影响法兰密封性能的主要因素

金属板的材料可以是铝、钢及其合金，也可以采用不锈钢或优质碳钢。金属包垫片也只用于乙型平焊和长颈对焊两类法兰上。

④在高压设备和管道的法兰上，常用金属垫片，材料有软铝、铜、软钢和不锈钢等。除了矩形截面的金属垫片外，还有截面形状为椭圆形或八角形的以及其他特殊形状的金属环垫。

当操作压力很大或者泄漏率要求很严，再者温度很高或腐蚀性极强，可采用金属垫片。金属垫片的比压值很大，为减小螺栓力，压紧面必须很窄，依靠极窄的压紧面保持良好的密封，必须具备较小的表面粗糙度，Ra≤2.5μm至Ra≤0.63μm。

①平面密封面：其结构如下图 (a)所示，密封面并非一个光滑的平面，在平面上往往开有2~4条同心圆分布的三角形截面的沟槽（即法兰水线）。

平面密封面结构简单，制造方便，便于进行防腐衬里。其次这种结构密封面的宽度较大，故使用中常采用非金属或金属软质垫片。但螺栓上紧后，垫圈材料容易往两侧伸展。用于所需压紧力不高，且介质无毒的场合。

②凹凸密封面：密封面的结构如下图 (b)所示，它相当于在一对平面密封面的法兰上，其中一个制成带有凸起平台的压紧面，并把这个法兰叫做凸面法兰，另一个相应做成凹面的叫做凹面法兰，与凹面尺寸恰好相同的垫片嵌入其中，垫片便于对中。

凸起平面的高度略大于凹面的深度，用螺栓压紧起密封作用。

这种结构能限制垫片的径向变形，可防止垫片被挤出，在一定程度上会提高密封性能。适用于压力较高的场合。

③榫槽密封面：在一对平面密封面宽度方向的中间，其一做成截面如榫，另一截面如槽的压紧面配对使用，如下图 (c)所示，前者称为榫面法兰，后者称为槽面法兰。

槽型压紧面可限制嵌入垫片的径向变形，密封性能良好，同时垫片可少受介质的冲刷和腐蚀。但榫面部分容易破坏。常用于易燃、易爆、有毒的介质以及较高压力的场合。

此外还有梯形槽密封面与锥形密封面。前者用椭圆形截面的环状金属垫片，后者配用透镜式环状金属垫片。上述两种结构是强制密封，常用在高压管道上。

法兰密封面的形式和表面性能对密封效果的影响起到至关重要的作用。法兰密封面的平直度、密封面与法兰中心线的垂直度直接影响到垫片的受力均匀程度和垫片与法兰的良好接触。

法兰密封面的粗糙度应与垫片的要求相配合。表面不允许有径向刀痕或划痕，更不允许存在表面裂纹。

法兰刚度与很多因素有关，其中适当增加法兰环的厚度、缩小螺栓中心圆直径和增大法兰环外径，都能提高法兰刚度，采用带颈法兰或增大锥颈部分尺寸，可显著提高法兰的抗弯能力。但无原则地提高法兰刚度，将使法兰变得笨重，造价提高。

因为在高温下，介质的黏度小，渗透性大，易泄漏；介质对垫片和法兰的腐蚀作用加剧，增加了泄漏的可能性；法兰、螺栓和垫片均会产生较大的高温蠕变与应力松弛，使密封失效；某些非金属垫片还会加速老化、变质，甚至烧毁。