杨文亮：图解印度GRT法兰的结构原理

文/杨文亮

近年来，印度Technocraft公司的GRT法兰一直是国际钢桶行业中最受关注的产品，在实用中也得到了欧美很多发达国家的认可。虽然目前在我国的应用还不普及，但它的技术先进性却不容忽视。

图1 GRT法兰的几何形状图

GRT法兰的特殊性是其基本的几何形状（如图1所示）。这种几何结构大大改善了密封圈在垂直方向的流动优势，并限制了在水平方向的流动趋势。因此，与国际标准的传统法兰相比，它具有更优越的密封性能。但又不会改变传统标准法兰的总体结构和体系，用户在使用中完全可以按照传统标准法兰的使用方法，不对模具、设备和工具做任何特殊的要求。

今天，我们以最直接的方法，对GRT法兰进行一次最直观的分析。

一、钢桶的跌落试验

国际常用的钢桶跌落试验，要求对桶口进行8点种方向跌落，跌落高度为1.8米，如图2所示右上角位置。跌落后的钢桶形状如图2的右下角图形。

图2 桶口跌落试验

跌落试验完成后，将桶口法兰处剖开，非常明确地看到垫圈在法兰内的形状变化。标准法兰的垫圈在垂直方向和水平方向的密封预压力已经全部释放，处于完全放开的状态，即密封性已经丧失（如图3所示）。而GRT法兰，虽然在水平方向的垫圈压力有所释放，但是垂直方向的压力完全保留，没有释放，说明其密封性没有完全丧失（如图4所示）。

图3 标准法兰跌落后状态

图4 GRT法兰跌落后状态

二、几何形状的比较

将标准法兰和GRT法兰剖开看看它们截面几体形状，我们比较一下（如图5所示）。

图5 标准法兰与GRT法兰截面几何形状比较

我们再将标准法兰和GRT法兰分别在桶顶上进行锁装，采用相同的模具和设备，然后，我们再将它们剖开，观察它们锁装后的几体形状有什么不同。

如图6是标准法兰锁装后的形状。可以看到，垫圈在垂直方向只有很少的流动，相比较下，在水平方向却有着较多的流动。

图6 标准法兰锁装后的垫圈形状

图7是GRT法兰锁装后的形状。可以看到，垫圈在垂直方向的流动非常多，而在水平方向的流动却少得多。

图7 GRT法兰锁装后的垫圈形状

三、GRT法兰的优点

在国际上，尤其是危险品包装应用中，钢桶法兰锁装通常会采用双垫圈组合，主要就是为了解决垫圈垂直方向流动不足的问题。一般情况下，会采用两种不同的垫圈材料，通常一种是丁腈橡胶，另一种是三元乙丙橡胶或其他材料。这两种材料之间没有化学相容性，就是说他们的适用范围通常不重合，这样就存在一种折中效果，可以适用于更广泛的使用场合，使其密封性能有了双重保险（如图8所示）。但相对的，也容易污染内容物，因为很多内容物总会与其中一种垫圈材料不相容。

图8 标准法兰常用的双垫圈

但采用GRT法兰后，只需要用一个大的橡胶垫圈，只需要与一种内容物化学相容就可以了，不会因双垫圈时总有一个不相容而产生问题。从而确保钢桶内容物的更高纯度，并不受污染（如图9所示）。

图9 GRT法兰常用一个大垫圈

因为采用了两种不同的垫圈材料，标准法兰的化学相容性就降低了，因为它不可能适用所有的内容物（如图10所示）。

图10 标准法兰中的双垫圈密封结构

而GRT法兰因为采用最符合内容物要求的垫圈材料，化学相容性增加了。你可以使用丁腈橡胶或者三元乙丙橡胶，或其它任何一种材料，按内容物产品的性质进行选配（如图11所示）。

图11 GRT法兰的单垫圈密封结构

四、采用双垫圈时的跌落试验

前面，我们对标准法兰和GRT法兰的钢桶，都做了跌落试验。现在，我们在钢桶上锁装双垫圈标准法兰后，看看密封效果如何。
如图12所示，采用双垫圈的标准法兰的钢桶，在做完跌落试验后，不论是垂直方向或者水平方向，垫圈的压力都完成了释放。

图12 标准法兰双垫圈跌落试验后

如图13所示，采用单垫圈的GRT法兰的钢桶，在做完跌落试验后，垂直方向的压力得到了保留，而只有水平方向的压力有部分释放。

图13 GRT法兰采用单垫圈跌落试验后

五、总结

通过上述试验和分析，我们了解了GRT法兰的优点，与标准法兰，它的优点总结如下：

1、GRT法兰可以采用与标准法兰相同的模具和设备进行锁装生产，不需要改变任何生产工具，也不影响正常的生产效率。

2、钢桶生产者也不需要支付任何的专利或授权费用，因为这个专利已经公开了。

3、GRT法兰具有更优越的密封性能，具有垂直方向更多的垫圈流动量，在跌落试验中有良好的表现。

4、可采用单垫圈替代标准法兰的双垫圈，成本也得到了有效的降低。

5、GRT法兰用单垫圈比标准法兰用双垫圈，具有更好的化学相容性。