法蘭連接是工藝設備中低壓設備中使用較為廣泛的可拆卸連接。由墊片法蘭螺栓組成的這種結構的力學和密封行為比其他機械部件更復雜，因為它受到許多因素的影響，很難預測或解釋工作時的性能。首先，螺栓與螺母之間的摩擦關系很復雜。依靠普通的擰緊工具，不可能準確控制和預測螺栓的預緊載荷；其次，這些性能受到各部件彈性的限制，特別是在墊片中。整個結構表現出彈塑性行為。墊片像彈簧（非線性），螺栓則像拉簧，法蘭浮動在兩個彈簧之間，也像一個轉動彈簧，這種系統顯然是靜不定的，因此問題變得更加復雜了。這種彈簧系統承受各種荷載，如螺栓力、墊片反作用力和流體壓力，以及連接設備或管道的反作用力(如重量、熱膨脹等)。這些力增加了彎矩，在彎矩的作用下，法蘭彎曲變形和角變形。所以，設計的一般目的是確定法蘭、螺栓等結構的安全性和經濟尺寸。同時，整個系統滿足規定的密封要求。即結構完整性―整個結構的機械或熱應力必須在材料允許范圍內。

連接緊密性―墊片應力必須使整個接頭的泄漏率在允許范圍內。上述條件必須滿足以下載荷條件①初始擰緊螺栓時的裝配或預緊負載②1.25或1.5倍于設計壓力的液壓試驗③正常工作載荷(如壓力和溫度載荷)。

根據應用場合，還必須考慮

①其他外載荷，如軸向或彎曲載荷管道重量和熱膨脹

②不同方法預緊螺栓產生的螺栓載荷可能存在或誤差較大③瞬時熱沖擊，如突然加熱或冷卻④由循環載荷引起的疲勞⑤腐蝕會降低材料的有效厚度⑥包括法蘭、螺栓和墊片在內的盤變會降低墊片的應力。

顯然，作為起密封作用的墊片在整個連接系統中是關鍵的元件。在墊片法蘭連接的設計中，任何元件的設計都是相互連接和限制的，如墊片的結構形式和材料選擇是否合理，直接影響螺栓尺寸和經濟，法蘭結構尺寸確定，影響結構的剛度和緊湊性，決定連接的密封性。

sae法蘭連接標準

sae法蘭是通用的機械零件，對常用的法蘭已經標準化。國內外已形成包括法蘭、墊片和螺栓在內的系列標準體系，無論是容器和設備法蘭，還是管道法蘭。法蘭類型主要根據用途分為容器法蘭和管道法蘭，根據法蘭密封面寬度分為寬法蘭和窄法蘭為金屬法蘭和非金屬法蘭，前者分為鋼法蘭、鑄鐵法蘭、有色金屬法蘭、圓形、矩形、橢圓形、焊接結構和非焊接結構。本節主要介紹鋼圓形容器法蘭和管道法蘭。盡管各種法蘭標準中的具體法蘭結構型式不盡相同，按照標準化組織頒布的“金屬法蘭一鋼法蘭”標準，將法蘭類型分為11種，國內外其他法蘭標準中的法蘭結構一般都在上述類型中有所取舍。除板述焊接結構中，除板式平焊法蘭外，錐形短頸加強法蘭環，錐形小端與圓柱形外殼或管道焊接在一起，增加了法蘭的旋轉剛度，降低了法蘭中的應力，改善了墊片的密封條件，即提高了接頭的安全性和可靠性，比增加法蘭環的厚度或直徑更經濟有效。

因此，建議在中高壓場合使用；然而，隨著壓力和直徑的增加，經濟性降低，直徑和壓力范圍也有限制，如ISO帶頸焊接法蘭在7005-1標準中，管道名稱直徑（DN）超過600mm公稱壓力（PN）不得大于40MPa。主要形式的非焊接結構―松套法蘭，由于其相對法蘭基本上可以自由旋轉，僅用于低壓或經濟考慮，當氣缸或管道由耐腐蝕昂貴的合金材料制成時，松套法蘭環可以由經濟性好、強度高的材料（如碳鋼）制成。有時為了增加法蘭環的剛度，法蘭環也可帶上頸部，即為帶頸松套法蘭。顯然，板式平焊法蘭介于兩者之間，適用于中低壓場合。