壓力容器是一種能夠承受壓力的密閉容器。壓力容器的用途極為廣泛,它在工業、民用、軍工等許多部門以及科學研究的許多領域都具有重要的地位和作用。其中以在化學工業與石油化學工業中用較多,僅在石油化學工業中應用的壓力容器就占全部壓力容器總數的50 %左右。壓力容器在化工與石油化工領城,主要用于傳熱、傳質、反應等工藝過程,以及貯存、運輸有壓力的氣體或液化氣體;在其他工業與民用領域亦有廣泛的應用,如空氣壓縮機。各類專用壓縮機及制冷壓縮機的輔機(冷卻器、緩沖器、油水分離器、貯氣罐、蒸發器、液體冷陳劑貯罐等)均屬壓力容器。
壓力容器法蘭是壓力容器的常用部件,并且是連接各種壓力容器組件的基本組件。它們被廣泛應用于石油化工,電力,原子能,輕工等工業領域。對于容器,法蘭應該是一個組件,包括法蘭,墊片和連接螺栓或雙頭螺栓和螺母。它的功能是將不同的壓力分量組合在一起,同時確保連接部位沒有泄漏。法蘭連接的主要失效模式是接頭的剛度失效,其外部表現為泄漏。壓力容器內的介質具有高溫高壓的特性,以及易燃易爆特性或毒性。一旦泄漏,將發生嚴重的二次災難,這將嚴重威脅壓力容器主體以及周圍設備和人員的安全。因此,設計和選擇容器法蘭的主要因素是整體密封性能。
壓力容器法蘭的工作原理:當對法蘭螺栓施加預緊力時,螺栓力會通過法蘭環壓縮墊圈,迫使法蘭墊片產生壓縮變形。當螺栓力達到一定值時,由于密封墊的變形,法蘭密封面和密封墊上的四個凸塊被迫填滿,從而形成了初始密封條件,以防止流體介質泄漏。此時,墊片的每單位有效密封面積的按壓力稱為墊片的初始密封比壓力。當設備或管道承受介質壓力時,螺栓在拉伸應力下被拉伸,法蘭密封表面沿彼此分離的方向移動,密封表面與墊圈之間的壓縮力減小,并且墊片減小。預緊的密封件的比壓下降。如果此時墊圈具有足夠的回彈力,則墊圈的變形可以補償螺栓與密封面的分離值,而預擰緊的密封比壓力僅下降至不小于工作密封比壓力,法蘭保持良好狀態密封狀態。相反,如果墊圈的彈性不足,密封件的比壓下降到工作密封件的比壓以下,或者在密封口中甚至出現間隙,密封件就會失效。