压力容器法兰及其加工方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010395444.5 (22)申请日 2020.05.12 (71)申请人 海盐县法兰厂 地址 314304 浙江省嘉兴市海盐县西塘桥 街道新经济产业园椰岛路1368号 (72)发明人 富中 (74)专利代理机构 温州知远专利代理事务所 (特殊普通合伙) 33262 代理人 汤时达 (51)Int.Cl. B23P 15/00(2006.01) B23Q 3/06(2006.01) (54)发明名称 压力容器法兰及其加工方法 (57)摘要 本发明属于法兰技术领域， 尤其为。

2、压力容器 法兰及其加工方法， 包括法兰盘， 所述法兰盘上 具有若干个呈中心对称分布的螺孔， 所述法兰盘 的顶端中间位置处和底端中间位置处均固设有 对称分布的连接轴柱， 所述连接轴柱的外壁固设 有呈螺旋状分布的螺纹凸起； 利用螺纹凸起结合 法兰盘顶部和底端一体成型连接的限位凹槽， 可 以在安装密封垫片时将垫片与法兰盘接触的一 面卡入限位凹槽内， 且在垫片的内壁设有与螺纹 凸起相匹配的螺纹槽， 增强垫片与连接轴柱之间 的连接稳定性， 且使垫片与法兰盘之间的接触更 加紧密， 不易松动滑脱， 使法兰盘与垫片之间具 有适当的预紧力， 可保证垫片在工作时还可保留 一定的密封比压， 增强垫片的使用稳定性。 。

3、权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 111571131 A 2020.08.25 CN 111571131 A 1.压力容器法兰， 包括法兰盘 （1） ， 所述法兰盘 （1） 上具有若干个呈中心对称分布的螺 孔 （101） ， 其特征在于： 所述法兰盘 （1） 的顶端中间位置处和底端中间位置处均固设有对称 分布的连接轴柱 （2） ， 所述连接轴柱 （2） 的外壁固设有呈螺旋状分布的螺纹凸起 （21） ， 所述 法兰盘 （1） 的上下两端均固设有凸出所述法兰盘 （1） 的限位凹槽 （12） ， 所述限位凹槽 （12） 与 所述法兰盘 （1） 之间具有凹槽。 2.根据权利要求1所述的压力容。

4、器法兰， 其特征在于： 所述连接轴柱 （2） 的外壁均匀涂 覆有防护涂层 （11） 。 3.根据权利要求1所述的压力容器法兰， 其特征在于： 所述法兰盘 （1） 的外壁以及所述 连接轴柱 （2） 的内壁均匀涂覆有密封涂层 （3） 。 4.根据权利要求1所述的压力容器法兰， 其特征在于： 所述螺纹凸起 （21） 凸出所述连接 轴柱 （2） 的外壁。 5.根据权利要求1所述的压力容器法兰， 其特征在于： 所述连接轴柱 （2） 为圆台状结构。 6.根据权利要求1-5任意一项所述的压力容器法兰加工方法， 其特征在于： 包括如下步 骤： S1： 下料， 将圆柱形钢材棒料通过切割机进行定长以及定量切割， 。

5、并清除冒口； S2： 坯料加热， 将下料后的坯料置入加热炉内进行加热处理， 将坯料加热至120010 进行烧红； S3： 锻造， 对加热后的坯料进行墩粗以及拔长， 锻造比大于八， 其中半径方向锻造比大 于三； S4： 冲孔， 将加热后的坯料置于冲孔机上进行冲孔处理； S5： 二次加热， 将冲孔后的坯料再次置于加热炉内进行加热处理， 将坯料再次加热至 120010； S6： 碾环， 将加热后的坯料吊装至碾环机上进行碾环处理， 在碾环过程中使用高压水对 坯料进行冷却并冲除坯料表面的氧化皮； S7： 空冷， 空冷7.5小时； S8： 锻后热处理， 包括正火、 回火以及调质； S9： 机加工成型， 包。

6、括钻孔、 表面加工； S10： 探伤， 通过自动探伤装置， 对成型后的法兰的端面进行超声波无损检测， 检测无误 后打钢印， 完成法兰加工。 权利要求书 1/1 页 2 CN 111571131 A 2 压力容器法兰及其加工方法 技术领域 0001 本发明属于法兰技术领域， 具体涉及压力容器法兰及其加工方法。 背景技术 0002 压力容器是石化工业中使用最广泛的设备， 是石化工业的主要生产工具之一。 由 于工艺要求和设备内件安装、 检修的需要， 压力容器常需要设置容器法兰， 压力容器法兰按 法兰环的连接情况划分为:整体法兰、 活套法兰和任意式法兰。 标准压力容器法兰共有3种 类型： 甲型平焊法兰。

