隨著現代化工工業的迅猛發展及裝置大型化的 發展趨勢，化工單元裝置的非標準靜設備規格也隨 之大幅增加。設計壓力在 ６．０ ＭＰａ ～１０．０ ＭＰａ 的非 標準靜設備在合成氨、甲醇合成、煤氣化等工業生 產中的應用越來越廣泛。對于直徑較大的壓力容 器，設備法蘭是其重要的組成部分，密封結構的設 計不僅要可靠，還要便于加工、裝卸和檢驗，以有 效地節約成本，縮短設備制造周期，保證設備長 期、安全、穩定地運行。 本文討論的設備壓力范疇為 ６．０ ＭＰａ ～１０．０ ＭＰａ，屬于中壓壓力容器，通過法蘭密封面結構設 計和理論計算，該類設備法蘭可以實現很好的密 封。但在工程實際中，直徑較大 （１０００ ｍｍ≤ＤＮ ≤２５００ ｍｍ）的設備法蘭經常發生密封面泄漏現 象。為什么會出現這種問題？有沒有相應的解決辦 法？下面將進行詳細闡述.



密封的目的是將兩種不同介質或壓力、溫度等 參數不同的腔室相互隔離和防止物料外泄。根據密 封的結構及機理，密封可分為靜密封與動密封兩大 類。靜密封是由相互壓緊的密封面而取得。密封面 盡管經過加工，但其微觀幾何形狀經放大后，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，使介質由高壓側漏向低壓側。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，但這種方法費用高， 密封面微觀幾何形狀放大圖 對機械損傷敏感，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到 “填 補”間隙的效果。本文分析的是中壓、較大直徑 的容器，其設備法蘭采用由外部螺栓力來壓緊密封 墊片的強制式密封結構即可。 ２ 密封墊的寬度和選材分析 從規范可知，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，所以該類設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受到 徑向壓力，使它從密封面上擠壓出來，從而造成墊 片失效。所以，往往需要選擇凹凸面的設備法蘭和 帶內環的金屬軟密封 （纏繞式）墊片；根據工程 經驗，墊片的密封寬度 ｂ 值大約為 ２５ｍｍ。 現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，鋼帶以點焊和內環定位圈加以固定。這種 墊片彈性好，能起到多道密封作用，可用于較高溫 度和壓力的場合，且在溫度和壓力波動情況下墊片 仍能穩定工作。

但是，帶內加強環的纏繞墊由于墊片外部未加 外環固定，在設備法蘭、纏繞墊和螺栓的組裝過程 中，經常出現纏繞墊最外層鋼帶松散的現象，從而 造成法蘭密封失效。以與墊片供貨商多次交流的經 驗，筆者認為：為了防止最外層鋼帶松散所造成的 法蘭密封滲漏，纏繞墊最好設計為帶內、外加強環 的型式；此外，帶內、外加強環的纏繞墊在運輸過 程中也不易被損壞，墊片質量容易保證。

正常情況下，螺栓在預緊狀態下需要的最小螺 栓載荷等于預緊狀態下的最小墊片壓緊力，
將其演 變為公式［２］ ： Ｗａ ＝Ｆａ ＝３．１４ＤＧｂｙ
（１） 螺栓在操作狀態下需要的最小載荷公式［２］ ： Ｗｐ ＝Ｆ ＋Ｆｐ ＝０．７８５Ｄ２ Ｇｐｃ ＋６．２８ＤＧｂｍｐｃ
（２） 式中，Ｗａ 為預緊狀態下需要的最小螺栓載 荷，Ｎ；Ｗｐ 為操作狀態下需要的最小螺栓載荷， Ｎ；Ｆａ為預緊狀態下需要的最小墊片壓緊力，Ｎ； Ｆｐ 為操作狀態下需要的最小墊片壓緊力，Ｎ；Ｆ 為 內壓引起的軸向力，Ｎ。 但在實際的設計過程中，由于設計人員對設備 法蘭的密封面未提出相應的形位公差要求，導致法 蘭密封面的形位公差值只能依賴機床和工人的能力 來決定，可能會造成法蘭密封面的變形過大.

（１）與灰水處理裝置中常用的真空帶式過濾 機相比，板框隔膜式過濾機的濾餅的干度要遠好于 真空帶式過濾機，真空帶式過濾機理想最大壓差為 ０．１ ＭＰａ。而板框隔膜式過濾機不僅可以通過過濾 機給料泵進料壓濾，還可以通過隔膜濾板對濾餅進 一步壓縮，以實現濾餅含水量可觀性地降低。另 外，由于環評日益嚴格、后期濾餅處理困難等影 響，越來越多的化工廠逐漸考慮采用板框隔膜式過 濾機來處理灰水。因此，板框隔膜式過濾機在灰水 處理裝置中具有廣闊的市場前景。
（２）在板框隔膜式過濾機過濾面積的計算中， 可以明確地發現，影響板框隔膜式過濾機過濾面積 的兩大因素分別為干基量和循環時間。因此在工藝 上縮短循環時間，能夠有效的降低壓濾機過濾面積。
（３）在灰水處理裝置中，選用板框隔膜式壓 濾機最主要的優點是能夠顯著降低濾餅的含水量， 滿足日益嚴格的環保要求。同時板框隔膜式過濾機 存在缺點：第一對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； 對于粘度較大的濾餅，極易沾到濾布上，導致無法 自動分離，需要人工處理；第二，相對于真空帶式 過濾機來說，板框隔膜式過濾機的成本會偏高一 些；第三板框隔膜式過濾機在灰水處理裝置中實例 運用較少，實踐經驗不多。因此灰水處理裝置在選 取過濾機上，要綜合考慮成本、物料特性、技術要 求等多個方面，選取一個最佳的方案。