对于船用玻璃钢管道和原有其它材料的部件( 如阀门、泵等) 相遇情况, 几乎总是使用传统的法兰连接。船用玻璃钢法兰的设计尺寸要和连接的金属法兰相匹配合。法兰连接的基本要求是有足够的力作用于密封垫上以防止渗漏。这种连接适用于两种不同受载的条件: 第一, 在最初安装连接时, 密封垫必须“固定” , 也就是, 密封垫要同两个法兰都接合形成最初密封；第二, 在工作条件下, 当法兰承受由于管道内压力产生的附加载荷时, 对密封垫也应保持足够的作用力。
连接易于弯曲的船用玻璃钢法兰时, 螺栓受载很低,为了达到良好的密封, 密封垫必须柔软,允许有充分的形变。螺栓的位置一般远离内压力和密封垫作用力的作用线, 这样在法兰上施加了较大的弯矩, 导至法兰设计必须比较结实、笨重。对于象玻璃钢这样的缺乏可塑性材料, 必须避免局部的高应力, 此外还要避免基体的开裂和纤维的裸露, 以防止环境的浸蚀。
为了研究法兰紧固力和连接密封的关系, 已经对玻璃钢法兰进行了一系列试验。本报告所做工作涉及到短截法兰(stlbtflanges)。对于这种法兰, 螺栓定位在法兰的外侧, 通过一个金属衬环施加紧固力。玻璃钢法兰的工业化生产采用了手糊工艺。法兰与管道部分是整体制做的, 将管壁的CSM 增强材料在垂直于管道轴线方向展开形成法兰面。法兰面的厚度等于管壁厚。根据英国标准BS4994规定, 须使用树脂和特殊的填料或短切纤维填料, 使法兰固化后达到规定的厚度。法兰背面用CSM材料最后铺敷, 并且延展到管壁形成毅环。经过固化后, 法兰面略微呈中凸, 在半径65毫米范围内法兰面一般凸出0.75 毫米。
试验法兰装配在金属封闭板上, 所用密封为70IRH 氯丁橡胶。在试验开始前, 密封垫要加载保持一定时间, 以减少试验中密封垫松驰作用产生的影响。在整个试验过程中, 螺栓上装有应变测定仪, 能监测螺栓的拉力。在法兰和密封垫周围, 螺栓施加载荷要尽可能均衡。法兰上施加一个已知紧固力后, 管道内压力增加的同时, 监测螺栓受载。这样可计算作用在密封垫上的压力变化。螺栓拉力的范围, 一方面需要对密封垫适当的夹持, 另一方面又要防止密封垫的挤出。实际上,在受载条件下密封垫才起密封作用, 所以应降低螺栓拉力松驰的危险性。螺栓拉力范围大约相当于在M16螺母上施加25牛顿米到55牛顿米的扭矩。
船用玻璃钢管道法兰安装时由于受到较大的弯矩, 会听到开裂声。因此, 对平面法兰( 没有凸状表面的法兰) 又进行试验。结果表明, 这种法兰的开裂可能性降低, 但是同凸状法兰相比在较低的压力下就发生渗漏, 原因在于法兰与密封垫的接触压力减小。
试验表明, 作用在螺栓上的载荷, 当内压增加到某一值时, 仍保持不变。内压继续增加, 载荷将开始增加, 且在开始渗漏时达到最大值密封垫载荷的特性曲线是通过全部螺栓的总载荷减去内压在法兰端面的载荷而得到的, 在密封垫上的载荷假定为纯载荷, 且在Pa压力时达到最小值。可是, 在Pa 压力以上, 作用在螺栓上的载荷随内压增加却迅速增加, 即在法兰表面一定区域上受到内压力的作用, 法兰连接已开始失效。增加螺栓初始载荷将相应地提高法兰连接的渗漏压力和螺栓载荷开始上升时的压力。对于这个法兰系统可绘出一系列拉力与压力曲线, 结果粗略显示出渗漏压力与螺栓初始拉力呈线性关系。与此相同, 也可绘制这一系统的螺栓初始拉力与渗漏时拉力的关系曲线。