法兰表面光洁度

凸脸(RF)

凸面法兰是工艺装置应用中最常见的类型，易于识别。它被称为凸起面，因为垫圈表面凸起在螺栓圆面上。这种表面类型允许使用广泛的垫圈设计组合，包括平环片类型和金属复合材料，如螺旋缠绕和双护套类型。射频法兰的目的是将更多的压力集中在较小的垫圈面积上，从而增加接头的压力遏制能力。直径和高度在ASME B16.5中按压力等级和直径定义。法兰的压力等级决定凸起面的高度。

ASME B16.5 RF法兰的典型法兰表面光整度为125至250 μ m Ra(3至6 μ m Ra)。

除搭接法兰外，本网站所描述的所有法兰尺寸的高度测量H和B，重要的是要理解和记住以下内容:
在压力等级为150和300时，凸起面高度约为1.6毫米(1/16英寸)。在这两种压力等级中，几乎所有法兰供应商都在其目录或宣传册中显示H和B尺寸，包括凸起的表面高度。(图1)
在压力等级为400,600,900,1500和2500时，凸起面高度约为6.4毫米(1/4英寸)。在这些压力等级中，大多数供应商显示H和B尺寸，不包括凸起的表面高度。(图2)

平面(FF)

平面法兰具有与螺栓圆面在同一平面上的垫圈表面。使用平面法兰的应用通常是配套法兰或法兰连接件由铸件制成的应用。
平面法兰绝对不能用螺栓连接到凸起的法兰上。ASME B31.1规定，当平面铸铁法兰连接到碳钢法兰时，必须拆除碳钢法兰上的凸起面，并且需要一个全面垫圈。
这是为了防止薄的，有刺的铸铁法兰被弹起到由碳钢法兰的凸起面引起的间隙中。

环形接头(RTJ)

环形连接法兰通常用于高压(600级或更高额定值)和/或高于800°F(427°C)的高温环境。它们的表面有凹槽，这些凹槽是钢环垫圈。当螺栓拧紧时，法兰密封将法兰之间的垫圈压缩到沟槽中，使垫圈变形(或压印)，使其在沟槽内紧密接触，形成金属对金属密封。

RTJ法兰可以有一个凸起的面，并在上面加工一个环形槽。这个凸起的表面不作为密封手段的任何一部分。对于使用环形垫圈密封的RTJ法兰，连接和紧固法兰的凸起面可能相互接触。在这种情况下，被压缩的垫片将不会承受超出螺栓张力的额外载荷，振动和运动不能进一步压碎垫片并降低连接张力。

环式连接垫圈是金属密封圈，适用于高压和高温应用。它们总是应用于特殊的配套法兰，通过正确的型材和材料选择，确保良好、可靠的密封。
环形连接垫圈设计用于通过配合法兰和垫圈之间的“初始线接触”或楔入作用进行密封。通过螺栓力对密封界面施加压力，垫圈中“较软”的金属流入较硬法兰材料的微细结构中，从而形成非常紧密和高效的密封。

最常用的戒指有:
1.根据ASME B16.20, R-Oval型
原装金属环接头。用于圆底槽法兰，也可用于后来的平底槽法兰。适用于ASME B16.5 150级至2500级法兰。
2.根据ASME B16.20, r -八角形
改进了原有的椭圆形设计。然而，这些只能用于平底槽法兰。适用于ASME B16.5 150级至2500级法兰。

八角形截面比椭圆形截面具有更高的密封效率，是首选的垫圈。但老式圆底槽只能采用椭圆形截面。较新的平底槽设计将接受椭圆形或八角形截面。
环接头槽上的密封面必须光滑加工到63微英寸，并且没有令人反感的脊、工具或颤振痕迹。当施加压缩力时，它们通过初始线接触或楔入作用来密封。环的硬度应始终小于法兰的硬度。
R型环型接头的密封压力最高可达6,250 psi，符合ASME B16.5压力等级，最高可达5,000 psi。

男性和女性(M&F)

这种类型的法兰也必须匹配。一个法兰面有一个超出正常法兰面范围的区域(男性)。另一个法兰或配套法兰有一个匹配的凹陷(母)加工到它的表面。

女性的脸有3/16英寸深，男性的脸有1/4英寸高，都是光滑的。内端面的外径起定位和保留垫圈的作用。通常在换热器壳体上可以找到定制的外螺纹和内螺纹面，以引导和覆盖法兰。
凹形表面的深度通常等于或小于凹形表面的高度，以防止在垫圈压缩过程中金属与金属之间的接触。凹形表面的外径通常不超过1/16″，比凹形表面的外径大。接头必须撬开才能拆卸

企口(T&G)