7、、 乙型平焊法兰和长颈对焊法兰， 其中甲型、 乙型平焊法兰都属于任意 式法兰。 法兰及其垫片、 紧固件统称为法兰接头， 法兰接头是工程设计中使用极为普遍、 涉 及面非常广泛的一种零部件， 也是工程设计及使用过程中容易出现问题的关键部位。 法兰 接头设计是压力容器设计中的重要内容之一。 0003 压力容器法兰是压力容器的常用部件， 是连接各种压力容器部件的基本元件， 广 泛地用于石油化工、 电力、 原子能、 轻工等工业领域。 对于容器而言， 法兰应该是一个组件， 包括法兰、 垫片和连接螺栓或螺柱以及螺母， 其作用是使不同的受压元件组合在一起， 同时 保证连接部位不产生泄漏。 法兰连接的主要失效形。

8、式为接头的刚度失效， 其外部表现形式 为泄漏。 压力容器内部的介质具有高温、 高压的特点， 同时具有易燃、 易爆的特性或毒性， 一 旦产生泄漏， 将发生严重的次生灾害， 严重威胁压力容器本体和周围设备以及人员的安全。 从而容器法兰的设计和选用应优先考虑的因素是整体密封性能。 0004 因此， 本技术领域人员提出了一种压力容器法兰及其加工方法， 以解决上述背景 中提出的问题。 发明内容 0005 为解决上述背景技术中提出的问题。 本发明提供了压力容器法兰及其加工方法， 具有结构简单合理， 使用方便， 操作简单， 使用效率高的特点。 0006 为实现上述目的， 本发明提供如下技术方案： 压力容器法。

9、兰， 包括法兰盘， 所述法 兰盘上具有若干个呈中心对称分布的螺孔， 所述法兰盘的顶端中间位置处和底端中间位置 处均固设有对称分布的连接轴柱， 所述连接轴柱的外壁固设有呈螺旋状分布的螺纹凸起， 所述法兰盘的上下两端均固设有凸出所述法兰盘的限位凹槽， 所述限位凹槽与所述法兰盘 之间具有凹槽。 0007 优选的， 所述连接轴柱的外壁均匀涂覆有防护涂层。 0008 优选的， 所述法兰盘的外壁以及所述连接轴柱的内壁均匀涂覆有密封涂层。 0009 优选的， 所述螺纹凸起凸出所述连接轴柱的外壁。 0010 优选的， 所述连接轴柱为圆台状结构。 0011 压力容器法兰加工方法， 包括如下步骤： S1： 下料，。

10、 将圆柱形钢材棒料通过切割机进行定长以及定量切割， 并清除冒口； S2： 坯料加热， 将下料后的坯料置入加热炉内进行加热处理， 将坯料加热至120010 说明书 1/5 页 3 CN 111571131 A 3 进行烧红； S3： 锻造， 对加热后的坯料进行墩粗以及拔长， 锻造比大于八， 其中半径方向锻造比大 于三； S4： 冲孔， 将加热后的坯料置于冲孔机上进行冲孔处理； S5： 二次加热， 将冲孔后的坯料再次置于加热炉内进行加热处理， 将坯料再次加热至 120010； S6： 碾环， 将加热后的坯料吊装至碾环机上进行碾环处理， 在碾环过程中使用高压水对 坯料进行冷却并冲除坯料表面的氧化皮；。

11、 S7： 空冷， 空冷7.5小时； S8： 锻后热处理， 包括正火、 回火以及调质； S9： 机加工成型， 包括钻孔、 表面加工； S10： 探伤， 通过自动探伤装置， 对成型后的法兰的端面进行超声波无损检测， 检测无误 后打钢印， 完成法兰加工。 0012 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 1、 本发明中在法兰盘的上下两端均设有圆台型的连接轴柱， 在连接轴柱上设有凸出于 连接轴柱外壁的螺纹凸起， 利用螺纹凸起结合法兰盘顶部和底端一体成型连接的限位凹 槽， 可以在安装密封垫片时将垫片与法兰盘接触的一面卡入限位凹槽内， 且在垫片的内壁 设有与螺纹凸起相匹配的螺纹槽， 增强垫片与连接轴柱之间。

