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壓力容器法蘭
更新時(shí)間??2021-06-13 14:06 閱讀
法蘭是壓力容器中的一個(gè)重要部件。它將不 同部分連接起來(lái)，可以隨時(shí)拆卸，對(duì)需要經(jīng)常打開(kāi) 的設(shè)備幾乎是必不可少的部分。設(shè)備法蘭的設(shè)計(jì) 在GB 150．1～150．4—201 1中有詳細(xì)介紹_j。 NB／T 47020～47027—2012中對(duì)常見(jiàn)的甲型、乙型 和長(zhǎng)頸法蘭進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化，以便設(shè)計(jì)時(shí)選用。…。 但實(shí)際工作中遇到的法蘭遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了這個(gè)范圍， 經(jīng)常需要設(shè)i-_卜非標(biāo)法蘭、無(wú)墊片焊接密封法蘭，甚 至是無(wú)墊片焊接密封反向法蘭。
單純的提高某一性能并不能解決問(wèn) 題，需要綜合考慮強(qiáng)度、密封性能及剛度等的改 變。還應(yīng)注意螺母與螺柱(或螺栓)硬度的匹配， 螺母硬度要低于螺栓硬度大約20～40HBW，以減 少對(duì)螺柱的磨損，同時(shí)避免卡死。當(dāng)溫度較高時(shí)， 應(yīng)注意螺柱膨脹量與法蘭膨脹量的協(xié)調(diào)。必要時(shí) 加蝶簧以補(bǔ)償膨脹差，保證密封性能。
最大允許工作壓力與材料和工作溫度有關(guān)，具 體見(jiàn)NB／T 47020．2012中的表6、7。法蘭標(biāo)準(zhǔn)是基于 16Mn鍛件在常溫下的許用應(yīng)力編制的。溫度不同、 材料不同時(shí)最大允許工作壓力相差很大。當(dāng)溫度高 時(shí)，最大允許工作壓力下降很快；當(dāng)殼體選用強(qiáng)度較 高的材料時(shí)，最大允許工作壓力明顯提高。
GB 150．3—2011第197頁(yè)對(duì)法蘭剛度提出要 求，一般小直徑高壓法蘭，很少有剛度問(wèn)題。大直 徑、低壓法蘭容易有剛度問(wèn)題。當(dāng)選用標(biāo)準(zhǔn)以外 的材料(如用奧氏體不銹鋼)時(shí)，應(yīng)重新評(píng)估剛度 的問(wèn)題。
非標(biāo)法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)法蘭，同時(shí)應(yīng) 滿足GB 150．3—2011的要求。重點(diǎn)是墊片尺寸和螺栓中心圓直徑的確定，考慮螺母是否有上緊空 間。如果用大直徑(M48以上)螺柱，要考慮螺柱 的伸出長(zhǎng)度是否滿足液壓上緊裝置的安裝要求。
法蘭計(jì)算中系數(shù)眾多且錯(cuò)綜復(fù)雜。但仔細(xì)研 究GB 150．3-201 1發(fā)現(xiàn)幾乎所有的系數(shù)都由 6．／3。h／h。這兩個(gè)比值決定：因此編程就可計(jì)算 出所有系數(shù)，無(wú)需查表。經(jīng)查SW6源程序知， SW6也是編程計(jì)算得到。
強(qiáng)度方面主要考慮：墊片的軟硬與尺寸；螺柱 材料、數(shù)量及所在中心圓直徑；法蘭厚度，大端、小 端尺寸，錐頸長(zhǎng)度。 選用墊片軟硬要合適，高壓用硬墊片，低壓用 軟墊片。過(guò)硬的墊片會(huì)要求法蘭和螺栓的尺寸加 大，造成整個(gè)法蘭系統(tǒng)設(shè)計(jì)龐大；過(guò)軟的墊片則容 易被壓碎。多管程換熱器的管箱墊片，在計(jì)算密 封面積時(shí)，SW6并未計(jì)人中間分程隔板處的墊片 面積，但ASME標(biāo)準(zhǔn)中已計(jì)入。SW6計(jì)算輸入時(shí) 可通過(guò)改變墊片直徑的方法計(jì)人。注意螺柱直徑 是受力部分的最小根徑。選用標(biāo)準(zhǔn)以外的螺柱， 應(yīng)自行將最小根徑輸入到程序中。如果強(qiáng)度不 夠，留意計(jì)算書上．廠值(法蘭小端應(yīng)力與大端應(yīng)力 的比值)的情況。／值過(guò)大(如3以上)說(shuō)明法蘭 應(yīng)力在小端過(guò)于集中，此時(shí)應(yīng)增大小端厚度，加長(zhǎng) 錐頸長(zhǎng)度；如果，值并不大則增大法蘭厚度效果 更明顯。如果剛度不夠則增大法蘭小端厚度或增 大法蘭厚度，此時(shí)增大錐頸長(zhǎng)度基本不起作用。
