第三节　安装工程常用管件和附件

　　一、管件

　　常用的管件有弯头、三通、异径管和管接头等。

　　螺纹连接管件主要用于煤气管道、供暖和给排水管道。高压弯头是采用优质碳素钢或低合金钢锻造而成。

　　二、附件

　　用在管端起封闭作用的管件，有管帽、管堵和盲板三种。

　　盲板分为焊接盲板及法兰盲板两种，焊接盲板亦称死盲板、平盖封头，法兰盲板亦称法兰盖。

　　凸台也称管嘴，是自控仪表在工艺管道上的一次性部件，用于连接主管和其他部件。

　　三、法兰

　　法兰连接由法兰、垫片及螺栓螺母连接组成。

　　(一)法兰种类

　　1.按连接方式分类

　　法兰按照连接方式可分为整体法兰、平焊法兰、对焊法兰、松套法兰和螺纹法兰。

　　(1)整体法兰。和管道设备制成一体，作为设备的一部分。

　　(2)平焊法兰。又称搭焊法兰，优点在于焊接装配时较易对中，且成本较低，因而得到了广泛的应用，只适用于压力等级比较低，压力波动、振动及震荡均不严重的管道系统中。

　　(3)对焊法兰。又称高颈法兰，主要用于工况比较苛刻的场合，如管道热膨胀或其他荷载使法兰处受的应力较大，或应力变化反复的场合;压力、温度大幅度波动的管道和高温、高压和零下低温的管道。

　　(4)松套法兰。俗称活套法兰，分为焊环活套法兰、翻边活套法兰和对焊活套法兰，多用于铜、铝等有色金属及不锈钢管道上。优点是法兰可以旋转，易于对中螺栓孔，在大口径管道上易于安装，也适用于管道需要频繁拆卸以供清洗和检查的地方。法兰附属元件材料与管道材料一致，而法兰材料可与管道材料不同(法兰的材料多为 Q235、Q255 碳素钢)，因此比较适合于输送腐蚀性介质的管道。但松套法兰耐压不高，一般仅适用于低压管道的连接。(18)

　　(5)螺纹法兰。非焊接法兰，与焊接法兰相比，它具有安装、维修方便的特点，可在一些现场不允许焊接的场合使用。法兰厚度大，造价较高，可使用于高压管道的连接。但在温度高于 260℃和低于-45℃的条件下，建议不使用螺纹法兰，以免发生泄漏。

　　2.按密封面形式分类

　　管法兰的密封面形式有：全平面、突面、凹凸面、榫槽面、O 形圈面和环连接面六种。

　　1)平面型：平面上加工出几道浅槽，其结构简单，但垫圈没有固定，不易压紧。适用于压力不高、介质无毒的场合。

　　2)突面型：密封面结构简单，加工方便，便于进行防腐衬里。但其密封面垫片接触面积较大，预紧时垫片容易往两边挤，不易压紧。

　　3)凹凸面型：安装时便于对中，还能防止垫片被挤出。但垫片宽度较大，需较大压紧力。适用于压力稍高的场合。

　　4)榫槽面型：安装时易对中。垫片受力均匀，故密封可靠。垫片很少受介质的冲刷和腐蚀。适用于易燃、易爆、有毒介质及压力较高的重要密封。但更换垫片困难，法兰造价较高。

　　5)O 形圈面型：是一种挤压型密封，自封作用，O 形圈密封效果比一般平垫圈可靠。O 形圈的截面尺寸都很小、重量轻，消耗材料少，且使用简单，安装、拆卸方便，更为突出的优点还在于 O 形圈具有良好的密封能力，压力使用范围很宽，静密封工作压力可达 100MPa 以上，适用温度为-60～200℃，可满足多种介质的使用要求。(13，16，18)

　　6)环连接面型：属于窄面法兰，密封面专门与用金属材料加工成截面形状为八角形或椭圆形的实体金属垫片配合，实现密封连接。金属环垫可以依据各种金属的固有特性来选用。密封性能好，对安装要求也不太严格，适合于高温、高压工况，但密封面的加工精度较高。(14)

