压力容器法兰的密封原理是确保连接处安全运行的关键技术。其核心在于螺栓、法兰与垫片的协同作用,通过预紧力实现初始密封,并依靠垫片回弹维持操作状态下的紧密性。
密封过程分为两个阶段:初始密封时,螺栓施加的预紧力使垫片产生塑性变形,填补法兰密封面的微观不平度,形成初始密封条件。操作状态下,管道内压产生的轴向力可能导致两片法兰分离,螺栓伸长使垫片压紧力下降。此时,垫片的弹性回弹能力至关重要,其变形补偿可维持密封面接触,确保剩余压紧力不低于临界值。
垫片性能直接影响密封效果,其材料需具备足够的变形与回弹特性。垫片有效截面上的压紧力必须大于管道操作压力,否则可能发生泄漏甚至垫片吹脱。密封形式多样,如平面法兰适用于低压场景,而凹凸面法兰通过结构设计增强密封可靠性。
压力容器法兰的密封原理体现了力学与材料的精密配合,为工业设备的安全运行提供了基础保障。