對(duì)壓力容器實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇到的法蘭 設(shè)計(jì)問(wèn)題，做了較為全面的解析。對(duì)設(shè)計(jì)和選用 標(biāo)準(zhǔn)法蘭、非標(biāo)法蘭、無(wú)墊片焊接密封法蘭、無(wú)墊 片焊接密封反向法蘭都具有一定的參考價(jià)值和指 導(dǎo)意義。
單純的提高某一性能并不能解決問(wèn) 題，需要綜合考慮強(qiáng)度、密封性能及剛度等的改 變。還應(yīng)注意螺母與螺柱(或螺栓)硬度的匹配， 螺母硬度要低于螺栓硬度大約20～40HBW，以減 少對(duì)螺柱的磨損，同時(shí)避免卡死。當(dāng)溫度較高時(shí)， 應(yīng)注意螺柱膨脹量與法蘭膨脹量的協(xié)調(diào)。必要時(shí) 加蝶簧以補(bǔ)償膨脹差，保證密封性能。
最大允許工作壓力與材料和工作溫度有關(guān)，具 體見(jiàn)NB／T 47020．2012中的表6、7。法蘭標(biāo)準(zhǔn)是基于 16Mn鍛件在常溫下的許用應(yīng)力編制的。溫度不同、 材料不同時(shí)最大允許工作壓力相差很大。當(dāng)溫度高 時(shí)，最大允許工作壓力下降很快；當(dāng)殼體選用強(qiáng)度較 高的材料時(shí)，最大允許工作壓力明顯提高。
GB 150．3—2011第197頁(yè)對(duì)法蘭剛度提出要 求，一般小直徑高壓法蘭，很少有剛度問(wèn)題。大直 徑、低壓法蘭容易有剛度問(wèn)題。當(dāng)選用標(biāo)準(zhǔn)以外 的材料(如用奧氏體不銹鋼)時(shí)，應(yīng)重新評(píng)估剛度 的問(wèn)題。
非標(biāo)法蘭的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參考標(biāo)準(zhǔn)法蘭，同時(shí)應(yīng) 滿足GB 150．3—2011的要求。重點(diǎn)是墊片尺寸和螺栓中心圓直徑的確定，考慮螺母是否有上緊空 間。如果用大直徑(M48以上)螺柱，要考慮螺柱 的伸出長(zhǎng)度是否滿足液壓上緊裝置的安裝要求。
法蘭計(jì)算中系數(shù)眾多且錯(cuò)綜復(fù)雜。但仔細(xì)研 究GB 150．3-201 1發(fā)現(xiàn)幾乎所有的系數(shù)都由 6．／3。h／h。這兩個(gè)比值決定：因此編程就可計(jì)算 出所有系數(shù)，無(wú)需查表。經(jīng)查SW6源程序知， SW6也是編程計(jì)算得到。
強(qiáng)度方面主要考慮：墊片的軟硬與尺寸；螺柱 材料、數(shù)量及所在中心圓直徑；法蘭厚度，大端、小 端尺寸，錐頸長(zhǎng)度。 選用墊片軟硬要合適，高壓用硬墊片，低壓用 軟墊片。過(guò)硬的墊片會(huì)要求法蘭和螺栓的尺寸加 大，造成整個(gè)法蘭系統(tǒng)設(shè)計(jì)龐大；過(guò)軟的墊片則容 易被壓碎。多管程換熱器的管箱墊片，在計(jì)算密 封面積時(shí)，SW6并未計(jì)人中間分程隔板處的墊片 面積，但ASME標(biāo)準(zhǔn)中已計(jì)入。SW6計(jì)算輸入時(shí) 可通過(guò)改變墊片直徑的方法計(jì)人。注意螺柱直徑 是受力部分的最小根徑。選用標(biāo)準(zhǔn)以外的螺柱， 應(yīng)自行將最小根徑輸入到程序中。如果強(qiáng)度不 夠，留意計(jì)算書上．廠值(法蘭小端應(yīng)力與大端應(yīng)力 的比值)的情況。／值過(guò)大(如3以上)說(shuō)明法蘭 應(yīng)力在小端過(guò)于集中，此時(shí)應(yīng)增大小端厚度，加長(zhǎng) 錐頸長(zhǎng)度；如果，值并不大則增大法蘭厚度效果 更明顯。如果剛度不夠則增大法蘭小端厚度或增 大法蘭厚度，此時(shí)增大錐頸長(zhǎng)度基本不起作用。
對(duì)壓力容器實(shí)際設(shè)計(jì)過(guò)程中經(jīng)常遇到的法蘭 設(shè)計(jì)問(wèn)題，做了較為全面的解析。對(duì)設(shè)計(jì)和選用 標(biāo)準(zhǔn)法蘭、非標(biāo)法蘭、無(wú)墊片焊接密封法蘭、無(wú)墊 片焊接密封反向法蘭都具有一定的參考價(jià)值和指 導(dǎo)意義。
