法兰被认为是必不可少的部件，是一种机械密封，可以连接管道系统中的阀门、蒸汽疏水阀、过滤器等。虽然玻璃和增强塑料等非金属法兰用于某些服务，但大多数法兰是金属的。

 

最终，最简单的形式是将两个法兰连接在一起，并在它们之间放置一个垫圈。选择正确垫圈的重要性对于应用的可靠性和完整性至关重要。密封的一个关键和基本方面是法兰和垫圈表面之间的摩擦水平。法兰面的粗糙度会对垫片蠕变松弛、抗爆裂性和螺栓连接紧密度产生显着影响。根据连接中使用的垫片类型，应使用不同的法兰表面光洁度来优化垫片性能。

 

ASME B16.5 和 B16.47 法兰的 4 种基本表面处理是库存表面处理、螺旋锯齿表面处理、同心锯齿表面处理和光滑表面处理。

 

库存表面

这是标准法兰表面，使用最广泛，除非买方另有规定。毛坯法兰表面处理是使用半径为 1/16 英寸的圆头刀具以每转 1/32 英寸的进给量生产的连续凹槽。Durlon 法兰表面处理对垫片性能的影响

螺旋锯齿表面

处理 螺旋锯齿表面处理也是一个连续凹槽，类似于标准库存表面处理，因为凹槽是使用 90° 夹角“V”工具生成的。对于所有尺寸，槽深 1/64”，进给深度为 1/32”。

同心锯齿状

饰面顾名思义，这种表面光洁度由同心凹槽组成。使用 90° 夹角“V”型工具，凹槽深 1/64”，相距 1/32”。Durlon 法兰表面处理对垫片性能的影响

软垫片，例如压缩非石棉垫片、PTFE 垫片和柔性石墨复合垫片，最常用于密封具有锯齿状饰面的法兰。

Durlon 法兰表面处理对垫片性能的影响光滑

饰面 可以使用几种不同形状的工具来制作光滑饰面。这种饰面没有可见的锯齿，并且具有 63-125 Ra。过去，这种完成通常被称为“平滑平面”。但是，应避免使用该术语，因为它可能与适用于法兰面而非垫圈表面光洁度的“平面”相混淆。对于使用缠绕垫片的低压或大直径管道，光面法兰更为常见。

安全密封指南：

 

必须达到最小的密封压力才能使垫片材料流入法兰表面的不规则处。发生这种情况所需的总力与垫圈和法兰的接触面积成正比。通过减少垫圈面积或法兰接触面积可以降低螺栓连接力。

同心锯齿状饰面的脊表面越靠近，凹槽 (Ra) 越浅，法兰区域越开始类似于光滑面法兰，因此接触面积越大。因此需要更高的螺栓载荷来固定垫圈。当山脊跨度变宽时，会出现相反的效果。

在极限情况下，使用非常光滑的法兰，将减少摩擦，从而抑制垫圈在滞留介质内部压力的影响下向外挤出。

螺旋锯齿（音像）饰面比同心锯齿饰面更难密封。密封垫材料的完全流动必须以留声光饰面到达“谷”表面的底部，以避免从螺旋的一端到外部的螺旋泄漏路径。

锯齿状和声纹饰面通常与管道法兰组件相关联，而商业地面饰面很可能出现在法兰接头中，而不是管道法兰组件中。

Durlon 对垫片性能的影响概括

垫圈座面的光洁度或状况对垫圈产生密封的能力有一定的影响。片状垫片被设计成具有允许垫片材料“流动”到

法兰面的锯齿和不规则处的密封应力。这种“咬合”有助于垫圈抵抗内部压力、蠕变和冷流的影响。

 

法兰表面光洁度对于实现垫圈的设计密封潜力至关重要。金属、半金属和非金属垫片材料与法兰表面的相互作用不同。这些垫片类型中的每一种都需要特定范围的表面光洁度，以实现最佳垫片性能和最低泄漏。金属垫片需要比半金属或非金属更光滑的法兰表面。

同样，垫圈密封性取决于其工作垫圈应力。翘曲、凹坑、旋转和法兰垫片表面光洁度不正确的法兰会削弱垫片的密封性。

 

遵循 ASME PCC-1 关于接触表面光洁度、表面平整度和缺陷深度的指南，以利用最佳垫片性能并避免泄漏。最好咨询垫片制造商以确定法兰表面光洁度、垫片设计和垫片材料的最佳组合