12、的连接稳定性， 且使垫片与法 兰盘之间的接触更加紧密， 不易松动滑脱， 通过螺纹凸起连接垫片， 使法兰盘与垫片之间具 有适当的预紧力， 可保证垫片在工作时还可保留一定的密封比压， 增强垫片的使用稳定性； 2、 另外， 还在法兰盘外表面及连接轴柱的内壁均匀涂覆有防护涂层， 防护涂层采用耐 高温石墨烯防腐涂料组合物涂覆凝固形成， 具有耐高温、 耐腐蚀、 抗冲击、 附着力强等良好 的综合性能， 增强法兰盘整体的机械性能， 避免因法兰盘刚度不足， 使法兰产生过大翘曲变 形， 导致密封失效， 在连接轴柱的外壁均匀涂覆有密封涂层， 密封涂层由CCB高密封防水涂 料凝固形成， 具有优异的防水和密封效果， 能。

13、够增强垫片与连接轴柱之间的连接稳定性和 密封效果。 附图说明 0013 附图用来提供对本发明的进一步理解， 并且构成说明书的一部分， 与本发明的实 施例一起用于解释本发明， 并不构成对本发明的限制。 在附图中： 图1为本发明中的轴视结构示意图； 图2为本发明中的横截面结构示意图； 图3为本发明中的俯视结构示意图。 0014 图中： 1、 法兰盘； 101、 螺孔； 11、 防护涂层； 12、 限位凹槽； 2、 连接轴柱； 21、 螺纹凸 起； 3、 密封涂层。 具体实施方式 0015 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完 整地描述， 显然， 所描述的实施例。

14、仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部的实施例。 基于 说明书 2/5 页 4 CN 111571131 A 4 本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例， 都属于本发明保护的范围。 0016 实施例1 请参阅图1-3， 本发明提供以下技术方案： 压力容器法兰， 包括法兰盘1， 法兰盘1上具有 若干个呈中心对称分布的螺孔101， 法兰盘1的顶端中间位置处和底端中间位置处均固设有 对称分布的连接轴柱2， 连接轴柱2的外壁固设有呈螺旋状分布的螺纹凸起21， 法兰盘1的上 下两端均固设有凸出法兰盘1的限位凹槽12， 限位凹槽12与法兰盘1之间具有凹槽。。

15、 0017 本实施方案中： 连接轴柱2的外壁固设有呈螺旋状分布的螺纹凸起21， 法兰盘1的 上下两端均固设有凸出法兰盘1的限位凹槽12， 限位凹槽12与法兰盘1之间具有凹槽； 利用 螺纹凸起21结合法兰盘1顶部和底端一体成型连接的限位凹槽12， 可以在安装密封垫片时 将垫片与法兰盘1接触的一面卡入限位凹槽12内， 且在垫片的内壁设有与螺纹凸起21相匹 配的螺纹槽， 增强垫片与连接轴柱2之间的连接稳定性， 且使垫片与法兰盘1之间的接触更 加紧密， 不易松动滑脱， 通过螺纹凸起21连接垫片， 使法兰盘1与垫片之间具有适当的预紧 力， 可保证垫片在工作时还可保留一定的密封比压， 增强垫片的使用稳定性。

16、。 0018 具体的， 连接轴柱2的外壁均匀涂覆有防护涂层11； 防护涂层11采用耐高温石墨烯 防腐涂料组合物涂覆凝固形成， 具有耐高温、 耐腐蚀、 抗冲击、 附着力强等良好的综合性能， 增强法兰盘1整体的机械性能， 避免因法兰盘1刚度不足， 使法兰产生过大翘曲变形， 导致密 封失效。 0019 具体的， 法兰盘1的外壁以及连接轴柱2的内壁均匀涂覆有密封涂层3； 密封涂层3 由CCB高密封防水涂料凝固形成， 具有优异的防水和密封效果， 能够增强垫片与连接轴柱2 之间的连接稳定性和密封效果。 0020 具体的， 螺纹凸起21凸出连接轴柱2的外壁； 在连接轴柱2上设有凸出于连接轴柱2 外壁的螺纹凸。

17、起21起， 利用螺纹凸起21结合法兰盘1顶部和底端一体成型连接的限位凹槽 12， 可以在安装密封垫片时将垫片与法兰盘1接触的一面卡入限位凹槽12内， 且在垫片的内 壁设有与螺纹凸起21相匹配的螺纹槽， 增强垫片与连接轴柱2之间的连接稳定性。 0021 具体的， 连接轴柱2为圆台状结构； 圆台状结构具有良好的机械强度和连接稳定 性。 0022 压力容器法兰加工方法， 包括如下步骤： S1： 下料， 将圆柱形钢材棒料通过切割机进行定长以及定量切割， 并清除冒口； S2： 坯料加热， 将下料后的坯料置入加热炉内进行加热处理， 将坯料加热至1200-10 进行烧红； S3： 锻造， 对加热后的坯料进行。

