1999年第1期 云南化工GB150-89进行计算,当超出标准法兰选用范法兰连接设计选用分为3个部分,既法兰型式和材质的选用、垫片的选用及螺柱材质的选用。一般根据设备介质的情况、设计压力和设计温度来选定JB4701~4703中法兰的型式、材质和压力等级,以及相匹配的垫片型式、材料、螺柱、螺母的材料,以保证连接的可靠性和一致性。如甲型平焊法兰适用于公称压力0.25~1.6MPa,工作温度高于-20e至300e,直径为300~2000mm的钢制压力容器,其垫片一般只应采用非金属软垫片,螺柱材料一般为Q235-A或35;同样在JB4702-92乙型平焊法兰适用于公称压力0.25~4.0MPa,工作温度高于-20e至350e的钢制压力容器,乙型平焊法兰压力等级和使用温度较甲型平焊法兰的使用范围广一些,但对法兰有短节要求,一般应满足标准所提短节的长度和厚度,否则就应强度校核后方可使用。对于长颈对焊法兰,其适用于公称压力为0.6~6.4MPa,工作温度高于-20e至450e的钢制压力容器,其公称压力等级更高、使用范围更广,但其制作成本也相应的增加较多,一般在工况条件较差、压力、温度较高,或有振动的情况下选用较多。并且长颈对焊法兰的材料采用的都是锻件(当然也可以用轧制法兰以降低成本)。同时对对接的筒体部分有最小壁厚和长度的要求。因而在选用中除注意法兰、垫片、螺柱、螺母的匹配问题外,还应考虑乙型平焊法兰和长颈对焊法兰对对接筒体壁厚和长度的要求。对于乙型平焊法兰和长颈对焊法兰,其垫片选用范围较广,可选用非金属软垫片、缠绕垫、金属包垫片,螺柱材料可选用较高的强度级别。具体可见JB4700-92标准中表2/法兰、垫片、螺柱、螺母材料匹配表0。
由于JB4700~4707-92标准中列入的内容比较详细,在工程设计中使用比较方便。但应注意垫片的选择也是相当重要的,选用那种形式的垫片,其垫片系数和垫片预紧密封比压也将会有很大的区别。一般是根据设计压力、设计温度和
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标准中的匹配表与工程使用经验,以确定垫片的凹凸面或榫槽面的形式)。一般在工程设计中介质为易燃易爆和有毒的,不推荐采用平面密封形式;对于要求较高的压力容器(压力、温度较高,介质情况恶劣)宜采用长颈对焊法兰。同时应注意甲型、乙型平焊法兰的压力等级是以200e下
16MnR板材为基准设计的,对长颈对焊法兰是以200e下16Mn锻件材料为基准进行设计的;因而在不同温度下或采用其他材料且在不同温度下法兰的允许工作压力不一样,在JB4700-92标准中表6、表7已将各种法兰的材料及在各档温度下的允许工作压力列出。在法兰设计时,选用标准法兰应充分注意这一点。否则当选用材料的强度级别比16MnR(或16Mn锻)低时,或法兰工作温度较高时,允许工作压力就达不到公称压力值。同时在法兰设计中,由于实际采用的螺柱截面积要比计算所需要的截面积大,在预紧情况下,法兰上所受螺柱载荷可能高出计算所需要的最小螺柱载荷。因此在法兰设计中,螺柱在预紧状态螺柱设计载荷按式[GB150-89(7-9)]式计算
[R]b
2
即预紧状态下螺柱设计载荷为设计需要的螺柱
W=
截面积Am与实际螺柱截面积Ab的平均值乘以常温下螺柱材料的许用应力值[R]b,而Am是分别由预紧状态下和操作状态下所需的最小螺柱截面积中取大值得出,其最小螺柱截面积也是由相应状况下所受需要的最小载荷与螺柱许用应力值的比值求得。由公式中可以看出,在预紧情况下,选择过大强度级别的螺柱材料会引起螺柱设计载荷的提高,从而在一定程度上影响法兰的设计力矩,造成法兰的厚度或有关尺寸增大,法兰制作成本提高,不经济。而螺柱材料强度级别过低,同样会引起螺柱数量或螺柱直径增大,同样会引起法兰尺寸增大,也不太经济,因而
围时,再按GB150-89中法兰部份进行计算。材料以及相对应的法兰形式(包括是平面的还是
螺柱材料的选择一定要按标准法兰中规定的匹
垫片材料在该介质情况下的使用经验来确定。配选用,该标准是通过了/螺栓法兰连接优化设,