隨著現(xiàn)代化工工業(yè)的迅猛發(fā)展及裝置大型化的 發(fā)展趨勢(shì)，化工單元裝置的非標(biāo)準(zhǔn)靜設(shè)備規(guī)格也隨 之大幅增加。設(shè)計(jì)壓力在 ６．０ ＭＰａ ～１０．０ ＭＰａ 的非 標(biāo)準(zhǔn)靜設(shè)備在合成氨、甲醇合成、煤氣化等工業(yè)生 產(chǎn)中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。對(duì)于直徑較大的壓力容 器，設(shè)備法蘭是其重要的組成部分，密封結(jié)構(gòu)的設(shè) 計(jì)不僅要可靠，還要便于加工、裝卸和檢驗(yàn)，以有 效地節(jié)約成本，縮短設(shè)備制造周期，保證設(shè)備長(zhǎng) 期、安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。 本文討論的設(shè)備壓力范疇為 ６．０ ＭＰａ ～１０．０ ＭＰａ，屬于中壓壓力容器，通過(guò)法蘭密封面結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)和理論計(jì)算，該類(lèi)設(shè)備法蘭可以實(shí)現(xiàn)很好的密 封。但在工程實(shí)際中，直徑較大 （１０００ ｍｍ≤ＤＮ ≤２５００ ｍｍ）的設(shè)備法蘭經(jīng)常發(fā)生密封面泄漏現(xiàn) 象。為什么會(huì)出現(xiàn)這種問(wèn)題？有沒(méi)有相應(yīng)的解決辦 法？下面將進(jìn)行詳細(xì)闡述.



密封的目的是將兩種不同介質(zhì)或壓力、溫度等 參數(shù)不同的腔室相互隔離和防止物料外泄。根據(jù)密 封的結(jié)構(gòu)及機(jī)理，密封可分為靜密封與動(dòng)密封兩大 類(lèi)。靜密封是由相互壓緊的密封面而取得。密封面 盡管經(jīng)過(guò)加工，但其微觀幾何形狀經(jīng)放大后，可以 看出它的表面是凹凸不平的，存在微小峰谷。 由于密封面間存在微小的峰谷，密封面間就有 間隙，使介質(zhì)由高壓側(cè)漏向低壓側(cè)。間隙被壓得越 小，泄漏就越少，直至壓緊到停止泄漏。微小的間 隙可由精加工密封面獲得，但這種方法費(fèi)用高， 密封面微觀幾何形狀放大圖 對(duì)機(jī)械損傷敏感，因此在相互的密封面間可以加一 層能用較小壓力就可變形的密封墊片以達(dá)到 “填 補(bǔ)”間隙的效果。本文分析的是中壓、較大直徑 的容器，其設(shè)備法蘭采用由外部螺栓力來(lái)壓緊密封 墊片的強(qiáng)制式密封結(jié)構(gòu)即可。 ２ 密封墊的寬度和選材分析 從規(guī)范可知，密封墊片所需的壓緊力隨其 墊片基本密封寬度 ｂ 的增加而變大。為了減少總螺 栓力，應(yīng)將墊片的密封寬度選得盡量窄一些。 良好的密封只有在密封墊片塑性變形后才能獲 取，所以該類(lèi)設(shè)備的法蘭密封墊片可以選擇金屬軟 密封墊。另外，不安裝在隼槽面中的墊片還會(huì)受到 徑向壓力，使它從密封面上擠壓出來(lái)，從而造成墊 片失效。所以，往往需要選擇凹凸面的設(shè)備法蘭和 帶內(nèi)環(huán)的金屬軟密封 （纏繞式）墊片；根據(jù)工程 經(jīng)驗(yàn)，墊片的密封寬度 ｂ 值大約為 ２５ｍｍ。 現(xiàn)行的常用纏繞墊是以鋼帶 （鍍鋅 ０８ 鋼、鍍 鋅 １５ 鋼、ＳＳ３０４ 等）與石墨或石棉橡膠板相間纏 繞而成，鋼帶以點(diǎn)焊和內(nèi)環(huán)定位圈加以固定。這種 墊片彈性好，能起到多道密封作用，可用于較高溫 度和壓力的場(chǎng)合，且在溫度和壓力波動(dòng)情況下墊片 仍能穩(wěn)定工作。