　　(二)垫片

　　垫片按材质可分为非金属垫片、半金属垫片和金属垫片三大类。

　　1.非金属垫片

　　非金属垫片质地柔软、耐腐蚀、价格便宜、但耐温和耐压性能差。多用于常温和中温的中低压容器或管道的法兰密封。

　　(1)橡胶垫片。橡胶不耐高压，容易在矿物油中溶解和膨胀且耐腐蚀较差，在高温下容易老化失去回弹性。常用于输送低压水、低浓度酸和碱等介质的管道法兰连接。

　　(2)石棉垫片。石棉耐热、耐碱性好、抗拉强度高、耐酸性能较差，石棉垫片正常使用温度在550℃以下，直径较大的低压容器可以使用石棉带或石棉绳，酸、碱溶剂等介质也可以使用此垫片。

　　(3)石棉橡胶垫片。石棉橡胶板有适宜的强度、弹性、柔软性等性质，且它制作垫片既便宜又方便，在化工企业中得到推广和应用。

　　(4)柔性石墨垫片。柔性石墨是一种新颖的密封材料，良好的回弹性、柔软性和耐温性，在化工企业中得到迅速的推广和应用。

　　(5)塑料垫片。适用于输送各种腐蚀性较强介质的管道的法兰连接。常用的塑料垫片有聚氯乙烯垫片、聚乙烯垫片和聚四氟乙烯垫片等。

　　聚四氟乙烯垫片耐腐蚀性、耐热性、耐寒性、耐油性优于现有其他塑料垫片，有“塑料之王” 之称。聚四氟乙烯垫片用于接触面可以做到平整光滑，对金属法兰不黏接，除受熔融碱金属以及含氟元素气体侵蚀外，它能耐各种酸、碱、盐、油脂类溶液介质的腐蚀，且使用温度一般小于 200℃，不能用于压力较高的场合。

　　2.非金属垫片

　　非金属垫片又称金属复合垫片，主要有金属包覆垫片、金属缠绕垫片、金属波纹复合垫片、金属齿形复合垫片等。

　　(1)金属包覆垫片。按包覆状态可分为全包覆、半包覆、波形包覆和双层包覆等。作为金属包覆垫的芯材，耐热性是主要考核指标，一般采用石棉板或低橡胶石棉板、耐高温性能好的碳纤维或瓷制纤维及柔性石墨板。金属包覆垫能制成各型号垫片，可以满足各种热交换器管箱和非圆形压力容器密封的需要。

　　(2)金属缠绕垫片。金属缠绕式垫片是由金属带和非金属带螺旋复合绕制而成的一种半金属平垫片。其特性是压缩、回弹性能好，具有多道密封和一定的自紧功能，对于法兰压紧面的表面缺陷不太敏感，不粘接法兰密封面，容易对中，因而拆卸便捷，能在高温、低压、高真空、冲击振动等循环交变的各种苛刻条件下，保护其优良的密封性能。在石油化工工艺管道上被广泛应用。(07、14、15)

　　3.金属垫片

　　在高温、高压及荷载循环频繁等苛刻操作条件下，各种金属材料是密封垫片的首选材料。金属垫片常用的材料有铜、铝、低碳钢、不锈钢、铬镍合金钢等。

　　(1)平形金属垫片。分为宽垫片和窄垫片两种。

　　(2)波形金属垫片。适宜于光滑密封面压力 3.34MPa 的管道上使用。

　　(3)齿形金属垫。利用同心圆的齿形密纹与法兰密封面相接触，构成多道密封环，因此密封性能较好，使用周期长，常用于凹凸式密封面法兰的连接。缺点是每次更换垫片时，都要对两法兰密封面进行加工，费时费力。垫片使用后容易在法兰密封面上留下压痕，故一般用于较少拆卸的部位。齿形垫密封性能比平形密封垫好，压紧力也比平形垫小。

　　(4)环形金属垫片。用金属材料加工成截面为八角形或椭圆形的实体金属垫片，具有径向自紧密封作用，主要应用于环连接面型法兰连接，靠与法兰梯槽的内外侧面(主要是外侧面)接触，并通过压紧而形成密封。最高使用温度可达 800℃。

　　【例题】具有径向自紧密封作用，靠与法兰梯槽的内外侧面接触，并通过压紧而形成密封的垫片为( )。

　　A.金属缠绕式垫片

　　B.金属环形垫片

　　C.齿形垫片

　　D.金属包覆垫片

　　『正确答案』B

　　『答案解析』本题考查的是垫片。环形金属垫片是用金属材料加工成截面为八角形或椭圆形的实体金属垫片，具有径向自紧密封作用。金属环形垫片主要应用于环连接面型法兰连接，金属环形垫片是靠与法兰梯槽的内外侧面(主要是外侧面)接触，并通过压紧而形成密封的。参见教材 P45。