18、墩粗以及拔长， 锻造比为10， 其中半径方向锻造比为5； S4： 冲孔， 将加热后的坯料置于冲孔机上进行冲孔处理； S5： 二次加热， 将冲孔后的坯料再次置于加热炉内进行加热处理， 将坯料再次加热至 1200-10； S6： 碾环， 将加热后的坯料吊装至碾环机上进行碾环处理， 在碾环过程中使用高压水对 坯料进行冷却并冲除坯料表面的氧化皮； S7： 空冷， 空冷7.5小时； S8： 锻后热处理， 包括正火、 回火以及调质； 说明书 3/5 页 5 CN 111571131 A 5 S9： 机加工成型， 包括钻孔、 表面加工； S10： 探伤， 通过自动探伤装置， 对成型后的法兰的端面进行超声波无。

19、损检测， 检测无误 后打钢印， 完成法兰加工。 0023 实施例2 请参阅图1-3， 本发明提供以下技术方案： 压力容器法兰， 包括法兰盘1， 法兰盘1上具有 若干个呈中心对称分布的螺孔101， 法兰盘1的顶端中间位置处和底端中间位置处均固设有 对称分布的连接轴柱2， 连接轴柱2的外壁固设有呈螺旋状分布的螺纹凸起21， 法兰盘1的上 下两端均固设有凸出法兰盘1的限位凹槽12， 限位凹槽12与法兰盘1之间具有凹槽。 0024 本实施方案中： 连接轴柱2的外壁固设有呈螺旋状分布的螺纹凸起21， 法兰盘1的 上下两端均固设有凸出法兰盘1的限位凹槽12， 限位凹槽12与法兰盘1之间具有凹槽； 利用 螺。

20、纹凸起21结合法兰盘1顶部和底端一体成型连接的限位凹槽12， 可以在安装密封垫片时 将垫片与法兰盘1接触的一面卡入限位凹槽12内， 且在垫片的内壁设有与螺纹凸起21相匹 配的螺纹槽， 增强垫片与连接轴柱2之间的连接稳定性， 且使垫片与法兰盘1之间的接触更 加紧密， 不易松动滑脱， 通过螺纹凸起21连接垫片， 使法兰盘1与垫片之间具有适当的预紧 力， 可保证垫片在工作时还可保留一定的密封比压， 增强垫片的使用稳定性。 0025 具体的， 连接轴柱2的外壁均匀涂覆有防护涂层11； 防护涂层11采用耐高温石墨烯 防腐涂料组合物涂覆凝固形成， 具有耐高温、 耐腐蚀、 抗冲击、 附着力强等良好的综合性能。

21、， 增强法兰盘1整体的机械性能， 避免因法兰盘1刚度不足， 使法兰产生过大翘曲变形， 导致密 封失效。 0026 具体的， 法兰盘1的外壁以及连接轴柱2的内壁均匀涂覆有密封涂层3； 密封涂层3 由CCB高密封防水涂料凝固形成， 具有优异的防水和密封效果， 能够增强垫片与连接轴柱2 之间的连接稳定性和密封效果。 0027 具体的， 螺纹凸起21凸出连接轴柱2的外壁； 在连接轴柱2上设有凸出于连接轴柱2 外壁的螺纹凸起21起， 利用螺纹凸起21结合法兰盘1顶部和底端一体成型连接的限位凹槽 12， 可以在安装密封垫片时将垫片与法兰盘1接触的一面卡入限位凹槽12内， 且在垫片的内 壁设有与螺纹凸起21。

22、相匹配的螺纹槽， 增强垫片与连接轴柱2之间的连接稳定性。 0028 具体的， 连接轴柱2为圆台状结构； 圆台状结构具有良好的机械强度和连接稳定 性。 0029 压力容器法兰加工方法， 包括如下步骤： S1： 下料， 将圆柱形钢材棒料通过切割机进行定长以及定量切割， 并清除冒口； S2： 坯料加热， 将下料后的坯料置入加热炉内进行加热处理， 将坯料加热至1200+10 进行烧红； S3： 锻造， 对加热后的坯料进行墩粗以及拔长， 锻造比为9， 其中半径方向锻造比为4； S4： 冲孔， 将加热后的坯料置于冲孔机上进行冲孔处理； S5： 二次加热， 将冲孔后的坯料再次置于加热炉内进行加热处理， 将坯。

