壓力容器在工作時會面臨高壓、高溫、易燃和易腐蝕等環(huán)境，會跟人們的人身安全緊密相關(guān)。所以，壓力容器在設(shè)計時的專業(yè)性要求比較高，而法蘭設(shè)計是其中的重要環(huán)節(jié)。法蘭主要是借助螺栓壓緊墊片的緊固來做到密封的，它是一種強(qiáng)制密封。法蘭設(shè)計主要會牽涉到螺栓設(shè)計、墊片設(shè)計與法蘭設(shè)計三個環(huán)節(jié)，但是倘若任一環(huán)節(jié)發(fā)生問題，就會直接影響后續(xù)工作的展開，導(dǎo)致設(shè)計結(jié)果出現(xiàn)誤差，因此，一定要控制好相關(guān)設(shè)計環(huán)節(jié)。

　　1、法蘭墊片設(shè)計

　　墊片是一種重要的密封元件，是螺栓法蘭連接設(shè)計的基礎(chǔ)。密封的效果是直接由墊片的密封性能所決定的。由于工件的介質(zhì)、壓力和溫度存在差異，影響墊片的因素是多方面的。

　　2、法蘭墊片比壓力

　　墊片比壓力會跟強(qiáng)制密封的預(yù)密封條件息息相關(guān)。為了有效解除法蘭密封面跟墊片接觸面之間的縫隙，保證墊片表面嵌入法蘭密封面的溝槽中去，以便消除泄漏通道，必須在墊片上施加一定的預(yù)緊力，這就建立了預(yù)密封條件，需作用在單位墊片密封面積上的小壓緊力稱為墊片比壓力(用v表示，單位MPa)?？梢?，預(yù)緊時墊片需要醉小Fa=3.14DGby的壓緊力。

　　3、法蘭墊片系數(shù)

　　墊片系數(shù)會跟強(qiáng)制密封的操作密封條件息息相關(guān)。墊片的密封條件主要是：介質(zhì)在密封面產(chǎn)生的阻力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于介質(zhì)壓力與大氣壓力的壓差形成的推動力。顯然阻力與墊片和法蘭密封面間的密封力相關(guān)。為了確保介質(zhì)不泄漏，作用在單位墊片有效密封面積上的醉小壓緊力與介質(zhì)壓力一定要滿足一定的比值，這就是墊片系數(shù)(用m表示)。材料愈硬，硬度愈高，其m值愈大。由于m系由試驗所得，鑒于試驗基準(zhǔn)修正，m值需乘以修正系數(shù)2，故單位壓緊面積上的壓緊力為2mp。由此可得墊片在操作狀態(tài)下的醉小壓緊力為：

　　Fp=6.28DGbmpe

　　4、法蘭墊片寬度

　　墊片載荷都與墊片有效計算寬度b有關(guān)。顯然b愈小，F(xiàn)a、Fp也愈小，對減少墊片載荷有利。然而墊片的寬度還受到墊片預(yù)緊時的“壓碎強(qiáng)度”的限制。墊片在預(yù)緊時，必須確保能在墊片表面能嵌入法蘭密封面中，建立起預(yù)密封條件;但是又不能過度壓緊，以免墊片失去彈性而呈現(xiàn)塑性狀態(tài)。因法蘭在加壓以后，密封面會出現(xiàn)一定程度的分離，倘若墊片在預(yù)緊時已經(jīng)呈現(xiàn)塑性狀態(tài)，就會失去回彈性，就會導(dǎo)致間隙的出現(xiàn)或者壓緊力不夠，最終導(dǎo)致泄漏的發(fā)生。

　　為了確保墊片的彈性工作狀態(tài)，在預(yù)緊時單位密封面積上的壓緊力必須在4y左右。因此正常墊片“單位面積”的預(yù)緊力應(yīng)在y——4y之間。

　　較硬、強(qiáng)度較高的墊片材料，雖然其m和Y都較大，會造成較大的Fa、Fp，然而由于其“壓碎強(qiáng)度”亦高，則可采用較小的墊片寬度，從而最終獲得不太大的墊片載荷，達(dá)到設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。