这种法兰的舌面和槽面必须匹配。一个法兰面有一个凸起的环(舌)加工到法兰面上，而配套法兰有一个匹配的凹陷(槽)加工到它的表面。

舌槽面在大小类型上都是标准化的。它们与公型和母型的不同之处在于，舌槽的内径不延伸到法兰底座，从而在其内径和外径上保留垫圈。这些通常可以在泵盖和阀帽上找到。
舌槽接头还有一个优点，它们是自对准的，可以作为粘合剂的储存库。丝状接头使加载轴与接头保持一致，不需要大的加工操作。
一般法兰面，如RTJ、T&G和F&M绝不能用螺栓连接在一起。造成这种情况的原因是接触面不匹配，并且没有垫片在一侧有一种类型，在另一侧有另一种类型。

从槽到平

• 一个法兰面是平的，另一个是凹的
• 用于需要精确控制垫片压缩的应用
• 仅推荐弹性垫圈-螺旋缠绕，空心金属o形圈，压力驱动和金属夹套垫圈

T&G和M&F法兰面优缺点
优点:
密封性能更好，密封材料定位更精确，压缩更精确，可采用其他更合适的密封材料和专用密封材料(o形圈)。
缺点:
商业可用性和成本。对于阀门、法兰和密封材料来说，普通凸起面更为常见，并且易于使用。另一个复杂之处在于一些严格的规则必须应用于管道设计。你订购的阀门是两头都是母端，还是只在一边，在这种情况下，你是把所有的公端都指向流动方向，还是什么。当然，这也适用于任何法兰连接/容器连接。

密封件和温度计套管上的RTJ、FF和RF法兰之间有什么区别?

凸起的面，RF，是我们第三方密封和温度计套管上的标准工艺连接。两者都有RTJ和FF型法兰连接的选择。凸面(RF)是工艺设备应用中最常用的类型。

法兰的垫片表面凸起于螺栓圆面上。环型接头(RTJ)也可以有一个凸起的垫圈面，不同的是在这个面加工环槽。

此槽将容纳法兰配合的钢环垫圈。平面(FF)法兰具有与螺栓圆面在同一平面上的垫圈表面。

这三种法兰类型之间都不能互换，即RTJ法兰不能与RF法兰匹配。

法兰面上的锯齿

法兰面有小凹槽，你可以在图像中看到。这种加工被称为锯齿加工。法兰面可以是光滑的或锯齿型的。使用哪种类型的表面取决于垫圈的类型和流体的用途。

光滑的表面与金属垫圈一起使用，而锯齿表面与非金属垫圈一起使用。在这个锯齿中设置了柔软的垫圈材料，防止液体或气体从法兰连接处通过。

阳光钢铁可以是螺旋或同心环，你可以在幻灯片上看到。同心环式精加工用于流体密度非常低的情况。如果使用非常低密度流体的螺旋型表面处理，可能会发现通过螺旋腔的泄漏路径。

法兰面锯齿度以RMS(均方根)或AARH(算术平均粗糙高度)来表示，锯齿面最常见的值为120-250 AARH。比较规用于检查法兰的锯齿。在图像中，您可以看到如何使用gauge来验证锯齿值。

最常用的表面

锯齿表面，无论是同心或螺旋，都需要每英寸30到55个凹槽和125到500微英寸之间的合成粗糙度。

这允许法兰制造商为金属法兰的垫圈接触面提供各种等级的表面光洁度。这些等级通常用名称来表示，例如:漆面。每个等级的确切定义可能在制造商之间有所不同，但可以概括如下;

股票完成
垫片接触面通常由一个半径为1.6mm的圆鼻工具以0.8mm /转的进给速率和0.15mm的深度生成的连续(有时称为留声机)螺旋槽形成。这将导致Ra 3.2到12.5微米(125 - 500微英寸)之间的粗糙度。

顺利完成
没有明显的肉眼可见的明确的工具标记。这通常是通过使垫片接触面由一个连续的(有时称为留声机)螺旋槽形成，由0.8mm半径圆鼻工具以每转0.3mm的进给速度，深度为0.05mm。这将导致Ra 3.2到6.3微米(125 - 250微英寸)之间的粗糙度。

氢气服务
在氢气环境中，法兰的表面处理非常光滑，通常在Ra 2到3.2微米(79 - 125微英寸)之间。

冷水整理
法兰面呈镜面状。这种法兰表面处理通常用于金属对金属接触，即没有垫圈。在石油、石化及相关工业中很少使用。

表面粗糙度测量
法兰光洁度一般用视觉和触觉方法测量。将加工表面的感觉与表面光洁度比较仪(有时称为鲁珀特仪)的感觉进行比较被认为是足够的。

有两种常用的表示粗糙度的方法。它们是算术平均粗糙度高度(AARH)和均方根(RMS)平均值。

算术平均粗糙度高度-算术平均粗糙度高度的计算包括测量峰值和山谷的距离，并对测量结果进行算术平均。
均方根平均值-均方根平均值的计算包括测量峰值和谷的距离，加上这些测量值的平方，并计算总数的平方根。

RMS值大约比AARH值高11%。