高壓自緊式法蘭由2個卡套、2個套節(jié)、1個密封環(huán)和4套螺栓組成,T型密封環(huán)由筋和唇組成,其材質(zhì)的硬度,強度和綜合機械性能可以高于套節(jié)材料,高壓自緊式法蘭是靠T密封環(huán)的唇部的幾何彈性變形形成密封,屬于“硬密封”。
高壓自緊式法蘭關(guān)鍵部件為密封環(huán),采用T型結(jié)構(gòu),巧妙的設(shè)計,使“筋”和“唇”兩部分結(jié)構(gòu)分別發(fā)揮不同作用,“筋”承擔(dān)強度,“唇”承擔(dān)密封。 “筋”除了起到精準(zhǔn)定位而使密封唇不致過度壓縮而形成失穩(wěn)外,還與套節(jié)、卡套、管道形成一個整體,因筋的環(huán)面積總比所連接的管道截面積大,能夠把壓縮和彎矩載荷從一個套節(jié)傳到另一個套節(jié),并同時承擔(dān)管系所能承受的極其嚴(yán)酷的荷載;“唇”與“套節(jié)”在兩次機械外力作用下,形成一個幾何變形彈性密封(第一次機械外力由螺栓緊固形成,第二次機械外力由管道內(nèi)壓P形成),此時,卡套成了主要受力元件(不同于傳統(tǒng)法蘭的主要受力元件是螺栓),螺栓成了輔助受力元件,這種結(jié)構(gòu)可以使其T型密封環(huán)在360°方向均勻受力。在外力作用下,T型密封環(huán)的“唇”與套節(jié)越壓越緊,形成自緊密封。
當(dāng)螺栓緊固時,形成初始密封,管道內(nèi)壓不斷升高或波動,T型密封環(huán)向外膨脹,T型臂(唇)彈性變化形成自緊式密封;在正常運行工況下,T型密封環(huán)在強大的套節(jié)保護(hù)作用下,360°方向均勻受力,不受其他外力的干擾,T型臂如同彈簧,在屈服極限范圍內(nèi),反復(fù)使用都非常有效。