,將鍛模的運(yùn)動(dòng)方向和旋鍛工序用計(jì)算機(jī)控制,就可用較低的鍛造力獲得形狀復(fù)雜、精度不錯(cuò)的產(chǎn)品。例如生產(chǎn)品種多、尺寸大的汽輪機(jī)葉片等鍛件。