23、料再次加热至 1200+10； S6： 碾环， 将加热后的坯料吊装至碾环机上进行碾环处理， 在碾环过程中使用高压水对 坯料进行冷却并冲除坯料表面的氧化皮； S7： 空冷， 空冷7.5小时； 说明书 4/5 页 6 CN 111571131 A 6 S8： 锻后热处理， 包括正火、 回火以及调质； S9： 机加工成型， 包括钻孔、 表面加工； S10： 探伤， 通过自动探伤装置， 对成型后的法兰的端面进行超声波无损检测， 检测无误 后打钢印， 完成法兰加工。 0030 本发明的工作原理及使用流程： 将法兰盘1安装到合适的工作位置， 法兰盘1与外 部设备连接的两个端面均夹设有垫盘， 当对法兰螺栓施。

24、加预紧力时， 螺栓力通过法兰环把 垫片压紧， 迫使法兰垫片产生压缩变形， 当螺栓力达到一定数值后， 迫使法兰密封面和垫片 上的四凸不平面借助垫片变形而填满， 这就为阻止流体介质泄漏创造了初始密封条件， 这 时垫片单位有效密封面积上的压紧力称为垫片的初始密封比压， 当设备或管道承受介质压 力后， 螺栓受到拉伸应力而伸长， 法兰密封面沿着彼此分离的方向移动， 密封面与垫片之间 的压紧力下降， 垫片的压缩量减少， 预紧密封比压下降， 如果这时密封垫片具有足够的回弹 能力， 垫片的变形能补偿螺栓和密封面的分离值， 而使预紧密封比压只下降到不小于工作 密封比压， 则法兰依然保持良好的密封状态， 反之， 。

25、如垫片的回弹能力不足， 密封比压下降 到工作密封比压以下， 甚至密封口重新出现缝隙， 则密封失效， 本发明中在法兰盘1的上下 两端均设有圆台型的连接轴柱2， 在连接轴柱2上设有凸出于连接轴柱2外壁的螺纹凸起21 起， 利用螺纹凸起21结合法兰盘1顶部和底端一体成型连接的限位凹槽12， 可以在安装密封 垫片时将垫片与法兰盘1接触的一面卡入限位凹槽12内， 且在垫片的内壁设有与螺纹凸起 21相匹配的螺纹槽， 增强垫片与连接轴柱2之间的连接稳定性， 且使垫片与法兰盘1之间的 接触更加紧密， 不易松动滑脱， 通过螺纹凸起21连接垫片， 使法兰盘1与垫片之间具有适当 的预紧力， 可保证垫片在工作时还可保。

26、留一定的密封比压， 增强垫片的使用稳定性， 另外， 还在法兰盘1外表面及连接轴柱2的内壁均匀涂覆有防护涂层11， 防护涂层11采用耐高温石 墨烯防腐涂料组合物涂覆凝固形成， 具有耐高温、 耐腐蚀、 抗冲击、 附着力强等良好的综合 性能， 增强法兰盘1整体的机械性能， 避免因法兰盘1刚度不足， 使法兰产生过大翘曲变形， 导致密封失效， 在连接轴柱2的外壁均匀涂覆有密封涂层3， 密封涂层3由CCB高密封防水涂 料凝固形成， 具有优异的防水和密封效果， 能够增强垫片与连接轴柱2之间的连接稳定性和 密封效果。 0031 需要说明的是， 在本文中， 诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实 体或者。

27、操作与另一个实体或操作区分开来， 而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存 在任何这种实际的关系或者顺序。 而且， 术语 “包括” 、“包含” 或者其任何其他变体意在涵盖 非排他性的包含， 从而使得包括一系列要素的过程、 方法、 物品或者设备不仅包括那些要 素， 而且还包括没有明确列出的其他要素， 或者是还包括为这种过程、 方法、 物品或者设备 所固有的要素。 在没有更多限制的情况下。 由语句 “包括一个限定的要素， 并不排除在包括 要素的过程、 方法、 物品或者设备中还存在另外的相同要素” 。 0032 尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换 和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。 说明书 5/5 页 7 CN 111571131 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 111571131 A 8 图3 说明书附图 2/2 页 9 CN 111571131 A 9 。