法蘭（flange），又稱法蘭法蘭盤或法蘭，是一種用于連接和拆卸的軸、管道圓筒和封頭之間的中空圓盤形機械零件。法蘭作為一種重要的機械零件，廣泛應用于化工行業、建筑、石油、造船等領域發揮著重要作用。其綜合性能突出，能提供可靠的連接，保證系統的穩定運行。它的材料包括不銹鋼、普通碳素鋼、優質碳素鋼、低合金鋼、硬聚氯乙塑料板、高密度聚乙烯等。

法蘭的離心鑄造法是由英國工程師阿爾卡爾蒂發明的（Meister Johannes Eckhar）1809年提出。直到20世紀初， 才被廣泛應用于工業生產。中國在20世紀30年代開始使用離心鑄造技術生產法蘭、鑄鐵管等產品。20世紀60年代，中國法蘭鍛造業在定襄縣開始發展。20世紀90年代，法蘭鍛造企業發展迅速，多達1230家。2000年后進入轉型升級期。2015年后，法蘭鍛造行業進入高質量發展階段。

法蘭是管道連接的重要方式根據其連接方式和結構特點，可分為整體法蘭、螺紋法蘭、平焊法蘭和松套法蘭等；根據連接部位的不同，又可分為壓力容器法蘭和管道法蘭。連接管道時，法蘭應有良好的密封性能、連接強度高、安裝拆卸更換和維護方便等。法蘭連接的緊密程度主要由法蘭本身決定、墊圈和螺栓由三部分組成，通過它們的緊密配合，防止介質泄漏。在惡劣的介質運行環境中，即使選擇了合適的法蘭類型、采用適當的法蘭密封表面形式和相應的墊圈，流體泄漏仍可能發生。故障原因主要包括法蘭偏差、錯口、張口、錯孔、應力影響、腐蝕影響、熱脹冷縮等。防止泄漏的方法包括涂抹機油或鉛粉、正確安裝密封墊，確保密封墊處于良好狀態、清潔法蘭密封面并清潔舊法蘭等。

在法蘭設計中，密封是一個重要的考慮因素。當壓力容器密封失效時，通常與連接件強度不足無關，而更多地與密封不良導致的泄漏問題有關。法蘭連接的密封設計涉及密封原理和影響密封的各種因素的討論法蘭密封結構主要由法蘭組成、墊圈和螺栓組成。

密封原理

密封的基本原理是通過提供阻力來阻止被密封介質通過密封口。當密封口兩側的壓力差大于密封口上的阻力時，介質將被有效密封。密封比壓指的是施加在墊圈上以確保密封性的壓縮應力。為了保證法蘭連接的緊密性，墊片必須緊緊地壓在密封面上并變形以填充壓面上的凹陷間隙，從而增加了密封口對流體流動的阻力。

影響密封的因素：影響密封效果的因素很多，主要包括：螺栓預緊力、墊圈性能、壓緊面的作用、法蘭剛度、操作條件等。

螺栓預緊力：增加螺栓的預緊力可以提高密封效果，預緊力可以使墊片變形并滿足初始密封條件。適當的預緊力也可以使墊片保持較大的殘余密封壓力在運行過程中，如果墊片具有一定的彈性，可以補償螺栓與法蘭之間的變形，保證預緊比壓不小于工作密封比壓，從而保證密封面的良好密封狀態。

墊圈性能

墊片是一種關鍵的密封元件，需要有合適的變形和回彈性才能實現有效密封。墊片需要有彈性和回彈力，能適應容器內部壓力下法蘭面的分離，以達到理想的密封效果。常用的金屬墊圈材料包括軟鋁、銅、軟鋼、蒙乃爾合金和18-8不銹鋼等。

壓緊面作用

在法蘭連接中，受壓面是指法蘭的密封面，它直接接觸墊片并通過螺栓力使墊片變形，從而保證密封效果。為了達到預期的密封效果，壓緊面的幾何尺寸和表面光潔度需要與墊片相匹配。墊片密封是通過用墊片的變形填充密封面的微小幾何空間來實現的。壓制面與硬金屬墊配合時，需要具有較高的尺寸精度和表面光潔度，壓制面上不應有徑向串通痕跡。而且，壓緊表面的垂直度和同心度對于密封的可靠性也非常重要。

法蘭剛度

當法蘭的剛度不夠時，它可能會翹曲變形，導致密封失效。在設計過程中，有必要計算法蘭的剛度。法蘭的彎曲剛度取決于其幾何尺寸。然而，增加法蘭的剛度將使其體積更大，并增加法蘭的制造成本。

操作條件

操作條件是指連接系統中的壓力和介質的化學性質。雖然介質的壓力和物理特性會導致泄漏，但它們不是主要因素。只有當溫度波動時，特別是在高溫下，密封性能才會受到嚴重影響。

法蘭的相關支撐部件是墊圈、螺栓螺母、保護器、填料等。

墊片

墊片是法蘭連接中的重要部件，其性能和幾何形狀對密封性能有很大影響。在選擇墊片材料時，有必要考慮容器的操作條件，例如介質的類型、腐蝕能、操作壓力和溫度等。為確保墊片具有所需的性能，它應符合以下標準：