但是，帶內(nèi)加強(qiáng)環(huán)的纏繞墊由于墊片外部未加 外環(huán)固定，在設(shè)備法蘭、纏繞墊和螺栓的組裝過(guò)程 中，經(jīng)常出現(xiàn)纏繞墊最外層鋼帶松散的現(xiàn)象，從而 造成法蘭密封失效。以與墊片供貨商多次交流的經(jīng) 驗(yàn)，筆者認(rèn)為：為了防止最外層鋼帶松散所造成的 法蘭密封滲漏，纏繞墊最好設(shè)計(jì)為帶內(nèi)、外加強(qiáng)環(huán) 的型式；此外，帶內(nèi)、外加強(qiáng)環(huán)的纏繞墊在運(yùn)輸過(guò) 程中也不易被損壞，墊片質(zhì)量容易保證。

正常情況下，螺栓在預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺 栓載荷等于預(yù)緊狀態(tài)下的最小墊片壓緊力，
將其演 變?yōu)楣剑郏玻?： Ｗａ ＝Ｆａ ＝３．１４ＤＧｂｙ
（１） 螺栓在操作狀態(tài)下需要的最小載荷公式［２］ ： Ｗｐ ＝Ｆ ＋Ｆｐ ＝０．７８５Ｄ２ Ｇｐｃ ＋６．２８ＤＧｂｍｐｃ
（２） 式中，Ｗａ 為預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小螺栓載 荷，Ｎ；Ｗｐ 為操作狀態(tài)下需要的最小螺栓載荷， Ｎ；Ｆａ為預(yù)緊狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力，Ｎ； Ｆｐ 為操作狀態(tài)下需要的最小墊片壓緊力，Ｎ；Ｆ 為 內(nèi)壓引起的軸向力，Ｎ。 但在實(shí)際的設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)備 法蘭的密封面未提出相應(yīng)的形位公差要求，導(dǎo)致法 蘭密封面的形位公差值只能依賴(lài)機(jī)床和工人的能力 來(lái)決定，可能會(huì)造成法蘭密封面的變形過(guò)大.

（１）與灰水處理裝置中常用的真空帶式過(guò)濾 機(jī)相比，板框隔膜式過(guò)濾機(jī)的濾餅的干度要遠(yuǎn)好于 真空帶式過(guò)濾機(jī)，真空帶式過(guò)濾機(jī)理想最大壓差為 ０．１ ＭＰａ。而板框隔膜式過(guò)濾機(jī)不僅可以通過(guò)過(guò)濾 機(jī)給料泵進(jìn)料壓濾，還可以通過(guò)隔膜濾板對(duì)濾餅進(jìn) 一步壓縮，以實(shí)現(xiàn)濾餅含水量可觀性地降低。另 外，由于環(huán)評(píng)日益嚴(yán)格、后期濾餅處理困難等影 響，越來(lái)越多的化工廠逐漸考慮采用板框隔膜式過(guò) 濾機(jī)來(lái)處理灰水。因此，板框隔膜式過(guò)濾機(jī)在灰水 處理裝置中具有廣闊的市場(chǎng)前景。
（２）在板框隔膜式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾面積的計(jì)算中， 可以明確地發(fā)現(xiàn)，影響板框隔膜式過(guò)濾機(jī)過(guò)濾面積 的兩大因素分別為干基量和循環(huán)時(shí)間。因此在工藝 上縮短循環(huán)時(shí)間，能夠有效的降低壓濾機(jī)過(guò)濾面積。
（３）在灰水處理裝置中，選用板框隔膜式壓 濾機(jī)最主要的優(yōu)點(diǎn)是能夠顯著降低濾餅的含水量， 滿(mǎn)足日益嚴(yán)格的環(huán)保要求。同時(shí)板框隔膜式過(guò)濾機(jī) 存在缺點(diǎn)：第一對(duì)濾餅的粘度有一定的要求，在灰 水處理裝置中，濾餅的粘度不大，濾餅較易分離； 對(duì)于粘度較大的濾餅，極易沾到濾布上，導(dǎo)致無(wú)法 自動(dòng)分離，需要人工處理；第二，相對(duì)于真空帶式 過(guò)濾機(jī)來(lái)說(shuō)，板框隔膜式過(guò)濾機(jī)的成本會(huì)偏高一 些；第三板框隔膜式過(guò)濾機(jī)在灰水處理裝置中實(shí)例 運(yùn)用較少，實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不多。因此灰水處理裝置在選 取過(guò)濾機(jī)上，要綜合考慮成本、物料特性、技術(shù)要 求等多個(gè)方面，選取一個(gè)最佳的方案。