材質(zhì)差異與異種材料連接：法蘭連接避免焊接缺陷

　　當(dāng)管道系統(tǒng)中存在異種材料(如碳鋼與不銹鋼、金屬與非金屬)時(shí)，直接焊接會(huì)因材料的物理性能(熔點(diǎn)、線膨脹系數(shù)、導(dǎo)熱率)差異產(chǎn)生焊接缺陷(如裂紋、氣孔、未熔合)，而法蘭連接可有效避免這些問題，確保連接的可靠性。

　　1. 碳鋼與不銹鋼管道的連接

　　在化工、醫(yī)藥行業(yè)，為降低成本，通常主管道采用碳鋼(如Q235B)，而與腐蝕性介質(zhì)接觸的支管采用不銹鋼(如304)，兩種材料的連接若采用焊接，會(huì)因以下原因產(chǎn)生缺陷：

　　一是碳鋼與不銹鋼的熔點(diǎn)不同(碳鋼約1500℃，304不銹鋼約1450℃)，焊接時(shí)易出現(xiàn)熔化不均。

　　二是碳鋼中的碳會(huì)向不銹鋼擴(kuò)散，形成貧鉻區(qū)，導(dǎo)致不銹鋼晶間腐蝕;三是兩種材料的線膨脹系數(shù)差異(碳鋼約11×10??/℃，304不銹鋼約17×10??/℃)，焊接后冷卻時(shí)會(huì)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，導(dǎo)致焊縫開裂。

　　采用法蘭連接則可避免上述問題，通過在碳鋼法蘭與不銹鋼法蘭之間加裝合適的墊片(如耐蝕的橡膠墊片)，既能實(shí)現(xiàn)密封，又能防止異種材料直接接觸產(chǎn)生的電化學(xué)腐蝕(碳鋼與不銹鋼在電解質(zhì)中會(huì)形成原電池，加速碳鋼腐蝕)。

　　例如，某制藥廠的純化水管道系統(tǒng)，主管道為碳鋼，支管為304不銹鋼，采用法蘭連接后，運(yùn)行5年未發(fā)生接口腐蝕泄漏，而此前采用焊接連接時(shí)，平均1年就需更換因腐蝕損壞的焊縫及周邊管道。

　　2. 金屬與非金屬管道的連接

　　隨著材料技術(shù)的發(fā)展，塑料管道(如PVC、PE)、玻璃鋼管、陶瓷管等非金屬管道因耐腐蝕、重量輕等特點(diǎn)在工業(yè)中應(yīng)用日益廣泛，這些管道與金屬管道的連接無法采用焊接(非金屬材料熔點(diǎn)低或不導(dǎo)電，無法與金屬熔合)，法蘭連接成為唯一可行的方式。

　　以化工廢水處理系統(tǒng)為例，廢水輸送主管道采用PE管(耐腐蝕)，而與泵、閥門等金屬設(shè)備的連接則通過法蘭實(shí)現(xiàn)：PE管端焊接(熱熔連接)PE法蘭，金屬設(shè)備端為金屬法蘭，兩者之間加裝橡膠墊片，通過螺栓緊固實(shí)現(xiàn)密封。

　　這種連接方式既利用了PE管的耐腐蝕性，又保證了與金屬設(shè)備的可靠連接。若強(qiáng)行采用焊接(如將PE管與金屬管焊接)，會(huì)因PE管受熱熔化而破壞，無法形成有效密封，實(shí)際應(yīng)用中絕無可能采用。