柔軟有彈性，在緊固應力和介質壓力的作用下，能起到良好的密封作用。

緊密性好，能有效防止介質泄漏，確保系統安全運行。

不易受介質侵蝕而損壞，可長期使用而不損壞。

它具有耐熱性和耐久性，在高溫和長期使用條件下仍能保持良好的性能。

在緊固應力和介質壓力的作用下，不會發生過大的變形和損壞，保證了系統的長期穩定運行。

常見的墊片材料包括：橡膠、石棉橡膠板、石材、塑料、有色金屬和鋼等。這些材料具有不同的特性，可以根據工作需要靈活選擇。除了由單一材料制成的墊片外，還會根據工作需要將兩種或兩種以上的材料組合制成復合墊片，以滿足配置要求，提高密封性能。

螺栓螺母

連接法蘭常用的螺栓有單頭和雙頭兩種，其螺紋一般采用三角公制粗牙螺紋。單頭螺栓分為半精制和精制兩種，常用的材料有 Q235、25#鋼和25Cr2MoVA 鋼等。雙頭螺栓多為長度相同的精制螺栓，材質為35#鋼、40#鋼 和37SiMnZMoVA 等。

堅果分半精和精。按螺母形式可分為A型和b型。半精制單頭螺栓常用a型螺母，精制雙頭螺栓常用B型螺母。

保護器

在兩個法蘭面之間，有一個起密封作用的墊片或密封圈，沒有直接接觸。但是，容易發生腐蝕。為了防止液體進入法蘭表面之間，可以使用由封閉的軟橡膠制成的法蘭保護器，也可以使用不銹鋼帶和油脂嘴。

填料

填料的作用是防止工藝介質沿閥桿表面泄漏。選擇填料時應考慮以下因素：

適當的彈性和變形能力，以保證填料能適應閥桿的運動和密封時的變形。

化學穩定性好，避免填料在接觸介質的過程中發生化學反應，損壞或污染介質。

能夠承受相應的工藝條件，如高溫、高壓等條件下，確保填料能繼續發揮密封作用。

具有良好的耐火性，在高溫工藝條件下不易燃燒或熔化。

摩擦系數低，可以減少填料與閥桿之間的摩擦，從而提高閥門的耐磨性和使用壽命。

材質：法蘭由304不銹鋼制成、碳鋼、普通碳素鋼、優質碳素鋼、低合金鋼、硬聚氯乙塑料板、角鋼、扁鋼、高密度聚乙烯等。

工藝：法蘭技術主要分為鍛造、鑄造、割制、卷制這四種。

鑄造法蘭

離心鑄造是利用旋轉模具產生的離心力將溶液中密度不同的增強體和基體合金分離成內層或外層的工藝方法。通過調節和控制材料在溶液中的分布，固化的部件結構最終呈現一種或多種成分的梯度變化。鑄造法蘭時，法蘭的頸部呈錐形，有利于熔融金屬的良好結晶，避免應力集中，從而保證法蘭的強度。

鍛造法蘭

法蘭的鍛造工藝為鍛造——環和——溫擺輾。

鍛造：將圓羊毛加熱至1200攝氏度，并用鍛錘沖孔和擴孔。

輾環：將鍛造好的毛坯轉移到軋環機上，通過鉸孔達到溫度擺動所需的環件內孔尺寸。

溫擺輾：將環傳遞到旋轉鍛壓機進行溫旋轉鍛壓。溫擺鍛后，高頸部分可以填充，整個過程只需要一次加熱。

割制法蘭

法蘭切割是在中間板上直接切割出具有加工余量的內外厚度的圓盤，然后加工螺栓孔和水線的方法。這種法蘭的生產受到中板寬度的限制，最大直徑不應超過中板寬度。

卷制法蘭

法蘭軋制是一種生產大型法蘭的工藝首先將中板切成長條，然后將這些長條卷成圓圈，形成法蘭的外徑和厚度。纏繞完成后，需要焊接法蘭、展平及水線和螺栓孔加工。這種方法適用于生產大直徑法蘭，可以充分利用中厚板的寬度。

法蘭是一種重要的連接件，在化工行業中經常使用、建筑、給水、排水、石油、輕(重) 工業、冷凍、衛生、水暖、消防、電力、航天、造船等領域。法蘭具有優異的綜合性能，可提供可靠的連接，確保系統的穩定運行。

法蘭

法蘭是建筑工程中常用的管道連接方式，適用于通風管道、通風管道和管件之間、通風管道與閥門、通風管道與風口、通風管道與各種通風設備之間的連接等。具有拆裝方便、粘接強度高，適用范圍廣。材料包括扁鋼和角鋼一般來說，法蘭的內徑比空氣導管的外徑稍大2—3mm。在造船領域，法蘭是船舶管道最重要的連接形式。它以結合強度高、它以拆卸方便適用范圍廣而著稱，適用于幾乎所有的管道連接。