姜 峰 梁宇翔 李有雯

(兰州理工大学石油化工学院)

法兰连接结构垫片标准体系研究①

姜 峰 梁宇翔 李有雯

(兰州理工大学石油化工学院)

介绍了法兰连接设计方法的发展历程，将目前最完善的欧盟垫片标准体系与国标进行了对比，根据对比结果发现国标的一些不足之处，对改进设计方法和完善垫片标准提出了若干建议，以供国内研究人员参考。

法兰连接 设计方法 垫片标准

螺栓法兰连接广泛用于化工、炼油等行业的压力容器和管道中[1]，该连接结构受操作工况下介质压力、温度及管系产生的附加弯矩、附加轴向力等载荷的作用，易发生泄漏[2]，导致密封失效，这不仅会造成能源浪费、环境污染，还可能酿成灾难性事故。如：2016年，某石化公司在检修后的开工过程中进料过滤器法兰泄漏着火，因处理及时未造成人员伤亡；2013年，海南一肉类加工公司液氮储罐法兰口垫片老化造成泄漏，当地紧急疏散群众400余人。保证螺栓法兰接头的密封性能对于设备的长期正常使用和人员安全有着重要作用，而形式、结构、性能复杂的垫片则是控制泄漏的关键部件。因此，法兰连接设计方法和相关的垫片技术要求越来越被重视[3]。

1 法兰连接设计方法进展

对于法兰接头的设计、计算方法，最常用的是Waters法(华脱斯法)。该方法主要以垫片的性能参数m、y来确定垫片反力，以此为载荷对法兰和螺栓进行应力校核计算。由于其计算模型极其简化，能对复杂的法兰连接进行初步的设计计算，自20世纪30年代提出以来，被各国的压力容器标准普遍采纳，如ASME规范、我国的GB/T 150及日本的JIS B8270等。……